DE69709726T2 - Verfahren zur herstellung von reinigungsmittel mit hoher dichte unter verwendung einer hochwirksamen tensidpaste mit verbesserter stabilität - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zur Herstellung von Reinigungsmittelzusammensetzungen mit hoher Dichte aus einer hochaktiven Tensidpaste und anderen Reinigungsmittelbestandteilen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Reinigungsmittelzusammensetzung mit hoher Dichte in der Form von Agglomeraten, in denen die Stabilität und Lagerungsbeständigkeit einer hochaktiven Tensidpaste unerwartet verbessert und erhalten sind. Dieses Verfahren ist insbesondere in der Herstellung von modernen kompakten granulären Reinigungsmittelzusammensetzungen nützlich, welche typischerweise höhere Anteile an aktiven Waschmitteltensiden erfordern.
Hintergrund der Erfindung
• Seit einiger Zeit besteht bei der Reinigungsmittelindustrie ein bemerkenswertes Interesse an Wäschewaschmitteln, welche "kompakt" sind und daher ein geringes Dosierungsvolumen aufweisen. Um die Herstellung dieser sogenannten Niedrigdosierungs-Reinigungsmittel zu erleichtern, wurden viele Versuche gestartet zur Herstellung von Reinigungsmitteln mit hoher Massendichte bzw. Schüttdichte, beispielsweise mit einer Dichte von 650 g/l oder höher. Gegenwärtig besteht ein hoher Bedarf an Niedrigdosierungs-Reinigungsmitteln, da sie Resourcen bewahren und in kleinen Verpackungen verkauft werden können, welche für die Verbraucher angenehmer sind.
• Im Allgemeinen existieren zwei primäre Typen von Verfahren, mithilfe derer Reinigungsmittelgranulate oder -pulver hergestellt werden können. Der erste Verfahrenstyp schließt das Sprühtrocknen einer wässrigen Reinigungsmittelaufschlämmung in einen Sprühtrocknungsturm zur Herstellung von hochporösen Reinigungsmittelgranulaten ein. In dem zweiten Verfahrenstyp werden verschiedene Reinigungsmittelbestandteile gemischt und anschließend mit einer nichtionischen oder anionischen Reinigungsmittelpaste agglomeriert, welche ebenso als Bindemittel für das agglomerierte Teilchen selbst dient. In beiden Verfahren sind die wichtigsten Faktoren, welche die Dichte der resultierenden Reinigungsmittelgranulate beeinflussen, die Dichte, die Porosität und die Oberfläche der verschiedenen Ausgangsmaterialien und deren jeweilige chemische Zusammensetzung.
• Diese Parameter können jedoch nur innerhalb eines begrenzten Bereichs variiert werden. Somit kann ein wesentlicher Anstieg der Rohdichte nur durch zusätzliche Verfahrensschritte, welche zur Verdichtung der Reinigungsmittelgranulate führen, oder über Aufbau- (build up) Agglomerierungsverfahren erreicht werden.
• Im Stand der Technik existieren eine Fülle von Verfahren, welche sich der Agglomerierung zur Herstellung von. Reinigungsmittelzusammensetzungen widmen. Beispielsweise wurden Versuche gestartet zur Agglomerierung von Reinigungsmittelbuildern durch das Mischen von Zeolith und/oder Schichtisilikaten in einem Mischer unter Bildung von rieselfähigen bzw. freifließenden Agglomeraten. Ein noch anderes Beispiel schließt ein Ausgangsreinigungsmaterial in der Form einer hochaktiven, viskoelastischen Tensidpaste ein, welche mit Trockenpulvern, wie Aluminosilikaten und Carbonaten, in bröckelige, rieselfähige bzw. freifließende, hochdichte Reinigungsmittelagglomerate agglomeriert wird. Allerdings sind eine große Vielzahl von Problemen mit der Handhabung von hochaktiven, hochviskoelastischen Tensidpasten verbunden, welche zur Herstellung von hochdichten, hochaktiven Reinigungsmittelagglomeraten, welche für moderne Niedrigdosierungs-Reinigungsmittelprodukte geeignet sind, verwendet werden. Insbesondere sind solche hochaktiven Reinigungsmittelpasten äußerst empfindlich gegenüber Umwelt- und Betriebsausstattungsparametern, welche die Pasten insgesamt schwierig transportierbar, lagerbar und verarbeitbar bei der Herstellung von Reinigungsmittelagglomeraten werden lassen.
• Typicherweise werden Reinigungsmittelpasten mittels eines Verfahrens hergestellt, worin Fettalkohol sulfatiert wird und anschließend mit einem alkalischen Material (z.B. Natriumhydroxid) neutralisiert wird. Dieses ist ein äußerst empfindliches Verfahren, insbesondere wenn es zur Herstellung von hochaktiven Tensidpasten verwendet wird, welche vornehmlich (mehr als 60 Gew.-%) aktives Tensid und nur eine relativ geringe Menge Wasser und Hilfsmittel enthalten. Die resultierenden hochaktiven Tensidpasten sind gegenüber der Umgebung äußerst empfindlich, beispielsweise gegenüber hohen Temperaturzonen oder "heißen Punkten" ("hot spots") in der Anlage (Rohre, Ventile und Lagerungsbehälter), welchen sie ausgesetzt sind, sowie gegenüber jeglichen Verunreinigungen mit einem pH von weniger als 7, welche in die Pasten gelangen. In dem Fall, dass die hochaktive Tensidpaste einem oder mehreren dieser Umweltfaktoren ausgesetzt ist, weisen solche hochaktiven Pasten die Tendenz zum Unterlaufen einer Hydrolysereaktion auf, worin das Tensid sich zu seiner Alkoholform zurückbildet. Diese Hydrolysereaktion ist eine autokatalytische Reaktion, bei der ein Nebenprodukt eine Säure darstellt, welche erneut mit dem verbleibenden Tensid reagiert. Das Drohen einer Hydrolyse erhöht die Umweltempfindlichkeit der Pasten mit hohem Tensidgehalt besonders und macht es schwierig, sie innerhalb von Zeitdauern (z.B. zwei bis sieben Tage) stabil zu halten, welche für eine kommerzielle Herstellung von modernen kompakten Wäschewaschmitteln in großem Maßstab notwendig sind. Es sollte verstanden werden, dass sogar die Hydrolyse von 1 Gew.-% der Tensidpaste große finanzielle Konsequenzen in der kommerziellen Herstellung von Reinigungsmittelprodukten in großen Maßstab haben kann.
• Typische Ansätze im Stand der Technik auf diesem Gebiet schlossen die sofortige Bildung von Tensidteilchen nach der Herstellung der Paste ein. Diese erfordert jedoch eine "Vor-Ort"- ("on-site") Ausstattung zur Bildung von Teilchen oder setzt voraus, dass die Tensid herstellende Ausstattung in oder in der Nähe der Reinigungsmittel herstellenden Anlage untergebracht ist. Zurzeit sind die Reinigungsmittel herstellenden und Tensidpasten herstellenden Industrien sowohl materiell als auch vom kommerziellen Standpunkt aus separiert, ein Trend, welcher noch steigend ist. Somit wäre es wünschenswert, eine hochaktive Tensidpaste zur Verfügung zu haben, welche innerhalb längerer Zeitdauern stabil bleibt, sodass das Tensid herstellende Verfahren von der Reinigungsmittel herstellenden Anlage weiter entfernt angesiedelt sein kann, was aus dem momentanen kommerziellen Umfeld repräsentativer ist.
• Eine noch andere Herausforderung in Verbindung mit der Verwendung solcher hochaktiven Tensidpasten schließt deren rheologische Eigenschaften dahingehend ein, dass sie eine ausreichend niedrige Viskosität aufweisen, um in und aus Transportlastwagen oder -zügen sowie in und aus Lagerungsbehältern in der Reinigungsmittel-herstellenden Anlage gepumpt werden können. Ein jeder deutlicher Temperaturwechsel kann zu unerwünschter Gelierung oder Verfestigung der Tensidpaste führen, was einen Anstieg in den Herstellungskosten und der -Zeit hervorruft. Es sollte jedoch vermerkt werden, dass verschiedene rheologische Eigenschaften der Tensidpaste aus einer Wiedererwärmung resultieren.
