DE69713488T2

DE69713488T2 - Herstellung von anionischen waschmittelteilchen

Info

Publication number: DE69713488T2
Application number: DE69713488T
Authority: DE
Inventors: Derek Emery
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1997-02-08
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2017-02-09
Also published as: ZA971457B; CN1216578A; PL188721B1; JP2000506193A; HUP9900652A2; AU733689B2; GB9604000D0; USRE36593E; TW349122B; EP0883679B1; HUP9900652A3; IN188392B; BR9707741A; ES2177930T3; WO1997032002A1; ID16047A; AR005990A1; CN1156564C; EP0883679A1; PL328458A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Waschmittelteilchen mit einem hohen Anteil an anionischem Tensid, das Trocknen einer das anionische Tensid enthaltenden Waschmittelpaste einbezieht.
Waschaktive Verbindungen, die üblicherweise in Waschmittelzusammensetzungen angewendet werden, schließen anionische Tenside, beispielsweise lineare Alkylbenzolsulfonate (LAS), lineares Alkylethersulfat (LES) und primäre Alkylsulfate (PAS) und nichtionische Tenside, beispielsweise Alkoholethoxylate, ein. Um die Waschleistung zu verbessern, ist es erwünscht, einen hohen Anteil von waschaktivem Material in dem Pulver bereitzustellen.
Häufig ist der maximale Anteil des aktiven Stoffes, der eingearbeitet werden kann, durch die Verfahrenserfordernisse begrenzt. Waschmittelzusammensetzungen mit einer hohen Schüttdichte werden im Allgemeinen durch ein Verfahren hergestellt, das Vermischen oder Granulierung von Komponenten der Zusammensetzung und/oder eines Grundpulvers, erhalten beispielsweise aus einem Sprühtrocknungsverfahren, einbezieht, und stellen, verglichen mit Zusammensetzungen von niederer Schüttdichte, wesentliche Verbrauchervorteile bereit.
Es ist bekannt, Waschmittelaktivverbindungen in solche Zusammensetzungen in flüssiger Form einzuarbeiten. Da es jedoch notwendig ist, das Verhältnis von Flüssigkeiten zu Feststoffen zu steuern, um Waschmittelgranulate zu bilden, ist der maximale Anteil an waschaktivem Material, der in dieser Weise eingearbeitet werden kann, begrenzt. Es ist auch bekannt, anionisches Tensid, beispielsweise LAS oder PAS, in Waschmittelzusammensetzungen mit Hilfe eines festen Hilfsmittels, d. h. Teilchen, umfassend das Tensid und andere Komponenten der Zusammensetzung, beispielsweise Natriumcarbonat und Builder, einzuarbeiten. Bis jetzt war der Anteil an anionischem Tensid, das in solchen Hilfsstoffen vorliegt, aufgrund der notwendigen Bereitstellung guter Fließeigenschaften und der Verminderung der Agglomerationsneigung, begrenzt.
EP-A-506 184 offenbart ein Verfahren zur kontinuierlichen trockenen Neutralisation von flüssiger Säurevorstufe von anionischem Tensid. Waschmittelteilchen mit einem aktiven Waschmittelgehalt von 30 bis 40 Gewichtsprozent können durch dieses Verfahren hergestellt werden.
EP-A-572 957 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen anionischen Tensids durch Zuführen einer wässerigen Aufschlämmung des Tensids, enthaltend 60 bis 80% Feststoffe in einem Verdampfer, unter Bildung eines Films des Tensids auf der Reaktorwand und Abkratzen desselben von der Wand unter Trocknen und Aufkonzentrieren der Aufschlämmung.
DE-A-43 04 015 offenbart ein Verfahren zur Bildung von Tensidgranulaten mit verminderter Klebrigkeit durch Einführen einer Tensidpaste in eine Wirbelschichtanlage, die ein teilchenförmiges Material enthält, gleichzeitig Granulieren und Trocknen des Materials in einer Wirbelschicht und anschließend Zugabe eines Granulatstabilisators zu dem Ausgabeluftstrom der Anlage. Waschmittelteilchen mit einem aktiven Anteil von 15 bis 90 Gewichtsprozent können durch dieses Verfahren hergestellt werden.
Es wird in EP-A-572 957 offenbart, dass die Reaktorwand bei einer Temperatur von 50 bis 140ºC vorliegt; wobei 130ºC die höchste ausgewiesene Wandtemperatur ist. Höhere Temperaturen werden als thermischen Abbau und Farbänderung verursachend angegeben und sind somit nachteilig. Weiterhin offenbart dieses Dokument, dass die Blätter in dem Reaktor mit einer Spitzengeschwindigkeit von vorzugsweise 2 bis 20 m/s laufen, wobei 10,5 m/s die höchste Spitzengeschwindigkeit ist, die beispielhaft angeführt wird. Schüttdichten von bis zu etwa 0,5 g/cm³ werden offenbart.
Jedoch im Gegensatz zu der letzten Lehre und wie in WO96/06916 (unveröffentlicht vor dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung) offenbart, können Waschmittelteilchen mit einer hohen Schüttdichte, einem hohen Anteil von anionischem Tensid und ausgezeichneten Pulvereigenschaften durch Erhitzen einer Paste, die das Tensid in einer ersten Zone bei einer noch höheren Temperatur enthält, und dann Kühlen der so gebildeten Teilchen hergestellt werden.
Im Allgemeinen beinhaltet das vorstehend erwähnte Verfahren das Zuführen eines pastösen Materials, umfassend Wasser in einer Menge von im Allgemeinen mehr als 10 Gewichtsprozent der Paste und des anionischen Tensids in einer Trocknungszone. Das pastöse Material wird zur Verminderung des Wassergehalts in der Trocknungszone erhitzt und anschließend in einer Kühlzone unter Bildung von Waschmittelteilchen gekühlt.