• Ebenso in dieser Hinsicht haben zusätzliche Bestandteile, wie Carbonate, welche zum Aufrechterhalten der Lagerungs- und Transportstabilität der Tensidpaste vor deren Verarbeitung zugesetzt werden, die Wirkung einer Erhöhung der Viskoelastizität der hochaktiven Tensidpaste, was diese sehr schwer verarbeitbar werden lässt. Die Schwierigkeit in der Verarbeitung wird durch einen Wechsel in der Viskoelastizität der Tensidpaste hervorgerufen, was relativ teure Hochdruckpumpen, größere Rohrleitungen und kürzere Transportentfernungen erfordert, denen bei den Reinigungsmittel herstellenden Verfahren nachgekommen werden muss. Als eine Folge davon wäre es wünschenswert, ein Verfahren zur Verfügung zu haben, in welchem die Lagerungsstabilität der Paste aufrecht erhalten wird, ohne deren Verarbeitbarkeit nachteilig zu beeinflussen.
• Dementsprechend verbleibt trotz der obengenannten Offenbarungen im Stand der Technik ein Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung einer agglomerierten Reinigungsmittelzusammensetzung aus einer hochaktiven Tensidpaste, welche während des Transports und der Lagerung ausreichend stabil ist innerhalb von Zeitdauern, die lang genug sind, um die kommerzielle Herstellung moderner, kompakter Reinigungsmittelzusammensetzungen in einem großen Maßstab zu ermöglichen. Ebenso verbleibt ein Bedarf an einem solchen Verfahren, welches günstig ist und leicht in Produktionsanlagen großen Maßstabs für Niedrigdosierungs- oder Kompaktreinigungsmittel eingefügt werden kann.
Stand der Technik
• Die folgenden Referenzen beziehen sich auf Tensidpasten: Aouad et al. WO 93/ 18123 (Procter & Gamble); Aouad, et al. WO 92/18602 (Procter & Gamble); Aouad et al. EF 508,543 (Procter & Gamble); Mueller et al. U.S. Patent Nr. 5,152,932; Strauss et al. U.S. Patent Nr. 5,080,848 (Procter & Gamble); Ofosu-Asante et al. U.S. Patent Nr. 5,066,425 (Procter & Gamble); Jolicoeur et al. U.S. Patent Nr. 5,045,238 (Procter & Gamble); und Van Zorn et al. EP 504,986 (Shell). Die folgenden Referenzen beziegen sich auf das Verdichten sprühgetrockneter Granulate: Appel et al. U.S. Patent Nr. 5,133,924 (Lever); Bortolotti et al. U.S. Patent Nr. 5,160,657 (Lever); Johnson et al. Britisches Patent Nr. 1,517,713 (Unilever); und Curtis, Europäische Patentanmeldung 451,894. Die folgenden Referenzen beziehen sich auf die Herstellung von Reinigungsmitteln durch Agglomerierung: Beerse et al. U.S. Patent Nr. 5,108,646 (Procter & Gamble); Capeci et al. U.S. Patent Nr. 5,366,652 (Procter & Gamble); Capeci et al. U.S. Patent Nr. 5,486,303 (Procter & Gamble); Capeci et al. U.S. Patent Nr. 5,489,392 (Procter &. Gamble); Hollingsworth et al. Europäische Patentanmeldung 351,937 (Unilever); und Swatling et al. U.S. Patent Nr. 5,205,958.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung erfüllt die oben angegebenen Bedürfnisse durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Reinigungsmittelagglomeraten aus einer hochaktiven Tensidpaste und einem Reinigungsmittelbuilder. Ein bedeutsamer Vorteil in diesem Verfahren besteht darin, dass die Tensidpaste stabil, pumpbar und transportierbar innerhalb einer verlängerten Zeitdauer ist, sodass die Herstellung moderner kompakter Reinigungsmittelprodukte an mehreren Orten und in großem Maßstab erleichtert wird. Insbesondere kann die hochaktive Tensidpaste in einer Anlage hergestellt werden und anschließend gelagert und zu einer entfernten Anlage zur weiteren Verarbeitung zu den fertigen Reinigungsmittelagglomeraten transportiert werden.
• Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "Verunreinigungen" eine jede fremde Substanz, mit der die Tensidpaste in Kontakt tritt während der Lagerung und dem Transport vor den Einbringungs- und Agglomerierungsschritten in dem Verfahren. Beispiele solcher Verunreinigungen umschließen, ohne darauf begrenzt zu sein, vielfach gefärbte Rückstände von Schwefelsäure, Natriumsulfat, Fettalkohol, Eisen, Chrom und Nickel. Wie hierin im Hinblick auf die Tensidpaste verwendet, bedeutet der Begriff "stabil", dass die Tensidpaste im Wesentlichen ihre Formulierung beibehält, welche ein neutralisiertes Tensid enthält, und dass sie nicht deutlich durch Hydrolyse in ihre Alkoholform zurück umgewandelt wurde. Wie hierin verwendet im Hinblick auf die Tensidpaste, bedeutet der Begriff "verarbeitbar", dass die Tensidpaste wünschenswerte rheologische Eigenschaften beibehält, sodass es möglich ist, sie in den derzeitigen. Verfahren zu verwenden, was typischerweise bedeutet, dass sie eine Viskosität aufweist, wie nachstehend im Hinblick auf das "Power Law Model" detailliert beschrieben wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Agglomerate" auf Teilchen, welche durch die Agglomerierung von Reinigungsmittelgranulaten oder -teilchen gebildet wurden, die typischerweise eine kleinere mittlere Teilchengröße als die gebildeten Agglomerate aufweisen. Alle Prozentangaben und Verhältnisse, die hierin verwendet werden, sind als Gewichtsprozente (wasserfreie Basis) ausgedrückt, solange nichts anderes angegeben ist. Alle Viskositäten, auf die hierin Bezug genommen wird, werden bei 70ºC (±5ºC) und bei Scherraten von ungefähr 10 bis 100 sec&supmin;¹ gemessen, solange nichts anderes angegeben ist.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Reinigungsmittelagglomeraten zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: (a) Vorsehen einer nicht-linearen, viskoelastischen Tensidpaste, enthaltend, bezogen auf das Gewicht der Tensidpaste, 70% bsi 95% eines Waschtensids, 5% bis 30% Wasser, und eine überschüssige Menge eines Alkalimetallhydroxids, sodass der pH der Tensidpaste mindestens 10 beträgt; (b) Regulieren der Temperatur der Tensidpaste innerhalb eines Bereichs von 50ºC bis 80ºC, sodass die Tensidpaste verarbeitbar und mindestens 48 Stunden lang stabil ist; (c) Einfüllen der Tensidpaste in einen Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter; (d) Einbringen von 1 bis 70 Gew.-% eines Waschmittelbuilders in den Hochgeschwindigkeits- Mischer/-Verdichter; und (e) Agglomerieren der Tensidpaste und des Builders durch Behandeln der Tensidpaste und des Builders anfänglich in dem Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter und nachfolgend in einem Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter, um so die Reinigungsmittelagglomerate zu bilden.
• Gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt der Erfindung wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Reinigungsmittelagglomeraten zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: (a) Vorsehen einer nicht-linearen viskoelastischen Tensidpaste, enthaltend, bezogen auf das Gewicht der Tensidpaste, 70% bis 80% einer Mischung eines C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat-Tensids und eines linearen C&sub1;&sub2;- &sub1;&sub3;-Alkylbenzolsulfonat-Tensids, 15% bis 20% Wasser, 2% bis 8% Polyethylenglykol und 0,5% bis 1% Natriumhydroxid, sodass der pH der Tensidpaste mindestens ungefähr 11 ist; (b) Regulieren der Temperatur der Tensidpaste innerhalb eines Bereichs von 65ºC bis 70ºC, sodass die Tensidpaste verarbeitbar und mindestens 120 Stunden lang stabil ist; (c) Einfüllen von 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% der Tensidpaste in einen Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter; (d) Einbringen von 1 Gew.-% bis 70 Gew.-% eines Waschmittelbuilders in den Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter; (e) Agglomerieren der Tensidpaste und des Builders durch Behandeln der Tensidpaste und des Builders anfänglich in dem Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter und anschließend in einem Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter, um die Reinigungsmittelagglomerate zu bilden; und (f) Trocknen der Reinigungsmittelagglomerate. Die vorliegende Erfindung stellt ebenso Reinigungsmittelzusammensetzungen zur Verfügung, umfassend Reinigungsmittelagglomerate, die gemäß einem jeden hierin beschriebenen Verfahren hergestellt sind.
• Dementsprechend ist es ein Ziel der. Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer agglomerierten Reinigungsmittelzusammensetzung aus einer hochaktiven Tensidpaste vorzusehen, welche während des Transports und der Lagerung innerhalb ausreichend verlängerter Zeitdauern ausreichend stabil ist, sodass die kommerzielle Herstellung moderner kompakter Reinigungsmittelzusammensetzungen in großem Maßstab ermöglicht wird. Es ist ebenso ein Ziel der Erfindung, ein solches Verfahren vorzusehen, welches günstig ist und leicht in Produktionsanlagen großen Maßstabs für Niedrigdosierungs- oder Kompaktreinigungsmittel eingefügt werden können. Diese und andere Ziele, Merkmale und damit verbundene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der angehängten Ansprüche deutlich werden.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Allgemein wird das vorliegende Verfahren in der Herstellung von Niedrigdosierungsreinigungsmitteln verwendet, wobei die resultierenden Reinigungsmittelagglomerate als ein Reinigungsmittel oder als ein Reinigungsmitteladditiv verwendet werden können. Insbesondere kann das Verfahren verwendet werden, zur Bildung von "hochaktiven" (d.h. hoher Tensidanteil) Reinigungsmittelagglomeraten, welche als Zumischung zu Zwecken der Steigerung des Wirksamkeitgrads in granulären Niedrigdosierungsreinigungsmitteln verwendet werden und dadurch kompaktere Reinigungsmittel erlauben.
Verfahren
• Das Verfahren bildet rieselfähige bzw. freifließende, hochdichte Reinigungsmittelagglomerate, bevorzugt mit einer Dichte von mindestens 650 g/l. Das Verfahren bildet hochdichte Reinigungsmittelagglomerate aus einer hochaktiven und viskoelastischen Tensidpaste mit einem relativ niedrigen Wassergehalt. In der Vergangenheit war die Verarbeitung und Lagerung bestimmter hochviskoelastischer, hochaktiver Tensidpasten ein Problem, insbesondere im Hinblick auf deren Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen und Verunreinigungen, welche saurer Natur sind. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass solche Temperaturänderungen und sauren Verunreinigungen die autokatalytische Hydrolysereaktion der Tensidpaste bedingen, welche die Tensidpaste wirksam zu einer wässrigen Alkohollösung umsetzt, welche nicht rückumgewandelt werden kann. Es wurde daher gefunden, dass optimal ausgewählte Temperaturbereiche und pH-Bereiche der Verunreinigungen eingestellt werden müssen, um die gewünschten Reinigungsmittelagglomerate herzustellen, welche in modernen kompakten Reinigungsmittelprodukten verwendet werden.
• In dem ersten Schritt des Verfahrens wird eine nicht-lineare, viskoelastische Tensidpaste vorgesehen, welche für viele hochaktive, hochviskoelastische Pasten, die in der Herstellung von hochdichten Reinigungsmittelagglomeraten verwendet werden, charakteristisch ist. Die Bezeichnung "nicht-liear, viskoelastisch" bedeutet, dass die Paste ein nicht-lineares Fließgeschwindigkeitsprofil aufweist und viskoelastisches Fließverhalten zeigt, d.h. sie kann während des Fließens wie Kaugummi gezogen werden. Bisher waren solche nicht-linearen, viskoelastischen Tensidpasten sehr schwer zu verarbeiten und stabil zu halten.
• Bevorzugt umfasst die Tensidpaste, bezogen auf das Gewicht der Tensidpaste, 70% bis 95%, besonders bevorzugt 70% bis 85%, und ganz besonders bevorzugt 70% bis 75%, eines Waschmitteltensids.
• In einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Tensidpaste eine Mischung aus C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat- ("AS") und linearen C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub3;-Alkylbenzolsulfonat- ("LAS") Tensiden in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 5 : 1 (AS : LAS) dar. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform hierin stellt eine Tensidpastenmischung mit einem Gewichtsverhältnis von C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat zu linearem C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub3;-Alkylbenzolsulfonat von 3 : 1 dar. Andere wahlweise Tensid-Systeme umschließen reine AS- oder reine LAS-Tenside in der Paste sowie Alkylethoxysulfat- ("AES") Systeme, in denen AES das einzige oder eines der Tenside in der Paste ist.
• Die Tensidpaste umschließt ebenso 5% bis 30%, besonders bevorzugt 15% bis 25%, und ganz besonders bevorzugt 15% bis 20%, Wasser, bezogen auf das Gewicht der Paste. Zusätzlich umschließt die Paste 0,1% bis 10%, besonders bevorzugt 1% bis 8%, und ganz besonders bevorzugt 2% bis 8%, Polyethylenglykol, bezogen auf das Gewicht der Paste. Die Tensidpaste enthält ebenso 0,01% bis 5%, besonders bevorzugt 0,1% bis 1% und ganz besonders bevorzugt 0,5% bis 1%, bezogen auf das Gewicht der Paste, eines Alkalimetallhydroxids, welches bevorzugt Natriumhydroxid ist. Ebenso eingeschlossen in die Tensidpaste sind Nebenbestandteile, wie unumgesetzte Alkohole, Sulfate und ähnliches, obwohl es bevorzugt ist, diese Mengen bei einem Minimum zu halten.
• In dem nachfolgenden Verfahrensschritt wird die Tensidpaste innerhalb eines Temperaturbereichs von 50ºC bis 80ºC, besonders bevorzugt von 60ºC bis 75ºC, und am meisten bevorzugt von 65ºC bis 70ºC, eingestellt. Bevorzugt hält oder macht der Einstellungsschritt die Tensidpaste mindestens 48 Stunden lang, besonders bevorzugt mindestens 72 Stunden lang, und ganz besonders bevorzugt mindestens 170 Stunden lang, stabil. Auf diese Weise wird die Neigung der Tensidpaste, der unerwünschten Hydrolysereaktion zu unterliegen und/oder schwer zu transportieren und zu verarbeiten zu sein, aufgrund von untragbaren rheologischen Eigenschaften, wie hoher Viskosität, ausgeschlossen.
• Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Tensidpaste im Wesentlichen frei von Materialien ist, welche ein Gas bei Umsetzung mit einer Säure bilden. Solche Materialien umschließen Carbonate, Percarbonate, Perborate oder ein jedes andere Material, welches ein Gas bei Kontakt mit einem sauren Material bildet. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird hypothetisch angenommen, dass, wenn die Tensidpaste solch ein gasbildendes Material enthält, es mit einem jeden sauren Verunreinigungsmaterial unter Bildung eines Gases reagiert, das sich innerhalb der verbleibenden Tensidpaste verbreitet und dadurch einen "Kanal" oder "Weg" bildet, durch den die saure Verunreinigung die Paste durchqueren kann. Dieses erleichtert die Hydrolysereaktion der gesamten Tensidpaste, im Gegensatz zu nur einem geringen isolierten Hydrolysevorkommen, welches die Gesamttensidpastenzusammensetzung andererseits nicht beeinflussen würde. Ebenso in dieser Hinsicht ist es bevorzugt in dem vorliegenden Verfahren, die Tensidpaste im Wesentlichen frei von Verunreinigungsmaterialien mit einem pH von weniger als 7 zu halten.
• In dem nächsten Verfahrensschritt wird die Tensidpaste in einen Hochgeschwindigkeits-Mischer-Verdichter (z.B. Lödige Recycler CB30) gegeben, welcher typischerweise im Bereich von 300 U/min bis 2500 U/min arbeitet. In diesem Schritt werden 25 Gew.-% bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 Gew.-% bis 60 Gew.- %, ganz besonders bevorzugt 35 Gew.-% bis 55 Gew.-%, Tensidpaste in dem Verfahren zur Herstellung der Agglomerate verwendet. Ebenso werden 1 Gew.-% bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 Gew.-% bis 70 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 50 Gew.-% bis 70 Gew.-%, Waschmittelbuilder in den Hochgeschwindigkeits-Mischer-Verdichter eingebracht. Obwohl andere Builder in dem Verfahren wie hierin beschrieben verwendet werden könnnen, ist der Aluminosilicat-Builder der bevorzugte.
• Die Tensidpaste und der Builder werden durch Behandeln der Paste und des Builders anfänglich in dem Hochgeschwindigkeits-Mischer-Verdichter und anschließend in einem Mäßiggeschwindigkeits-Mischer-Verdichter (z.B. Lödige Recycler KM300 "Plughshare" mit einem großen Zentralschaft, arbeitend in dem Bereicht von 100 U/min bis 300 U/min) agglomeriert, um die Reinigungsmittelagglomerate zu bilden. Andere zur Verwendung als Hochgeschwindigkeits-Mischer/ -Verdichter oder Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter geeignete Ausstattung wird in Capeci, US-Patent 5,366,652, beschrieben. Wahlweise können andere konventionelle Reinigungsmittelbestandteile, wie nachstehend beschrieben, ebenso in den Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter und/oder Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter eingebracht werden, um ein vollständig formuliertes Reinigungsmittelagglomerat zu bilden.