Das in WO96/06916 beschriebene Verfahren ist insbesondere auf die Verwendung von PAS als anionische Waschmittelkomponente der Teilchen anwendbar. Leider gilt je größer die Menge LAS in der anionischen Komponente, umso größer ist die Tendenz der Granulate, eine klebrige Oberfläche zu bilden, was für das Erfordernis in dem Endprodukt, trockene, gleichförmige Granulate herzustellen, nachteilig ist.
Es wurde nun gefunden, dass dieses Problem durch Einführen eines Schichtbildungsmittels in die Kühlzone gelöst werden kann.
EP-A 390 251 offenbart die Verwendung eines Schichtbildungsmittels als eine Granulierungshilfe bei der Herstellung von Waschmittelgranulaten, worin Komponenten in einem Hochgeschwindigkeitsmischer behandelt und in einem Mittelgeschwindigkeitsmischer zu einem verformbaren Zustand gebracht oder darin gehalten werden.
Somit stellt ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von ein anionisches Tensid umfassenden Waschmittelteilchen bereit, wobei das Verfahren die Schritte des Zuführens eines pastösen Materials, umfassend Wasser und ein anionisches Tensid, in eine Trocknungszone, die keine Wirbelschicht umfasst, Erhitzen des pastösen Materials in der Trocknungszone, um dessen Wassergehalt zu vermindern, und anschließend Kühlen des pastösen Materials in einer Kühlzone unter Bildung von Waschmittelteilchen, umfasst, gekennzeichnet durch Einführen eines Schichtbildungsmittels in die Kühlzone während des Kühlschritts.
Das Kühlgas muss im Allgemeinen trocken sein und kann beispielsweise Luft oder Stickstoff, beispielsweise unterhalb 0ºC, sein. Das Kühlgas kann in einem Gegenstromgasstrom angewendet werden.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf Zusammensetzungen begrenzt, bei denen die anionische Komponente LAS umfasst oder daraus besteht. Sie ist auch zur Verwendung anderer anionischer Tenside, einschließlich PAS oder LES, vorteilhaft.
Das Schichtbildungsmittel kann ein beliebiges Material sein, das in der Lage ist, die Teilchen in der Kühlstufe zu beschichten, um die Granularität davon zu verbessern. Relativ inerte Materialien sind für diesen Zweck bevorzugt, jedoch insbesondere beliebige von jenen inerten Materialien, die eine vorteilhafte Wirkung in der Waschlauge haben, beispielsweise Aluminosilikate, Silikattalkum und Tone. Ein Gemisch solcher Materialien kann angewendet werden. Beispiele für Aluminosilikate und Siliziumdioxide sind genauer nachstehend ausgewiesen. Das Vorliegen eines solchen Materials als eine Beschichtung auf den fertigen Teilchen schließt auch das Vorliegen des Materials innerhalb des Körpers der Teilchen nicht aus.
Bezogen auf die Gesamtheit anderer Materialien der Teilchen ist das Dosierungsgewicht der Schichtbildungsmaterialien in dem Kühlschritt vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 20, bevorzugter 1 : 9 bis 1 : 20.
Die Trocknungszone kann gegebenenfalls unter leichtem Vakuum vorliegen, um das Entfernen von Wasser und flüchtigen Stoffen zu erleichtern. Das Vakuum kann 100 Torr bis zu Atmosphärendruck betragen, da dies wesentliche Verfahrensflexibilität bereitstellt. Ein Vakuum oberhalb 500 Torr bis zu Atmosphärendruck hat jedoch den Vorteil der Verminderung von Betriebskosten während der Vakuumbereitstellung.
Durch Rühren des Materials in der Trocknungs- und/ oder Kühlzone können die Steuerung der Verweilzeit und der Teilchengröße gesichert und der Verfahrensausstoß erhöht werden.
Das Verfahren ist vorzugsweise kontinuierlich, da dies kontinuierlich den Transport der Teilchen erleichtert. In einem kontinuierlichen Verfahren ist die Strömungsgeschwindigkeit der Paste geeigneterweise in der Größenordnung von 10 bis 25 kg/m²/h und vorzugsweise 17 bis 22 kg/m²/h, beispielsweise 20 kg/m²/h.
Geeigneterweise beträgt die mittlere Verweilzeit in der Trocknungszone weniger als 5 Minuten. Eine Verweilzeit von weniger als 4 Minuten ist besonders bevorzugt, wobei eine möglichst niedrige Verweilzeit besonders bevorzugt ist, um die Möglichkeit der Zersetzung (insbesondere bei PAS) zu vermindern und den Produktausstoß zu maximieren.
Das Rühren der Paste in der Heizzone stellt im Allgemeinen wirksame Wärmeübertragung innerhalb der Paste bereit und erleichtert das Entfernen von Wasser. Das Rühren vermindert die Kontaktzeit zwischen den Pastenteilchen und der Wand der Trocknungszone, was zusammen mit wirksamer Wärmeübertragung die Wahrscheinlichkeit von "heißen Flecken" vermindert, die sich bilden, was zu Zersetzung führen kann. Darüber hinaus wird verbessertes Trocknen gewährleistet, wodurch somit kürzere Verweilzeit/erhöhter Ausstoß in der Trocknungszone erzeugt werden.
Im Fall von PAS wird, um thermische Zersetzung zu vermeiden, das pastöse Material vorzugsweise nicht auf eine Temperatur oberhalb 170ºC erhitzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Bildung von Teilchen mit einer hohen Schüttdichte, beispielsweise oberhalb 550 g/cm³.