• Die Tensidpaste, der Builder und andere wahlweise Ausgangsreinigungsmittelmaterialien werden in einen Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter zum weiteren Aufbau der Agglomerierung gegeben, was in Agglomeraten mit einer Dichte von mindestens 650 g/l und besonders bevorzugt von 700 g/l, resultiert. Bevorzugt reicht die mittlere Verweilzeit der Tensidpaste und der anderen Ausgangsreinigungsmittelmaterialien in dem Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter (z.B. Lödige Recycler CB30 Mischer/Verdichter) von ungefähr 1 bis 30 Sekunden, wohingegen die Verweilzeit in dem Niedrig- oder Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/- Verdichter (z.B. Lödige Recycler KM300 "Ploughshare"-Mischer/-Verdichter) von ungefähr 0,25 bis 10 Minuten reicht.
• Unvermeidlich liegt ein bestimmter Anteil der Agglomerate, welche den Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter verlassen, unterhalb des vorbestimmten Teilchengrößebereichs und kann wahlweise abgetrennt und zu dem Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter zum weiteren Aufbau der Agglomerierung zurückgeführt werden. In dieser Hinsicht umfassen diese sogenannten Agglomerate mit Untergröße oder "die Feinen" 5 Gew.-% bis 30 Gew.-% der Reinigungsmittelagglomerate.
• Die Teilchenporosität der resultierenden Reinigungsmittelagglomerate, welche gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt sind, liegt bevorzugt in einem Bereich von 5% bis 20%, besonders bevorzugt bei 10%. Die Kombination der oben angeführten Porosität und der Teilchengröße resultiert in Agglomeraten mit Dichtewerten von 650 g/l und höher. Solch ein Merkmal ist insbesondere nützlich bei der Herstellung von Niedrigdosierungswäschewaschmitteln sowie anderer granulärer Zusammensetzungen, wie Geschirrspülzusammensetzungen.
• Das Verfahren kann die Schritte des Sprühens eines zusätzlichen Bindemittels in den (die) Mischer/-Verdichter umschließen, verwendet in dem Agglomerierungsschritt zur Erleichterung der Herstellung der gewünschten Reinigungsmittelagglomerate. Ein Bindemittel wird zu Zwecken der Erhöhung der Agglomerierung durch Bereitstellung eines "bindenden" oder "klebenden" Mittels für die Reinigungsmittelkomponenten zugesetzt. Das Bindemittel ist bevorzugt, ausgewählt aus der. Gruppe, bestehend aus Wasser, anionischen Tensiden, nichtionischen Tensiden, Polyethylenglykol, Polyacrylaten, Citronensäure sowie Mischungen daraus. Andere geeignete Bindemittelmaterialien, einschließlich der hierin aufgeführten, sind in Beerse et al. U.S. Patent Nr. 5,108,646 (Procter & Gamble Co.) beschrieben.
• Ein anderer optionaler Schritt, welcher in dem vorliegenden Verfahren in Erwägung gezogen wird, umschließt das Konditionieren der Reinigungsmittelagglomerate durch Trocknen der Reinigungsmittelagglomerate nach dem Mäßiggeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter. Noch ein anderer wahlweiser Schritt schließt die Zugabe eines Beschichtungsmaterials (z.B. Aluminosilikate, Carbonate, Sulfate oder ein jedes anderes trockenpulvriges Material) zu dem Reinigungsmittelagglomerat vor oder nach dessen Verlassen des Mäßiggeschwindigkeits-Mischers-Verdichters zu Zwecken der Erhöhung der Fließbarkeit bzw. des Rieselvermögens der Agglomerate (d.h. zur Verminderung des Zusammenbackens) ein. Dieses verbessert den Zustand der Reinigungsmittelagglomerate zur Verwendung als ein Zusatz oder zu deren Einsatz in transportierbarer oder verpackbarer Form weiter. Dem Fachmann wird es klar sein, dass eine breite Vielfalt an Verfahren verwendet werden kann, um die austretenden Reinigungsmittelagglomerate zu trocknen und zu kühlen, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann ein Apparat, wie ein Fließbett, zum Trocknen verwendet werden, während ein Airlift zum Kühlen eingesetzt werden kann, sollte dies notwendig sein.
Tensidpaste
• Die viskoelastische Tensidpaste, die hierin verwendet wird, hat viskoelastische Fließeigenschaften, welche durch ein herkömmlich verwendetes mathematisches Modell beschrieben werden können, welches die Scherentzähungsnatur der Paste berücksichtigt. Das mathematische Modell wird "Power Law Model" genannt und wird durch die folgende Gleichung beschrieben:
• σ = Kγn
• worin σ = Scherbeanspruchung (dynes/cm²), K = Stoffdichte bzw. Festigkeit bzw. Konsistenz (Poise·secn-1), γ = Scherrate (sec&supmin;¹) und n = Ratenindex (dimensionslos) ist. Der Ratenindex n variiert von 0 bis 1. Je näher n bei Null ist, desto mehr scherentzähend ist das Fluid. Je näher n bei eins ist, desto mehr liegt es bei einfachem Newton-Verhalten, d.h. konstantem Viskositätsverhalten. K kann als die scheinbare Viskosität bei einer Scherrate von 1 sec&supmin;¹ interpretiert werden.
• In diesem Zusammenhang weist die viskoelastische Tensidpaste, welche in dem Verfahren verwendet wird, eine Konsistenz K bei 70ºC von 50.000 bis 250.000 cPoise·secn-1 (500 bis 2.500 Poise·secn-1), besonders bevorzugt von 100.000 bis 195.000 cPoise·secn-1 (1.000 bis 1.950 Poise·secn-1), und ganz besonders bevorzugt von 120.000 bis 180.000 cPoise·secn-1 (1.200 bis 1.800 Poise·secn-1), auf. Bevorzugt hat die Tensidpaste einen Scherindex n von 0,05 bis 0,25, besonders bevorzugt von 0,08 bis 0,20 und ganz besonders bevorzugt von 0,10 bis 0,15.
• Das Tensid in der Paste kann ausgewählt sein aus anionischen, nichtionischen, zwitterionischen, ampholytischen und kationischen Klassen und kompatiblen Mischungen davon. Reinigungsmitteltenside, welche hierin nützlich sind, werden in dem U.S. Patent 3,664,961, Norris, herausgegeben am 23. Mai 1972, und dem US Patent 3,919,678, Laughlin et al. herausgegeben am 30. Dezember 1975, beschrieben. Nützliche kationische Tenside umschließen ebenso jene, welche in dem U.S. Patent 4,222,905, Cockrell, herausgegeben am 16. September 1980, und in dem U.S. Patent 4,239,659, Murphy, herausgegeben am 16. Dezember 1980, beschrieben sind. Unter den Tensiden sind anionische und nichtionische bevorzugt, und anionische sind am meisten bevorzugt.
• Die folgenden sind repräsentative Beispiele der Reinigungsmitteltenside, welche in der vorliegenden Tensidpaste nützlich sind. Wasserlösliche Salze von höheren Fettsäuren, d.h. "Seifen", sind nützliche anionische Tenside in den Zusammensetzungen hierin. Dieses umschließt Alkalimetallseifen, wie die Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Alkylolammoniumsalze höherer Fettsäuren, enthaltend 8 bis 24 Kohlenstoffatome, und bevorzugt 12 bis 18 Kohlenstoffatome. Seifen können durch direkte Verseifung von Fetten oder Ölen oder durch die Neutralisierung von freien Fettsäuren hergestellt werden. Besonders nützlich sind die Natrium- und Kaliumsalze von den Mischungen der Fettsäuren, welche von Kokosnussöl und Talg abgeleitet sind, d.h. Natrium- oder Kaliumtalg- und -kokosnussseife.
• Zusätzliche anionische Tenside, welche zur Verwendung hierin geeignet sind, umschließen die wasserlöslichen Salze, bevorzugt die Alkalimetall-, Ammonium- und Alkylolammoniumsalze, von organischen Schwefelumsetzungsprodukten mit einer Alkylgruppe in Ihrer Molekülstruktur, enthaltend 10 bis 20 Kohlenstoffatome und eine Sulfonsäure- oder Schwefelsäureestergruppe. (Eingeschlossen in den Begriff "Alkyl" ist der Alkylanteil der Acylgruppen.) Beispiele dieser Gruppe synthetischer Tenside sind die Natrium- und Kaliumalkylsulfate, insbesondere jene, welche durch Sulfatierung der höheren Alkohole (C&sub8;&submin;&sub1;&sub8;-Kohlenstoffatome) erhalten werden, wie jene, die durch die Reduktion der Glyceride von Talg- oder Kokosnussöl hergestellt werden; und die Natrium- und Kaliumalkylbenzolsulfonate, in denen die Alkylgruppe 9 bis 15 Kohlenstoffatome enthält, in geradkettiger oder verzweigtkettiger Konfiguration, z.B. jene des Typs, der in den U.S. Patenten 2,220,099 und 2,477,383 beschrieben ist. Besonders wertvoll sind lineare geradkettige Alkylbenzolsulfonate, in denen die mittlere Anzahl von Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe von 11 bis 13 reicht, abgekürzt als C&sub1;&sub1;&submin;&sub1;&sub3;-LAS.
• Anderer anionische Tenside, welche zur Verwendung hierin geeignet sind, sind die Natriumalkylglycerolethersulfonate, insbesondere jene Ether von höheren Alkoholen, abgeleitet von Talg- und Kokosnussöl; Natriumkokosnussölfettsäureglyceridsulfonate und-sulfate; Natrium oder Kalium von Ethylenoxid pro Molekül und worin die Alkylgruppen 8 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten; und Natrium- oder Kaliumsalze von Alkylethylenoxidethersulfaten, enthaltend 1 bis 10 Ethylenoxideinheiten pro Molekül und worin ctie Alkylgruppe 10 bis 20 Kohlenstoffatome enthält.
• Zusätzlich umschließen geeignete anionische Tenside die wasserlöslichen Salze von Estern von α-sulfonierten Fettsäuren, enthaltend 6 bis. 20 Kohlenstoffatome in der Fettsäuregruppe und 1 bis 10 Kohlenstoffatome in der Estergruppe; wasserlösliche Salze von 2-Acyloxyalkan-1-sulfonsäuren, enthaltend 2 bis 9 Kohlenstoffatome in der Acylgruppe und 9 bis 23 Kohlenstoffatome in der Alkaneinheit; Alkylethersulfate, enthaltend ungefähr 10 bis 20 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe und 1 bis 30 Mole Ethylenoxid; wasserlösliche Salze von Olefin- und Paraffinsulfonaten, enthaltend 12 bis 20 Kohlenstoffatome; und β-Alkyloxyalkansulfonate, enthaltend 1 bis 3 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe und 8 bis 20 Kohlenstoffatome in der Alkan-Einheit.
• Bevorzugte anionische Tenside sind lineares C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylbenzolsulfonat und C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylsulfat. Wenn erwünscht, kann Alkylsulfatpaste mit geringer Feuchtigkeit (weniger als ungefähr 25% Wasser) der einzige Bestandteil der Tensidpaste sein. Am meisten bevorzugt sind C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylsulfate, linear oder verzweigt, und sowohl primär, sekundär oder tertär. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt vor, worin die Tensidpaste 20% bis 40% einer Mischung aus linearem Natrium-C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub3;-alkylbenzolsulfonat und Natrium-C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub6;-alkylsulfat in einem Gewichtsverhältnis von 2 : 1 bis 1 : 2 umfasst. Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Reinigungsmittelzusammensetzung umschließt eine Mischung aus C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylsulfat und C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylethoxysulfat in einem Gewichtsverhältnis von 80 : 20.
• Wasserlösliche nichtionische Tenside sind ebenso in der vorliegenden Erfindung nützlich. Solche nichtionischen Materialien umschließen Verbindungen, hergestellt durch die Kondensation von Alkylenoxidgruppen (von hydrophiler Natur) mit einer organischen hydrophoben Verbindung, welche Ihrer Natur nach aliphatisch oder alkylaromatisch sein kann. Die Länge der Polyoxyalkylengruppe, welche mit irgendeiner speziellen hydrophoben Gruppe kondensiert ist, kann leicht eingestellt werden, um eine wasserlösliche Verbindung mit dem gewünschten Gleichgewichtsgrad zwischen hydrophilen und hydrophoben Elementen einzustellen.
• Geeignete nichtionische Tenside umschließen die Polyethylenoxidkondensate von Alkylphenolen, z.B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer Alkylgruppe, enthaltend 6 bis 15 Kohlenstoffatome, entweder in einer geradkettigen oder verzweigtkettigen Konfiguration, mit 3 bis 12 Molen Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol. Eingeschlossen sind die wasserlöslichen und wasserdispergierbaren Kondensationsprodukte von aliphatischen Alkoholen, enthalten 8 bis 22 Kohlenstoffatome, entweder in geradkettiger oder verzweigter Konfiguration, mit 3 bis 12 Molen Ethylenoxid pro Mol Alkohol.
• Eine zusätzliche Gruppe nichtionischer Tenside, welche zur Verwendung hierin geeignet sind, sind semipolare nichtionische Tenside, welche wasserlösliche Aminoxide einschließen, enthaltend eine Alkyleinheit mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und zwei Einheiten, ausgewählt aus der Gruppe von Alkyl- und Hydroxyalkyleinheiten mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen; wasserlösliche Phosphinoxide, erithaltend eine Alkyleinheit mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und zwei Einheiten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen, enthaltend 1 bis 3 Kohlenstoffatome; und wasserlösliche Sulfoxide, enthaltend eine Alkyleinheit mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und eine Einheit, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl- und Hydroxyalkyleinheiten mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
• Bevorzugte nichtionische Tenside weisen die Formel R¹(OC&sub2;H&sub4;)nOH auf, worin R¹ eine C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Alkylgruppe oder eine C&sub8;-C&sub1;&sub2;-Alkylphenylgruppe darstellt und n von 3 bis 80 reicht.
• Besonders bevorzugt sind Kondensationsprodukte von C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub5;-Alkoholen mit 5 bis 20 Molen Ethylenoxid pro Mol Alkohol, z.B. C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub3;-Alkohol, kondensiert mit 6,5 Molen Ethylenoxid pro Mol Alkohol.
• Zusätzlich umschließen geeignete nichtionische Tenside Polyhydroxyfettsäureamide der Formel
• worin R ein C&sub9;&submin;&sub1;&sub7;-Alkyl oder -Alkenyl ist, R&sub1; eine Methylgruppe darstellt und Z Glycityl ist, abgeleitet von einem reduzierten Zucker oder einem alkoxylierten Derivat davon. Beispiele sind N-Methyl-N-1-deoxyglucitylkokoamid und N-Methyl-N- 1-deoxyglucityloleamid. Verfahren zur Herstellung von Polyhydroxyfettsäureamiden sind bekannt und können gefunden werden in Wilson, U.S. Patent Nr. 2,965,576, und Schwartz, U.S. Patent Nr. 2,703,798.
• Ampholytische Tenside umschließen Derivate von aliphatischen oder aliphatische Derivate von heterocyclischen, sekundären und tertiären Aminen, in denen die aliphatische Einheit geradkettig oder verzweigt sein kann und worin einer der aliphatischen Substituenten 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und mindestens ein aliphatischer Substituent eine anionische wassersolubilisierende Gruppe aufweist.
• Zwitterionische Tenside umschließen Derivate von aliphatischen, quaternären, Ammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen, in denen einer der aliphatischen Substituenten 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.
• Kationische Tenside können ebenso in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein. Kationische Tenside umfassen eine breite Vielfalt an Verbindungen, gekennzeichnet durch ein oder mehrere organische hydrophobe Gruppen in dem Kation und im Allgemeinen durch einen quaternären Stickstoff, verbunden mit einem sauren Rest. Pentavalente Stickstoffringverbindungen werden ebenfalls als quaternäre Stickstoffverbindungen erachtet. Geeignete Anionen sind Halogenide, Methylsulfat und Hydroxid. Tertiäre Amine können ähnliche Eigenschaften wie kationische Tenside bei Waschlösungs-pH-Werten unterhalb von ungefähr 8,5 aufweisen. Eine vollständigere Offenbarung dieser und anderer kationischer Tenside, welche hierin nützlich sind, kann in dem US-Patent 4,228,044, Cambre, herausgegeben am 14. Oktober 1980, gefunden werden.