Das Material wird in einer Kühlzone gekühlt, die geeigneterweise bei einer Temperatur nicht oberhalb 50ºC, vorzugsweise nicht oberhalb 40º, beispielsweise 30ºC arbeitet. Wünschenswerterweise wird in der Kühlzone gerührt, um wirksames Kühlen des Materials darin bereitzustellen. Durch aktives Kühlen der Teilchen wird die Möglichkeit der thermischen Zersetzung, die aufgrund der Teilchen, die auf eine höhere Temperatur als früher offenbart erhitzt werden, stattfindet, vermindert und die Klebrigkeit der Teilchen kann vermindert werden. Solches aktives Kühlen kann durch Zirkulation von beispielsweise kaltem Wasser oder gekühltem Wasser (beispielsweise Glycolwasser bei ca. -5ºC) um die Kühlzone, beispielsweise in einem Kühlmantel ausgeführt werden.
Das pastöse Material umfasst vorzugsweise ein Gemisch von anionischem Tensid und Wasser, obwohl, falls erwünscht, die anderen Komponenten vorliegen können oder als Verunreinigungen aus einem stromaufwärts gelegenen Verfahren, beispielsweise Herstellung des Tensids, eingeschleppt werden können. Vorzugsweise umfasst das pastöse Material mindestens 60 Gewichtsprozent, bevorzugter mindestens 65% und insbesondere mindestens 70 Gewichtsprozent anionisches Tensid. Geeigneterweise umfasst die Paste nicht mehr als 50% und vorzugsweise nicht mehr als 30 Gewichtsprozent Wasser. Das pastöse Material sollte bei der Temperatur pumpbar sein, bei der es in die Trocknungszone eingeführt werden soll, und dies kann den maximalen Anteil des darin vorliegenden Tensids begrenzen.
Wenn das anionische Tensid PAS umfasst, wird die Paste geeigneterweise bei einer Temperatur von 50 bis 70ºC und vorzugsweise 50 bis 65ºC der Trocknungszone zugeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in beliebiger geeigneter Apparatur ausgeführt werden. Jedoch ist es bevorzugt, einen Krätztrockner bzw. Dünnschichttrockner, insbesondere einen Entspannungsreaktor bzw. Flashreaktor zu verwenden. Geeignete Flashreaktoren schließen das Flash Drier System, erhältlich von VRVSpA processi Impianti Industriali ein.
Das Verhältnis der Wärmeübertragungsfläche der Trocknungszone zur Wärmeübertragungsfläche der Kühlzone ist im Allgemeinen 3 : 1 bis 1 : 1, beispielsweise etwa 2 : 1.
Wahlweise können, falls erwünscht, zwei oder mehrere Trocknungszonen vor der Kühlzone angewendet werden. Eine einzelne Apparatur kann angewendet werden, um die Trocknungszone bereitzustellen und die Kühlzone, wie erwünscht, oder alternativ getrennte Apparatur, beispielsweise einen Trockner und eine kühlende Wirbelschicht, können angewendet werden.
Geeigneterweise ist die Trocknungszone im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig und dies wird somit durch eine zylindrische Wand festgelegt. Vorzugsweise wird die Wand mit Hilfe eines Wärmemantels, durch den Wasserdampf oder Öl gespeist werden können, erhitzt. Das Innere der Wand wird vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 130ºC und insbesondere mindestens 140ºC gehalten. Vorzugsweise hat die Trocknungszone eine Verdampfungsrate von 3 bis 25 und insbesondere 5 bis 20 kg Wasser pro m² Wärmeoberfläche pro Stunde.
Die Kühlzone wird vorzugsweise durch eine zylindrische Wand definiert. Wenn das Verfahren kontinuierlich ist, wird die Apparatur geeigneterweise derart angeordnet, dass die Trocknungszone und Kühlzone im Wesentlichen horizontal angeordnet sind, um das wirksame Trocknen, Kühlen und Transport des Materials durch die Trocknungs- und Kühlzonen in im Allgemeinen horizontaler Richtung zu erleichtern.
Geeigneterweise hat die Trocknungszone und vorzugsweise die Kühlzone eine Rührvorrichtung darin, die die Oberflächenpaste rührt und transportiert und Granulate durch die Zonen bildet. Die Rührvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Reihe von sich radial erstreckenden Paddeln und/oder Blättern, die axial an einer rotierbaren Welle angeordnet sind. Wünschenswerterweise sind die Paddeln und/oder Blätter geneigt, um den Transport zu bewirken, und haben vorzugsweise einen Zwischenraum von der inneren Wand von nicht mehr als 10 mm, beispielsweise 5 mm.
Wir haben gefunden, dass die vorliegende Erfindung besondere Anwendbarkeit bei der Herstellung von LAS umfassenden Waschmittelteilchen mit hoher Qualität, welche durch bekannte Verfahren ansonsten nicht erhältlich wären, aufweist. Jedoch kann die anionische Komponente auch in Form von PAS, LES oder beliebigem anderen anionischen Tensid und Gemischen von diesen mit oder ohne LAS vorliegen.
LAS ist am üblichsten kommerziell in Form der freien Säure erhältlich. Im Gegensatz zur PAS-Säure, die extrem instabil ist, ist LAS-Säure sehr stabil und wird kommerziell durch eine Vielzahl von Zulieferern vertrieben, beispielsweise Petralab 550 (Petresa), Deter (Deter), Marlican (Huls), Nalkylene 540L (Vista) und Isorchem L83 (Enichem). Sie wird als eine viskose Flüssigkeit bereitgestellt, die leicht gehandhabt, gelagert und verarbeitet wird. In jedem Fall kann die Paste in der Trocknungszone durch Zuführen einer flüssigen anionischen Vorstufe des anionischen Tensids und eines Neutralisationsmittels zu der Trocknungszone oder einer Eintrittszone für die Trocknungszone und Bilden des anionischen Tensids in situ gebildet werden.
Neutralisierte LAS-Säure ist kommerziell als ein Pulver erhältlich.