• Kationische Tenside werden oftmals in Reinigungsmittelzusammensetzungen verwendet, um gewebeweichmachende und/oder antistatische Vorteile zu vermitteln. Antistatische Mittel, welche weichmachende Vorteile bereitstellen und welche hierin bevorzugt sind, sind die quaternären Ammoniumsalze, wie sie in dem US- Patent 3,936,537, Baskerville, Jr. et al, herausgegeben am 3. Februar 1976, beschrieben werden.
Waschmittelbuilder
• Das vorliegende Verfahren umschließt den Schritt des Einbringens eines Waschmittelbuilders/Reinigungsmittelbuilders in den Hochgeschwindigkeits- Mischer/-Verdichter zum Coagglomerieren mit der Tensidpaste. Der Builder unterstützt ebenso die Regulierung der Mineralhärte, insbesondere Ca- und/oder Mg-, in dem Waschwasser oder unterstützt die Entfernung von teilchenförmigem Schmutz von Oberflächen. Builder können über eine Vielzahl von Mechanismen wirken, einschließlich der Bildung von löslichen oder unlöslichen Komplexen mit Härteionen, durch Ionenaustausch und durch Bereitstellung einer Oberfläche, die der Ausfällung von Härteionen mehr zugänglich ist als die Oberfläche der zu reinigenden Artikel. Der Buildergehalt kann in Abhängigkeit von der Endverwendung und der physikalischen Form der Zusammensetzung in einem breiten Bereich variieren. Aufgebaute Reinigungsmittel (gebuildete Reinigungsmittel) umfassen mindestens 1% Builder. Flüssige Formulierungen umfassen typischerweise. 5% bis 50%, besonders typisch 5% bis 35%, Builder. Granuläre Formulierungen umfassen typischerweise ungefähr 10% bis 80%, besonders typisch 15% bis 50%, Builder bezogen auf das Gewicht der Reinigungsmittelzusammensetzung. Niedrigere oder höhere Anteile an Buildern sind nicht ausgeschlossen. Beispielsweise können bestimmte Reinigungsmitteladditive oder. Hochtensidformulierungen unaufgebaut (ungebuildet) sein.
• Geeignete Builder hierin können ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Phosphaten und Polyphosphaten, insbesondere den Natriumsalzen; Silicaten, einschließlich wasserlöslicher und wässriger bzw. wasserhaltiger Feststofftypen und einschließlich jener mit Ketten-, Schicht- oder dreidimensionaler Struktur sowie amorpher Feststoffe oder nichtstrukturierter flüssiger Typen; Carbonaten, Bicarbonaten, Sesquicarbonaten und Carbonatmineralien anders als Natriumcarbonat oder -sesquicarbonat; Aluminosilicaten; organischen Mono-, Di-, Tri- und Tetracarboxylaten, insbesondere wasserlöslichen Nichttensidcarboxylaten in Säure-, Natrium-, Kalium- oder. Alkanolammoniumsalzform, sowie als oligomere oder wasserlösliche niedermolekulargewichtige Polymercarboxylate, einschließlich aliphatischer und aromatischer Typen; und Phytinsäure. Diese können durch Borate, z.B. zu pH-abpuffernden Zwecken, oder durch Sulfate, insbesondere Natriumsulfat, und jeden anderen Füllstoff oder Träger, welche zur Verarbeitung von stabilen Tensid- und/oder Builder-enthaltenden Reinigungszusammensetzungen wichtig sind, ergänzt werden.
• Buildermischungen, gelegentlich als "Buildersysteme" bezeichnet, können verwendet werden und umfassen typischerweise zwei oder mehrere konventionelle Builder, wahlweise ergänzt durch Komplexbildner, pH-Puffer oder Füllstoffe, obwohl letztere Materialien im Allgemeinen getrennt aufgezählt werden, wenn Mengen an Materialien hierin beschrieben werden. In Bezug auf die relativen Mengen an Tensid und Builder in den vorliegenden Reinigungsmitteln sind bevorzugte Buildersysteme typischerweise formuliert bei einem Gewichtsverhältnis von Tensid zu Builder von 60 : 1 bis 1 : 80. Bestimmte bevorzugte Wäschewaschmittel haben ein Verhältnis in dem Bereich von 0,90 : 1,0 bis 4,0 : 1,0, besonders bevorzugt von 0,95 : 1,0 bis 3,0 : 1,0.
• P-enthaltende Reinigungsmittelbuilder, die oftmals bevorzugt sind, sofern sie gesetzlich zugelassen sind, umschließen, ohne darauf begrenzt zu sein, die Alkalimetall-, Ammonium- und Alkanolammoniumsalze von Polyphosphaten, beispielsweise die Tripolyphosphate, Pyrophosphate, glasartige polymere Metaphosphate; und Phosphonate.
• Geeignete Silicatbuilder umschließen Alkalimetallsilicate, insbesondere jene Flüssigkeiten und Feststoffe mit einem SiO&sub2; : Na&sub2;O-Verhältnis in dem Bereich von 1,6 : 1 bis 3,2 : 1, einschließlich, insbesondere für automatische Geschirrspülzwecke, fester wasserhaltiger 2-Verhältnis-Silicate, vermarktet von der PQ Corp. unter dem Handelsnamen BRITESIL®, z.B. BRITESIL H2O; und Schichtsilicate, z.B. jene, die in der US 4,664,839, 12. Mai 1987, H.P. Rieck beschrieben sind. NaSKS- 6, gelegentlich als "SKS-6" abgekürzt, ist ein kristallines aluminiumfreies δ- Na&sub2;SiO&sub5; Schichtmorphologiesilicat, vermarktet von Hoechst, und ist insbesondere in granulären Wäschewaschzusammensetzungen bevorzugt. Für die Herstellungsverfahren siehe die deutschen DE-A-3,4I7,649 und DE-A-3,742,043. Andere Schichtsilicate, wie jene mit der allgemeinen Formel NaMSixO2x+1·yH&sub2;O, worin M Natrium oder Wasserstoff ist, x eine Zahl von 1,9 bis 4 darstellt, bevorzugt 2, und y eine Zahl von 0 bis 20, bevorzugt 0, ist, können ebenso oder alternativ hierin verwendet werden. Schichtsilicate von Hoechst umschließen ebenso NaSKS-5, NaSKS-7 und NaSKS-11, wie die α-, β- und γ-Schichtsilicatformen. Andere Silicate können ebenso nützlich sein, wie Magnesiumsilicat, welches als ein bröckeligmachendes Mittel in Granulaten, als ein Stabilisierungsmittel für Bleichen und als eine Komponente für Schaumreguliersysteme dienen kann.
• Ebenso geeignet zur Verwendung hierin sind synthetische kristalline Ionenaustauschmaterialien oder deren Hydrate mit Kettenstruktur und einer Zusammensetzung, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel in einer Anhydridform: xM&sub2;O·ySiO&sub2;·zM'O, worin M Na und/oder K ist, M' Ca und/oder Mg ist; y/x 0,5 bis 2,0 darstellt und z/x 0,005 bis 1,0 ist, wie in der US 5,427,711, Sakaguchi et al., 27. Juni 1995, gelehrt wird.
• Geeignete Carbonatbuilder umschließen Erdalkali- und Alkalimetallcarbonate, wie offenbart in der Deutschen Patentanmeldung Nr. 2,321,001, veröffentlicht am 15. November 1973, obwohl Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat, Natriumsesquicarbonat und andere Carbonatmineralien, wie Trona, oder irgendein anderes zweckmäßiges Mehrfachsalz aus Natriumcarbonat und Calciumcarbonat, wie jene mit der Zusammensetzung 2Na&sub2;CO&sub3;·CaCO&sub3;, wenn wasserfrei, und sogar Calciumcarbonate einschließlich Calcit, Aragonit und Vaterit, insbesondere Formen mit hohen Oberflächen im Vergleich zu kompaktem Calcit, nützlich sein können, beispielsweise als Keime bzw. Impfkristalle oder zur Verwendung in synthetischen Reinigungsmittelriegeln.