LAS-Pulver werden hauptsächlich entweder trommel- oder sprühgetrocknet und können frisch angemessene Pulvereigenschaften aufweisen. Jedoch sind sie weniger bevorzugt, weil sie aus der Atmosphäre Feuchtigkeit absorbieren und klebrig werden und dann schwierig zu handhaben sind. Ihr Fließverhalten verschlechtert sich und sie werden in der Regel zusammenkleben. Typische Pulver, die (von Hüls) erhältlich sind, sind Marlan ARL (80% LAS), Marlan A390 (90% LAS), Marlan A396 (96% LAS), oder (von Unger) Ufaryl DL90 (90% LAS), Ufaryl DL85 (85% LAS), und Ufaryl DL80 (80% LAS).
PAS ist vorzugsweise auf dem Markt in feiner Pulverform oder in Nudelform erhältlich. Das feine Pulver ist im Allgemeinen staubig, wobei eine wesentliche Menge der Teilchen weniger als 150 Mikrometer aufweist. PAS-Nudeln werden im Allgemeinen durch Extrudieren von getrockneter PAS hergestellt, die das Aussehen von Seifenflocken und im Allgemeinen eine sehr große Teilchengröße und eine sehr niedrige Porosität aufweisen, was zu schlechten Auflösungseigenschaften führt. Um den Anteil des waschmittelaktiven Materials in einer Waschmittelzusammensetzung zu erhöhen, ist es bekannt, Waschmittelteilchen unter Bereitstellung einer Zusammensetzung mit einem hohen Anteil an aktivem Material nachzudosieren.
PAS in feiner Pulverform oder PAS-Nudeln sind im Allgemeinen zum Nachdosieren in eine Waschmittelzusammensetzung als Zusammensetzungsteilchen jedoch nicht geeignet und die nachdosierten Teilchen haben im Allgemeinen verschiedene Teilchengröße und neigen somit zur Entmischung und werden unansehnlich. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, Waschmittelteilchen mit einem hohen Anteil von waschaktivem Material und geeigneter Porosität und Teilchengröße zu erhalten.
Waschmittelteilchen, umfassend mindestens 60 Gewichtsprozent der Teilchen eines anionischen Tensids, vorzugsweise umfassend oder bestehend aus LAS und nicht mehr als 5 Gewichtsprozent des Teilchens von Wasser, wobei die Teilchen mit einem Schichtbildungsmittel beschicht et werden, sind durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erhältlich.
Die Erfindung kann Waschmittelteilchen bereitstellen, die ein anionisches Tensid, vorzugsweise umfassend oder bestehend aus LAS und vorzugsweise in einer Menge von mindestens 60 Gewichtsprozent der Teilchen, umfassen, wobei die Teilchen mit einem Schichtbildungsmittel beschichtet sind und eine Porosität von 0% bis 25 Volumenprozent der Teilchen und eine Teilchengrößenverteilung aufweisen, sodass mindestens 80% der Teilchen eine Teilchengröße von 180 bis 1500 Mikrometer, vorzugsweise 250 bis 1200 Mikrometer und weniger als 10% und vorzugsweise weniger als 5% der Teilchen einen Teilchendurchmesser von weniger als 180 mm aufweisen.
Geeigneterweise liegt das anionische Tensid in den Waschmittelteilchen in einer Menge von mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 80% und wünschenswerterweise mindestens 85 Gewichtsprozent der Teilchen vor. Es ist erwünscht, dass die Teilchen auch Wasser in einer Menge von 0 bis 8% und vorzugsweise 0 bis 4 Gewichtsprozent der Teilchen umfassen. Das Wasser in den Teilchen stellt verbesserte Granulatintegrität bereit, wodurch somit der Anteil an feinen Teilchen vermindert wird.
Wünschenswerterweise haben die Waschmittelteilchen ein Aspektverhältnis bzw. Seitenverhältnis nicht oberhalb 2 und sind bevorzugter im Allgemeinen kugelförmig, um die Segregation von anderen Teilchen in einer formulierten Waschmittelzusammensetzung zu vermindern und das visuelle Aussehen des Pulvers zu erhöhen.
Vorzugsweise hat jedes anionische LAS-Tensid eine Kettenlänge von C&sub8; bis C&sub1;&sub6;, vorzugsweise C&sub9; bis C&sub1;&sub5; und besonders bevorzugt einen engen Bereich von C&sub1;&sub0; bis C&sub1;&sub4;.
Falls vorliegend, hat jedes PAS-Tensid eine Kettenlänge von C&sub1;&sub0; bis C&sub2;&sub2;, vorzugsweise C&sub1;&sub2; bis Cls und bevorzugter einen engen Bereich von C&sub1;&sub2; bis C&sub1;&sub4;, wobei Coco PAS besonders erwünscht ist.
Das Waschmittelteilchen kann Gemische von PAS mit anderen Tensiden und/oder Nicht-Tensid-Komponenten, falls erwünscht, umfassen.
Geeignete andere Tenside können lineare Alkylethersulfate, Oxoalkoholsulfate, beispielsweise C&sub1;&sub1;- bis C&sub1;&sub5;- und C&sub1;&sub3;- bis C&sub1;&sub5;-Alkoholsulfate, sekundäre Alkoholsulfate und -sulfonate, ungesättigte Tenside, beispielsweise Natriumoleat, Oleylsulfate, Olefinsulfonate oder Gemische davon umfassen.
Besonders bevorzugt sind LAS-reiche Teilchen, d. h. Teilchen, in denen die Menge von LAS die Menge von einem beliebigen anderen Tensid oder Nicht-Tensid übersteigt und bevorzugter die Gesamtmenge von allen anderen Tensid- und Nicht-Tensid-Komponenten übersteigt.
Im Allgemeinen wird das Natriumsalz der Tenside angewendet, jedoch können K-, Ca- oder Mg-Salze auch vorliegen. Jedoch ist es bevorzugt, die anionische Komponente durch Zuführen der Säureform des anionischen Tensids und eines Neutralisationsmittels zur Trocknungszone oder einer Eintrittszone unmittelbar vor der Trocknungszone und Bilden des anionischen Tensids in situ zu bilden.
Wenn die in situ-Bildung von anionischem Tensid in der Trocknungszone ausgeführt wird, vermindert die in der Trocknungszone entwickelte Neutralisationsmenge das Erfordernis von äußerem Erhitzen der Trocknungszone und ist vorteilhaft gegenüber Verfahren, in denen Tensidpaste als Beschickung angewendet wird.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Vorstufensäure zu der Trocknungszone in flüssiger Form anstatt in wässeriger Lösung zugeführt werden kann und das Neutralisationsmittel konzentriert werden kann. Die Gesamtmenge an in die Trocknungszone eingeführtem Wasser kann wesentlich vermindert werden, verglichen mit Verfahren, in denen eine Tensidpaste angewendet wird. Solche Pasten können mindestens 30 Gewichtsprozent Wasser erfordern, um pumpbar zu sein.
Es ist auch möglich, die Waschmittelteilchen vor dem Dosieren des Schichtbildungsmittels direkt aus einer Vorstufensäurenbeschickung anstatt als ein Zwei-Schritt-Verfahren, das die Herstellung des Tensids und anschließende Bildung und Trocknen der Paste unter Bildung von Waschmittelteilchen einbezieht, herzustellen. Dies ist vorteilhaft, da die notwendige Herstellung einer Tensidpaste, die technische Schwierigkeiten bereiten kann, wie auch der Transport und die erforderliche Lagerung der Paste, vermieden wird.
Die Vorstufensäure, beispielsweise LAS- oder PAS- Säure, wird geeigneterweise zu der Trocknungszone in der flüssigen Phase gespeist. Wenn die Vorstufensäure thermisch instabil ist, tritt die Neutralisation vorzugsweise ausreichend so schnell und im Wesentlichen vollständig auf, dass die thermische Zersetzung der Säure aufgrund der erhöhten Temperatur minimiert und wünschenswerterweise vermieden wird.
Die Vorstufensäure wird geeigneterweise bei einer Temperatur von 40 bis 60ºC zugeführt, um zu sichern, dass sie in flüssiger Form vorliegt, jedoch ohne Aktivieren von thermischer Zersetzung. Das Neutralisationsmittel kann bei jeder gewünschten Temperatur in die Trocknungszone eingespeist werden.
Geeigneterweise wird das Neutralisationsmittel als eine wässerige Lösung oder Aufschlämmung oder festes Material eingeführt. Übliche Neutralisationsmittel können angewendet werden, einschließlich Alkalimetallhydroxide, beispielsweise Natriumhydroxid, und Alkalimetallcarbonate, beispielsweise Natriumcarbonat, idealerweise als ein festes Material zugegeben.
Geeigneterweise liegt das Neutralisationsmittel in einer Menge von 25 bis 55% und vorzugsweise 30 bis 50 Gewichtsprozent der wässerigen Lösung oder Aufschlämmung vor. Eine hohe Konzentration des Neutralisationsmittels kann unerwünschte Kristallisation ergeben und niedrige Konzentration ist aufgrund des hohen Anteils von Wasser unerwünscht.
Die Konzentration der Neutralisationsmittellösung oder -aufschlämmung kann variiert werden, um den Wassergehalt der Trocknungszone zu steuern. Somit können optimale Viskositätseigenschaften erreicht werden, wodurch das Material in der Trocknungszone transportierbar/pumpbar verbleibt.
Ein stöchiometrischer Überschuss an Neutralisationsmittel, bezogen auf die Säurevorstufe, kann angewendet werden. Das überschüssige Neutralisationsmittel vereinigt sich mit Säure, beispielsweise Schwefelsäure, die erzeugt werden kann, wenn sich ein Teil der Vorstufensäure thermisch zersetzt.
Unter Verwendung von in situ-Neutralisation kann schneller Durchsatz erhalten werden, verglichen mit einem Verfahren, bei dem eine Paste, die ein vorneutralisiertes Tensid enthält, angewendet wird.
Das Rühren bzw. Bewegen der Vorstufe und des Neutralisationsmittels (nachstehend als die Beschickungen bezeichnet) in der Heizzone stellen im Allgemeinen wirksame Wärmeübertragung bereit und erleichtern die Entfernung von Wasser. Das Rühren vermindert die Kontaktzeit zwischen den Beschickungen und der Wand der Trockenzone, die zusammen mit wirksamer Wärmeübertragung die Wahrscheinlichkeit von sich bildenden "heißen Flecken" vermindert, die zur thermischen Zersetzung führen können. Darüber hinaus wird verbessertes Trocknen gesichert, wodurch somit eine kürzere Verweilzeit/ein erhöhter Ausstoß in der Trocknungszone ermöglich wird.
Andere Nicht-Tensid-Komponenten, die in den Waschmittelteilchen vorliegen können, schließen Dispersionshilfen, vorzugsweise polymere Dispersionshilfen und bevorzugter Harnstoff, Zucker, Polyalkylenoxide; und Builder, wie nachstehend beschrieben, ein.
Falls erwünscht, können die Waschmittelteilchen ein organisches und/oder anorganisches Salz, beispielsweise ein hydratisierbares Salz, umfassen. Geeignete Materialien in Salzen, vorzugsweise Natrium von Tripolyphosphat, Citraten, Carbonaten, Sulfaten, Chloriden. Aluminosilikate, Tone, Siliziumdioxid und andere anorganische Materialien können auch eingeschlossen sein.
Die Teilchen können auch ein oder mehrere nichtionische Tenside enthalten, beispielsweise wie nachstehend im Zusammenhang mit einem Grundpulver erwähnt, mit dem die Teilchen angemischt werden.
In ähnlicher Weise können organische Materialien, beispielsweise PEG und andere Polymerbuilder oder Seife, auch in die Teilchen eingeschlossen sein, auch wie nachstehend im letzteren Zusammenhang erwähnt.
Es ist besonders bevorzugt, dass ein Salz in den Teilchen vorliegt, wenn die anionische Tensidkomponente LAS umfasst.
Das Salz kann mit einem Anteil von bis zu 50% und vorzugsweise bis zu 30 Gewichtsprozent der Teilchen vorliegen.