• Aluminosilicatbuilder sind besonders nützlich in granulären Reinigungsmitteln, können allerdings ebenso in Flüssigkeiten, Pasten oder Gelen eingeschlossen werden. Für die vorliegenden Zwecke geeignet sind jene mit der empirischen Formel: [Mz(AlO&sub2;)z(SiO&sub2;)v]·xH&sub2;O, worin z und v ganze Zahlen von mindestens 6 sind, das Molverhältnis von z zu v im Bereich von 1,0 bis 0,5 liegt und x eine ganze Zahl von 15 bis 264 ist. Aluminosilicate können kristallin oder amorph sein, natürlich vorkommend oder synthetisch abgeleitet sein. Ein Aluminosilicatherstellungsverfahren wird in der US 3,985,669, Krummel et al., 12. Oktober 1976, beschrieben. Bevorzugte synthetische kristalline Aluminosilicationenaustauschmaterialien sind erhältlich als Zeolith A, Zeolith P (B), Zeolith X und, sofern sich dieses von Zeolith P sich unterscheidet, das sogenannte Zeolith MAP. Natürliche Typen, einschließlich Clinoptilolit, können verwendet werden. Zeolith A hat die Formel: Na&sub1;&sub2;[(AlO&sub2;)&sub1;&sub2;(SiO&sub2;)&sub1;&sub2;]·xH&sub2;O, worin x von 20 bis 30 reicht, insbesondere 27 ist. Dehydrierte Zeolithe (x = 0-10) können ebenso verwendet werden. Bevorzugt weist das Aluminosilicat eine Teilchengröße von 0,1-10 um im Durchmesser auf.
• Geeignete organische Reinigungsmittelbuilder umschließen Polycarboxylatverbindungen, einschließlich wasserlösliche Nichttensiddicarboxylate und Tricarboxylate. Besonders typische Builderpolycarboxylate haben eine Vielzahl von Carboxylatgruppen, bevorzugt mindestens 3 Carboxylate. Carboxylatbuilder können in saurer, teilweise neutraler, neutraler oder überbasischer Form formuliert sein. Wenn in Salzform, sind Alkalimetalle-, wie Natrium-, Kalium- und Lithium-, oder Alkanolammoniumsalze bevorzugt. Polycarboxylatbuilder umschließen die Etherpolycarboxylate, wie Oxydisuccinat, siehe Berg, US 3,128,287, 7. April 1964, und Lamberti et al., US 3,635,830, 18. Januar 1972; "TMS/TDS"-Builder der US 4,663,071, Bush et al., 5. Mai 1987; und andere Ethercarboxylate, einschließlich cyclischer und alicyclischer Verbindungen, wie jene, die in den US-Patenten 3,923,679; 3,835,163; 4,158,635; 4,120,874 und 4,102,903 beschrieben sind.
• Andere geeignete Builder sind die Etherhydroxypolycarboxylate, Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Ethylen oder Vinylmethylether; 1,3,5-Trihydroxybenzol- 2,4,6-trisulfonsäure; Carboxymethyloxybernsteinsäure; die verschiedenen Alkalimetall-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze von Polyessigsäuren, wie Ethylendiamintetraessigsäure und Nitrilotriessigsäure; sowie Mellitsäure, Bernsteinsäure, Polymaleinsäure, Benzol-1,3,5-tricarbonsäure, Carboxymethyloxybernsteinsäure, sowie lösliche Salze davon.
• Citrate, z.B. Citronensäure und lösliche Salze davon, sind wichtige Carboxylatbuilder, z.B. für flüssige Hochleistungsreinigungsmittel, aufgrund der Verfügbarkeit aus erneuerbarem Resourcen und der Bioabbaubarkeit. Citrate können ebenso in granulären Zusammensetzungen verwendet werden, insbesondere in Kombination mit Zeolith und/oder Schichtsilicaten. Oxydisuccinate sind ebenso besonders nützlich in solchen Zusammensetzungen und Kombinationen.
• Wenn zugelassen, und insbesondere in der Formulierung von Riegeln, die für die Handwäschewaschverfahren verwendet werden, können Alkalimetallphosphate, wie Natriumtripolyphosphate, Natriumpyrophosphat und Natriumorthophosphat verwendet werden. Phosphonatbuilder, wie Ethan-1-hydroxy-1,1-diphosphonat, und andere bekannte Phosphonate, z.B. jene der US 3,159,581; 3,213,030; 3,422,021; 3,400,148 und 3,422,137, können ebenso verwendet werden und können die gewünschten Antikalkeigenschaften aufweisen.
• Bestimmte Waschmitteltenside oder deren kurzkettige Homologen haben ebenso eine Builderwirkung. Für unzweideutige Formelberechnungszwecke werden diese Materialien, wenn sie Tensidfähigkeit aufweisen, als Waschmitteltenside zusammengefaßt. Bevorzugte Typen für eine Builderfunktionalität sind angegeben als: 3,3-Dicarboxy-4-oxa-1,6-hexandioate und die verwandten Verbindungen, die in der US 4,566,984, Bush, 28. Januar 1986; beschrieben sind. Bernsteinsäurebuilder umschließen die C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkyl- und -Alkenylbernsteinsäuren und deren Salze. Succinatbuilder umschließen ebenso: Laurylsuccinat, Myristylsuccinat, Palmitylsuccinat, 2-Dodecenylsuccinat (bevorzugt) und 2-Pentadecenylsuccinat. Laurylsuccinate werden in der Europäischen Patentanmeldung 86 200 690.5/ 0,200,263, veröffentlicht am 5. November 1986, beschrieben. Fettsäuren, z.B. C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Monocarbonsäuren, können ebenso in die Zusammensetzungen als Tensid-/Buildermatieralien alleine oder in Kombination mit den vorstehend erwähnten Buildern, insbesondere den Citrat- und/oder den Succinatbuildern, eingefügt sein, um zusätzliche Builderaktivität zu vermitteln. Andere geeignete Polycarboxylate werden in der US 4,144,226, Crutchfield et al., 13. März 1979, und in der US 3,308,067, Diehl, 7. März 1967, offenbart. Siehe ebenso Diehl, US 3,723,322.
• Wahlweise können anorganische Buildermaterialien verwendet werden, welche die Formel (Mx)iCay(CO&sub3;)z aufweisen, worin x und i ganze Zahlen von 1 bis 15 sind, y eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, z eine garize Zahl von 2 bis 25 darstellt, Mi Kationen sind, wobei mindestens eines davon wasserlöslich ist, und die Gleichung Σi = 1-15 (xi, mulipliziert mit der Valenz von Mi) + 2y = 2z erfüllt ist, sodass die Formel eine neutrale oder "ausgeglichene" Ladung aufweist. Hydratwasser oder Anionen anders als Carbonat können zugesetzt sein, vorausgesetzt, dass die Gesamtladung ausgeglichen oder neutral ist. Die Ladungs- oder Valenzeffekte solcher Anionen sollten auf der rechten Seite der obigen Gleichung eingefügt werden. Bevorzugt liegt ein wasserlösliches Kation vor, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, wasserlöslichen Metallen, Wasserstoff, Bor, Ammonium, Silicium sowie Mischungen davon, besonders bevorzugt Natrium, Kalium, Wasserstoff, Silicium, Ammonium sowie Mischungen davon, wobei Natrium und Kalium ganz besonders bevorzugt sind. Nichtbegrenzende Beispiele an Nichtcarbonatanionen umschließen jene, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Chlorid, Sulfat, Fluorid, Sauerstoff, Hydroxid, Siliciumdioxid, Chromat, Nitrat, Borat sowie Mischungen davon. Bevorzugte Builder diesen Typs in ihrer einfachsten Form sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Na&sub2;Ca(CO&sub3;)&sub2;, K&sub2;Ca(CO&sub3;)&sub2;, Na&sub2;Ca&sub2;(CO&sub3;)&sub3;, NaKCa(CO&sub3;)&sub2;, NaKCa&sub2;(CO&sub3;)&sub3;, K&sub2;Ca&sub2;(CO&sub3;)&sub3;, SOwle Kombinationen davon. Ein besonders bevorzugtes Material für die Builder, die hierin beschrieben sind, stellt Na&sub2;Ca(CO&sub3;)&sub2; in einer jeden seiner kristallinen Modifikationen dar. Geeignete Builder des oben definierten Typs sind weiterhin verdeutlicht durch und umschließen die natürlichen und synthetischen Formen eines jeden oder Kombinationen der folgenden Mineralien: Afghanit, Andersonit, AshcroftinY, Beyerit, Borcarit, Burbankit, Butschliit, Cancrinit, Carbocernait, Carletonit, Davyn, DonnayitY, Fairchildit, Ferrisurit, Franzinit, Gaudefroyit, Gaylussit, Girvasit, Gregroyit, Jouravskit, KamphaugitY, Kettnerit, Khanneshit, LepersonnitGd, Liottit, MckelveyitY, Microsommit, Mroseit, Natrofairchildit, Nyerereit, RemonditCe, Sacrofanit, Schrockingerit, Shortit, Surit, Tunisit, Tuscanit, Tyrolit. Vishnevit und Zemkorit. Bevorzugte Mineralformen umschließen Nyererit, Fairchildit und Shortit.