Die Waschmittelteilchen können direkt zu einem Grundpulver, erhalten aus jedem üblichen Waschmittel-Herstellungsverfahren, einschließlich Nicht-Turm-Verfahren, in dem die Komponenten der Waschmittelzusammensetzung vermischt und granuliert werden, wie beispielsweise in EP-A-367 339 beschrieben, und einem Sprühtrocknungsverfahren, gegebenenfalls gefolgt durch Nachturmverdichtung, nachdosiert werden. Wenn die Waschmittelteilchen, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt werden, zu solchen Pulvern nachdosiert werden können, wird ein wesentlicher Grad an Formulierungsflexibilität erhalten und der Anteil des aktiven Materials in der vollständig formulierten Zusammensetzung kann so hoch wie gewünscht sein. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Grundpulver, das im Wesentlichen frei von waschaktiven Verbindungen ist, als die waschaktiven Verbindungen hergestellt werden kann, die im Wesentlichen vollständig als nachdosierte Teilchen eingeführt werden können.
Folglich stellt ein weiterer Aspekt der Erfindung eine Waschmittelzusammensetzung bereit, umfassend Waschmittelteilchen gemäß den dritten und vierten Aspekten der Erfindung und ein Grundpulver.
Die Wahl der Verminderung des Anteils von waschaktivem Material in dem Grundpulver ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Grundpulver durch ein Sprühtrocknungsverfahren hergestellt wird, weil ein niedriger Anteil der waschaktiven Verbindung bei dem Sprühtrocknungsverfahren einen höheren Durchsatz sichern kann, wodurch somit die Arbeitsproduktivität insgesamt erhöht werden kann.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch zusätzlich zu der waschaktiven Verbindung einen Waschmittelbuilder und gegebenenfalls bleichende Komponenten und andere aktive Bestandteile zur Erhöhung der Leistung und Eigenschaften enthalten.
Die erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen können zusätzlich zu den nachdosierten Waschmittelteilchen eine oder mehrere waschaktive Verbindungen (Tenside) enthalten, die aus Seifen und Nicht-Seifen, anionischen, kationischen, nichtionischen, amphoteren und zwitterionischen waschaktiven Verbindungen und Gemischen davon ausgewählt sein können. Viele geeignete waschaktive Verbindungen sind erhältlich und werden ausführlich in der Literatur beschrieben, beispielsweise in "Surface-Active Agents and Detergents", Bände I und II, von Schwartz, Perry und Berch. Die bevorzugten waschaktiven Verbindungen, die verwendet werden können, sind Seifen und synthetische Nicht-Seifen, anionische und nichtionische Verbindungen.
Anionische Tenside sind dem Fachmann gut bekannt. Beispiele schließen Alkylbenzolsulfonate, insbesondere lineare Alkylbenzolsulfonate mit einer Alkylkettenlänge von C&sub8;-C&sub1;&sub5;; primäre und sekundäre Alkylsulfate, insbesondere primäre C&sub1;&sub2;- C&sub1;&sub5;-Alkylsulfate; Alkylethersulfate; Olefinsulfonate; Alkylxylolsulfonate; Dialkylsulfosuccinate; und Fettsäureestersulfonate ein. Natriumseifen sind im Allgemeinen bevorzugt.
Nichtionische Tenside, die verwendet werden können, schließen die primären und sekundären Alkoholethoxylate, insbesondere die aliphatischen C&sub8;-C&sub2;&sub0;-Alkohole, ethoxyliert mit im Durchschnitt 1 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol, und bevorzugter die primären und sekundären aliphatischen C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub5;- Alkohole, ethoxyliert mit im Durchschnitt 1 bis 10 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol, ein. Die nicht ethoxylierten, nichtionischen Tenside schließen Alkylpolyglycoside, Glycerinmonoether und Polyhydroxyamide (Glucamid) ein.
Die Gesamtmenge von in der Waschmittelzusammensetzung vorliegendem Tensid ist geeigneterweise 5 bis 40 Gewichtsprozent, obwohl Mengen außerhalb dieses Bereichs, falls erwünscht, angewendet werden können.
Die Waschmittelzusammensetzungen der Erfindung enthalten auch im Allgemeinen einen Waschmittelbuilder. Die Gesamtmenge an Waschmittelbuilder in den Zusammensetzungen liegt geeigneterweise von 10 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 15 bis 60 Gewichtsprozent. Der Builder kann in Verbindung mit anderen Komponenten vorliegen oder, falls erwünscht, können getrennte Builderteilchen, die ein oder mehrere Buildermaterialien enthalten, angewendet werden.
Anorganische Builder, die vorliegen können, schließen Natriumcarbonat ein, falls erwünscht in Kombination mit einem Kristallisationskeim für Calciumcarbonat, wie offenbart in GB-A-1 437 950; kristalline und amorphe Aluminosilikate, beispielsweise Zeolithe, wie offenbart in GB-A-1 473 201; amorphe Aluminosilikate, wie offenbart in GB-A-1 473 202; und gemischte kristalline amorphe Aluminosilikate, wie offenbart in GB 1 470 250; und Schichtsilikate, wie offenbart in EP-B- 164 514. Anorganische Phosphatbuilder, beispielsweise Natriumorthophosphat, -pyrophosphat und -tripolyphosphat, können auch vorliegen, jedoch sind sie aus Umweltgründen nicht mehr bevorzugt.