Wahlweise Reinigungsmittelkomponenten
• Die Start- oder Ausgangsreinigungsmittelkomponenten in dem vorliegenden Verfahren können ebenso irgendeine Anzahl an zusätzlichen Bestandteilen einschließen. Diese umschließen andere Waschmittelbuilder, Bleichen, Bleichaktivatoren, Schaumverstärker oder Schaumunterdrücker, Antitrübungs- und Antikorrosionsmittel, schmutzsuspendierende Mittel, schmutzabweisende Mittel, Germicide, pH- einstellende Mittel, Nichtbuilderalkalinitätsquellen, komplexbildende Mittel, Smectittone, Enzyme, enzymstabilisierende Mittel und Duftstoffe. Siehe das U.S. Patent 3,936,537, herausgegeben am 3. Februar 1976 an Baskerville, Jr. et al.
• Bleichmittel und -aktivatoren werden beschrieben in dem U.S. Patent 4,412,934, Chung et al., herausgegeben am 1. November 1983, und in dem U.S. Patent 4,483,781, Hartman, herausgegeben am 20. November 1984. Komplexbildner werden ebenso in dem U.S. Patent 4,663,071, Bush et al., von Spalte 17, Zeile 54 bis Spalte 18, Zeile 68, beschrieben. Schaummodifizierer sind ebenso wahlweise Bestandteile und werden beschrieben in den U.S. Patenten 3,933,672, herausgegeben am 20. Januar 1976 and Bartoletta et al., und 4,136,045, herausgegeben am 23. Januar 1979 an Gault et al.
• Geeignete Smectittone zur Verwendung hierin sind beschrieben in dem U.S. Patent 4,762,645, Tucker et al., herausgegeben am 9. August 1988, Spalte 6, Zeile 3 bis Spalte 7, Zeile 24. Geeignete zusätzliche Waschmittelbuilder zur Verwendung hierin werden in dem Baskerville-Patent. Spalte 13, Zeile 54 bis Spalte 16, Zeile 16 sowie in dem U.S. Patent 4,663,071, Bush et al. herausgegeben am 5. Mai 1987, aufgezählt.
• Um die vorliegende Erfindung leichter verständlich zu gestalten, wird auf die folgenden Beispiele Bezug genommen, welche nur zur Verdeutlichung dienen sollen und nicht den Umfang begrenzen sollen.
BEISPIEL
• Diese Beispiel verdeutlicht das Verfahren der hierin beschriebenen und beanspruchten Erfindung. Die Prozentangaben beziehen sich auf die Gewichtsbasis in den Mischungen vor einer jeglichen nachfolgenden Trocknungsaufarbeitung, solange nichts anderes angegeben ist. Die Begriffe "LAS" und "AS", wie sie hierin verwendet werden, bedeuten jeweils "lineares Natriumalkylbenzolsulfonat" und "Natriumalkylsulfat". Verschiedene Tensidpasten, bestehend aus C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-AS und C12,3-LAS, werden hergestellt durch Sulfatierung eines C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-Alkohols mit SO&sub3; und Coneutralisierung mit C12,3-HLAS unter Verwendung von 50% kaustischem Soda (Natriumhydroxid). Die spezifischen Zusammensetzungen der Tensidpasten werden in Tabelle I dargestellt. Tabelle I
• Ein SO&sub3;-Fallfilmreaktor wird zur Herstellung der Säureform von C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat und linearem C12,3-Alkylbenzolsulfonat verwendet. Die Säure wird in ein hochaktives Neutralisierungssystem geleitet, welches aus einer Kreislaufführungsschleife, enthaltend einen Wärmeaustauscher zum Kühlen, eine Umwälzpumpe, geeignet für hochviskose Fluide, und einen Hochschermischer, besteht, mit dem die Reaktanten eingeleitet werden. Die Tensidpaste, die das hochaktive Neutralisierungssystem verlässt, wird transportiert und in einem ummantelten, temperaturregulierten 316L-Edelstahllagerungsbehälter bei einer Temperatur von 71ºC gelagert. Die Tensidpaste verbleibt stabil und behält einen pH oberhalb von 10 über mindestens 5 Tage (120 Stunden). Die Temperatur der Paste wird zwischen 65ºC und ungefähr 70ºC durch die Zirkulation von Glykollösung durch die Gefäßummantelung aufrechterhalten.
• Zwei Zulaufströme von verschiedenen Reinigungsmittelausgangsbestandteilen werden kontinuierlich in einen Lödige CB-30-Mischer/-Verdichter zugeführt in einer Rate von 2.800 kg/hr, wobei einer von ihnen die Tensidpaste umfasst und der andere Strom den Reinigungsmittelbuilder enthält, welcher Aluminosilicat darstellt. Die Tensidpaste, Aluminosilicat und wahlweise der Cobuilder Natriumcarbonat werden unter Bildung von Reinigungsmittelagglomeraten agglomeriert. Die Reinigungsmittelagglomerate aus dem Lödige. CB-30-Mischer/-Verdichter werden kontinuierlich in einen Lödige KM600-Mischer/-Verdichter zur weiteren Agglomerierung geleitet. Die resultierenden Reingigungsmittelagglomerate werden anschließend in einen wahlweisen Konditionierungsapparat geleitet, einschließlich einem Fließbetttrockner und einem Fließbettkühler. Die Reinigungsmittelagglomerate, welche den Fließbettkühler verlassen, werden untersucht, nachdem die Hilfsreinigungsmittelbestandteile zugeseazt worden sind, um in einem vollständig formulierten Reinigungsmittelprodukt mit einer einheitlichen Teilchengrößeverteilung zu resultieren.
• Die Zusammensetzung der Reinigungsmittelagglomerate, welche den Fließbettkühler verlässt, wird in Tabelle II unten dargestellt:
Tabelle II Komponente Gew.-%
• C&sub1;&sub4;&submin;&sub1;&sub5;-Alkylsulfat und lineares C12,3-Alkylbenzolsulfonat 30,0
• Aluminosilicat 36,0
• Natriumcarbonat 21,0
• Verschiedenes (Wasser, Duftstoff, etc.) 13,0
• Insgesamt 100,0

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Reinigungsmittelagglomeraten, gekennzeichnet durch die Schritte:

(a) Vorsehen einer nicht-linearen, viscoelastischen Tensidpaste, enthaltend, bezogen auf Gewicht der Tensidpaste, 70% bis 95% eines Waschtensids, 5% bis 30% Wasser, und eine überschüssige Menge eines Alkalimetallhydroxids, so daß der pH der Tensidpaste mindestens 10 beträgt;

(b) Regulieren der Temperatur der Tensidpaste innerhalb eines Bereichs von 50ºC bis 80ºC, so daß die Tensidpaste verarbeitbar und mindestens 48 Stunden stabil ist;

(c) Einfüllen der Tensidpaste in einen Hochgeschwindigkeits-Mischer/- Verdichter;

(d) Einbringen von 1 bis 70 Gew.-%. eines Waschmittelbuilders in den Hochgeschwindigkeits-Mischer/-Verdichter; und

(e) Agglomerieren der Tensidpaste und des Builders durch Behandeln der Tensidpaste und des Builders anfänglich in dem Hochgeschwindigkeits-Mischer-Verdichter und nachfolgend in einem Mäßiggeschwindigkeits-Mischer-Verdichter, um so die Reinigungsmittelagglomerate zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tensidpaste im wesentlichen frei an Materialien ist, welche bei Umsetzung mit einer Säure ein Gas erzeugen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, wobei das Alkalimetallhydroxid in der Tensidpaste Natriumhydroxid ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, wobei das Waschtensid eine Mischung aus Alkylsulfat- und linearen Alkylbenzolsulfonat-Tensiden in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 5 : 1 ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, weiterhin gekennzeichnet durch den Schritt des Trocknens der Reinigungsmittelagglomerate.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, wobei der Waschmittelbuilder Aluminosilicat ist.

7, Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, wobei der Regulierschritt der Tensidpaste Stabilität während mindestens 72 Stunden verleiht.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, wobei der Regulierschritt den Schritt des Stabilhaltens der Paste während mindestens 170 Stunden beinhaltet.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1-8, wobei der Regulierschritt den Schritt des Haltens der Paste innerhalb einer Temperatur von 60ºC bis 75ºC beinhaltet.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1-9, weiterhin gekennzeichnet durch den Schritt des Freihaltens der Tensidpaste an Verunreinigungsmaterialien mit einem pH von weniger als 7.