Aluminosilikate, ob als Schichtbildungsmittel verwendet und/oder in die Masse der Teilchen eingearbeitet, können geeigneterweise in einer Gesamtmenge von 10 bis 60 Gewichtsprozent und vorzugsweise einer Menge von 15 bis 50 Gewichtsprozent vorliegen. Das verwendete Zeolith in den meisten kommerziellen teilchenförmigen Waschmittelzusammensetzungen ist Zeolith A. Vorteilhafterweise jedoch kann Maximaler Aluminium-Zeolith P (Zeolith MAP), beschrieben und beansprucht in EP-A-384 070, verwendet werden. Zeolith MAP ist ein Alkalimetallaluminosilikat des P-Typs mit einem Silizium-zu-Aluminium-Verhältnis, das 1,33 nicht übersteigt, vorzugsweise 1,15 nicht übersteigt und bevorzugter 1,07 nicht übersteigt.
Die organischen Builder, die vorliegen können, schließen Polycarboxylatpolymere, wie Polyacrylate, Acryl/Maleinsäure-Copolymere und acrylische Phosphinate; monomere Polycarboxylate, wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate, Glycerinmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate, Carboxymethyloxymalonate, Dipicolinate, Hydroxyethyliminodiacetate, Alkyl- und Alkenylmalonate und -succinate; und sulfonierte Fettsäuresalze, ein. Ein Copolymer von Maleinsäure, Acrylsäure und Vinylacetat ist besonders bevorzugt, weil es bioabbaubar und somit umweltfreundlich ist. Die Liste ist nicht als erschöpft anzusehen.
Besonders bevorzugte organische Builder sind Citrate, geeigneterweise verwendet in Mengen von 5 bis 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 25 Gewichtsprozent; und Acrylpolymere, bevorzugter Acryl/Maleinsäure-Copolymere, geeigneterweise verwendet in Mengen von 0,5 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 10 Gewichtsprozent. Der Builder liegt vorzugsweise in Alkalimetallsalz-, insbesondere Natriumsalzform, vor.
Geeigneterweise umfasst das Buildersystem ein kristallines Schichtsilikat, beispielsweise SKS-6 von Hoechst, ein Zeolith, beispielsweise Zeolith A, und gegebenenfalls ein Alkalimetallcitrat.
Waschmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung können auch ein Bleichsystem, wünschenswerterweise eine Peroxybleichmittelverbindung, beispielsweise ein anorganisches Persalz oder organische Peroxysäure, die in der Lage sind, Wasserstoffperoxid in wässeriger Lösung zu ergeben, enthalten. Die Peroxybleichmittelverbindung kann in Verbindung mit einem Bleichmittelaktivator (Bleichmittelvorstufe) verwendet werden, um die Bleichwirkung bei niederen Waschtemperaturen zu verbessern. Ein besonders bevorzugtes Bleichsystem umfasst eine Peroxybleichmittelverbindung (vorzugsweise Natriumpercarbonat, gegebenenfalls zusammen mit einem Bleichmittelaktivator) und einem Übergangsmetall-Bleichmittelkatalysator, wie in EP 458 397A und EP-A-509 787 beschrieben und beansprucht.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können Alkalimetall-, vorzugsweise Natrium-, -carbonat, enthalten, um die Waschkraft und leichtes Verarbeiten zu erhöhen. Natriumcarbonat kann geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 60 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 40 Gewichtsprozent, vorliegen. Jedoch liegen Zusammensetzungen, die wenig oder kein Natriumcarbonat enthalten, auch innerhalb des Umfangs der Erfindung.
Das Fließen des Pulvers kann durch Einarbeiten einer kleinen Menge eines Pulverstrukturierungsmittels, beispielsweise eine Fettsäure (oder Fettsäureseife), ein Zucker, ein Acrylat oder Acrylat/Maleatpolymer, oder Natriumsilikat, die geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 5 Gewichtsprozent vorliegen, verbessert werden.
Die Materialien, die in den erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen vorliegen können, schließen Natriumsilikat; Korrosionsinhibitoren, einschließlich Silikate; Antiwiederablagerungsmittel, wie Cellulosepolymere; Fluoreszenzmittel; anorganische Salze, wie Natriumsulfat, Schaumbekämpfungsmittel oder Schaumverstärker, wie geeignet; proteolytische und lipolytische Enzyme; Farbstoffe; gefärbte Sprenkel; Parfums Schaumsteuerungsmittel; und textilweichmachende Verbindungen ein. Die Liste ist nicht als erschöpft anzusehen.
Die Grundzusammensetzung wird geeigneterweise durch Sprühtrocknen einer Aufschlämmung von verträglichen, wärmeintensiven Bestandteilen, und dann Aufsprühen, Anmischen und/oder Nachdosieren dieser Bestandteile, die zum Verarbeiten über die Aufschlämmung nicht geeignet sind, hergestellt. Die Waschmittelteilchen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, werden durch übliche Verfahren zu der Grundzusammensetzung nachdosiert.
Die erfindungsgemäßen Waschmittelzusammensetzungen haben vorzugsweise eine Schüttdichte von mindestens 500 g/l, bevorzugter mindestens 550 g/Liter.
Solche Pulver können entweder durch Sprühtrocknen, durch Nachturmverdichtung von sprühgetrocknetem Pulver oder durch vollständige Nicht-Turm-Verfahren, wie Trockenmischen und Granulierung, hergestellt werden.
Ein Hochgeschwindigkeitsmischer/Granulator kann vorteilhafterweise für solches Vermischen verwendet werden. Die Verfahren unter Verwendung von Hochgeschwindigkeitsmischer/ Granulatoren werden beispielsweise in EP-A-340 013, EP-A- 367 339, EP-A-390 251 und EP-A-420 317 offenbart.
Die Erfindung wird nun genauer durch die nachstehenden, nicht begrenzenden Beispiele erläutert.

Verarbeiten

Eine 1,2 m² VRV-Maschine wurde verwendet mit drei gleichen Mantelabschnitten. Die Dosierungseingänge für sowohl Flüssigkeiten als auch Pulver waren unmittelbar vor dem ersten heißen Bereich angeordnet, wobei die Dosierungseinlässe vom Mittelmantel in den zwei Endbereichen verfügbar waren. Zeolith wurde über diesen Einlass in den Endbereich gegeben. Ein elektrisch beheizter Ölerhitzer erhitzt die ersten zwei Mantelbereiche, wobei Öltemperaturen zwischen 120ºC und 190ºC verwendet werden. Umgebungsverfahrenswasser bei 15ºC wurde zum Kühlen des Mantels in dem Endbereich verwendet. Der Zufuhr-Luftstrom (Make-up air flow) durch den Reaktor wurde durch Öffnen eines Bypasses am Abgas-Dampf-Extraktionsgebläse zwischen 10 und 50 m³/h geregelt. Alle Versuche wurden mit dem Motor bei voller Geschwindigkeit unter Erzeugen einer Spitzengeschwindigkeit von etwa 30 m/s ausgeführt.
Eine Monopumpe wurde zum Dosieren der Umgebungstemperatur-LAS-Säure geeicht und eine peristaltische Pumpe wurde zum Dosieren des 47%igen Natriumhydroxids geeicht. Schneckenzuführer wurden geeicht, um sowohl Natriumcarbonat als auch Zeolith A24 zur Schichtbildung zu dosieren. Das Natriumcarbonat und die Flüssigkeiten wurden kurz vor dem ersten heißen Bereich eingestellt und die Zeolitrischichtbildung wurde in den dritten Bereich, der gekühlt wurde, zugeführt. Der minimale Anteil an Zeolith wurde zugegeben, um nach Verlassen des Trockners frei fließende Granulate zu erhalten.
In diesen Beispielen werden die nachstehenden Abkürzungen verwendet:
D(4,3) = gewichteter mittlerer Teilchendurchmesser;
DFR = dynamische Strömungsgeschwindigkeit;
UCT = nicht verdichteter Kompressionstest.

BEISPIEL 1

LAS-Säure und Natriumhydroxid

Die Versuche wurden bei verschiedenen Durchsätzen und Manteltemperaturen durchgeführt. Einige der Maschinenparameter und Pulvereigenschaften werden in Tabelle 1 gezeigt. Zeolitrischichtbildung war in allen der nachstehend gezeigten Beispiele notwendig. TABELLE 1
Probe A hatte ausgezeichnete Pulvereigenschaften mit einer angemessenen mittleren Teilchengröße. Die Fließeigenschaften dieser Pulver waren außergewöhnlich in Anbetracht dessen, dass alle rund 90% LAS enthielten. Wenn der Durchsatz erhöht wurde, zeigten Proben B bis D eine geringe Verminderung im Fluss, verbunden mit einer Erhöhung der Teilchengröße. Diese Erhöhung der Teilchengröße war auf einen erhöhten Restfeuchtigkeitsgehalt innerhalb der Granulate zurückzuführen. Wenn der Durchsatz bei E vermindert wurde, war der Fluss verbessert und die Teilchengröße nahm ab.
Ohne die Verwendung von Zeolitrischichtbildung würde es unmöglich sein, eines der vorstehend genannten Pulver herzustellen.

BEISPIEL 2

LAS-Säure und festes Natriumcarbonat

Die Versuche wurden bei verschiedenen Neutralisationsgraden von Natriumcarbonat durchgeführt. Einige der Maschinenparameter und Pulvereigenschaften werden in Tabelle 2 gezeigt. Zeolitrischichtbildung war in allen der nachstehend gezeigten Beispiele notwendig. TABELLE 2
Der Anteil von Wasserverdampfung in diesen Versuchen war niedrig, wenn kein Wasser zugegeben wurde. Das Wasser stammte hauptsächlich aus dem Neutralisationswasser der LAS- Säure. Im Ergebnis wurde eine niedrigere Manteltemperatur von 145ºC verwendet. Ein festgesetzter Strom von Natriumcarbonatpulver zusammen mit einer Erhöhung der Anteile von LAS-Säure wurde verwendet, um mit dem Neutralisationsgrad von LAS-Säure im Bereich von 42% bis zu 83%, wie in Tabelle 2 gezeigt, übereinzustimmen.
Alle hergestellten Pulver haben ausgezeichnete Fließeigenschaft und angemessene mittlere Teilchengrößen. Wenn sich der Neutralisationsgrad erhöhte und der Durchsatz erhöhte, gab es keine Verschlechterung in den Pulvereigenschaften.
Ohne die Verwendung von Zeolitrischichten wäre es unmöglich, eines der vorstehend genannten Pulver herzustellen.
Im Lichte dieser Offenbarung werden Modifizierungen der beschriebenen Beispiele sowie anderer Beispiele, die alle im Umfang der vorliegenden, wie durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung liegen, nun dem Fachmann deutlich.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Waschmittelteilchen, die ein anionisches Tensid umfassen, wobei das Verfahren die Schritte des Zuführens eines pastösen Materials, umfassend Wasser und ein anionisches Tensid, in einen eine Trocknungszone umfassenden Krätztrockner, Erhitzen des pastösen Materials in der Trocknungszone, um den Wassergehalt davon zu vermindern, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an die Trocknungszone das pastöse Material in einer eine das Material bewegende Rührvorrichtung umfassenden Kühlzone gekühlt wird, und wobei ein Schichtbildungsmittel in die Kühlzone während des Kühlschritts zur Bildung von Waschmittelteilchen eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anionische Tensid ein lineares Alkylbenzolsulfonat umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das lineare Alkylbenzolsulfonat 10% bis 100 Gewichtsprozent des gesamten anionischen Tensids umfasst.

4. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das pastöse Material nicht mehr als 50 Gewichtsprozent Wasser umfasst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schichtbildungsmittel ein Aluminosilikat, ein Siliziumdioxid oder ein Gemisch davon umfasst.

6. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das Schichtbildungsmittel bei einem Gewichtsverhältnis von 1 : 5 bis 1 : 20, bezogen auf die fertigen Teilchen, in die Kühlzone dosiert wird.

7. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das anionische Tensid durch Anmischen der freien Säureform des anionischen Tensids und eines neutralisierenden Mittels gebildet wird.

8. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die erhaltenen Teilchen mindestens 75 Gewichtsprozent des anionischen Tensids und nicht mehr als 10 Gewichtsprozent Wasser umfassen.

9. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die erhaltenen Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser D(4,3) von 180 bis 1500 Mikrometer umfassen.