DE69904499T2

DE69904499T2 - Verfahren zur herstellung eines granularen waschmittels mit verbessertem aussehen und erhöhter löslichkeit

Info

Publication number: DE69904499T2
Application number: DE69904499T
Authority: DE
Inventors: William Capeci; John Donoghue; Matthew Gabriel; Girish Jagannath; Andrew Morrison
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: AU1219300A; BR9914809A; DE69904499D1; EP1124937A1; AR020971A1; US20030134769A1; EP1124937B1; WO2000024863A1; US6784151B2; ATE229567T1; ES2184523T3; JP2002528600A; US6555514B1; CA2346926A1

Description

GEBIET PER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung granulärer Detergenszusammensetzungen, die eine überlegene Löslichkeit, insbesondere in Wäschewaschlösungen mit niedriger Temperatur (d. h. weniger als etwa 30ºC), ausgezeichnete Fließeigenschaften (auch nach Lagerung) und ein ästhetisches Erscheinungsbild aufweisen. Spezieller resultiert das vorliegende Verfahren in Detergenszusammensetzungen, die optimale Teilchengehalte mit optimal gewählter Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung zum Erreichen der gewünschten Verbesserungen enthalten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In letzter Zeit besteht beachtliches Interesse innerhalb der Waschmittelindustrie an Wäschewaschzusammensetzungen, die die Bequemlichkeit, das äußere Erscheinungsbild und die Löslichkeit flüssiger Wäschewaschmittelprodukte besitzen, jedoch die Reinigungsleistung und Kosten granulärer Detergensprodukte beibehalten. Allerdings sind die mit früheren granulären Detergenszusammensetzungen verbundenen Probleme hinsichtlich der äußeren Erscheinungsform, Löslichkeit und Fließfähigkeit nach standardmäßigen Lagerungsbedingungen und der Verbraucherfreundlichkeit enorm. Diese Probleme sind verschärft worden durch das Aufkommen "kompakter" oder niedrig dosierter granulärer Detergensprodukte, die sich typischerweise nicht in Waschlösungen auflösen, wie auch ihre flüssigen Wäschewaschmittel-Gegenstücke. Diese niedrig dosierten Detergenzien sind gegenwärtig stark gefragt, da sie Ressourcen erhalten und in kleinen Packungsgrößen verkauft werden können, die für die Verbraucher vor der Verwendung bequemer sind, jedoch weniger bequem bei der Dosierung in die Waschmaschine im Vergleich zu flüssigen Wäschewaschdetergenzien, die einfach direkt aus der Flasche gegossen werden können, als im Gegensatz dazu aus dem Behälter "geschaufelt" und dann in die Waschlösung dispensiert zu werden.
Wie erwähnt, kommt es bei niedrig dosierten oder "kompakten" Detergensprodukten unglücklicherweise zu Auflösungsproblemen, insbesondere in Wäschewaschlösungen mit niedriger Temperatur (d. h. niedriger als etwa 30ºC). Spezieller resultiert eine geringe Auflösung in der Bildung von "Klumpen", die als feste weiße Massen auftreten, welche nach herkömmlichen Waschzyklen in der Waschmaschine oder auf den gewaschenen Kleidungsstücken zurück bleiben. Diese "Klumpen" herrschen besonders unter Waschbedingungen bei niedrigen Temperaturen vor und/oder dann, wenn die Reihenfolge des Zugebens in die Waschmaschine so aussieht, dass das Wäschewaschmittel zuerst, die Kleidungsstücke danach und zum Schluß das Wasser eingefüllt wird (allgemein bekannt als "umgekehrte Reihenfolge des Zufügens"; "Reverse Order Of Addition" oder "ROOA"). Diese unerwünschten "Klumpen" werden auch gebildet, wenn der Verbraucher in der Reihenfolge befüllt, dass erst Kleidung, dann Detergens und anschließend Wasser eingefüllt wird. Auf ähnliche Weise kann dieses Phänomen des Klumpens zum unvollständigen Dispergieren von Detergens in Waschmaschinen beitragen, die mit Dispergierschubladen ausgestattet sind, oder in anderen Dispergiervorrichtungen, wie einer "Granulette". In diesem Fall ist das unerwünschte Ergebnis ungelöster Detergensrest in der Dispergiervorrichtung.
Man hat herausgefunden, dass die Ursache für das eingangs erwähnte Auflösungsproblem zumindest teilweise mit der "Brückenbildung" einer "gelartigen" Substanz zwischen tensidhaltigen Teilchen verbunden ist, um unerwünschte "Klumpen" zu bilden. Die gelartige Substanz, die für die unerwünschte "Brückenbildung" von Teilchen in "Klumpen" verantwortlich ist, stammt von der teilweisen Auflösung von Tensid in den wässrigen Wäschewaschlösungen, worin diese teilweise Auflösung die Bildung einer hochviskosen Tensidphase oder -paste verursacht, die andere tensidhaltige Teilchen miteinander zu "Klumpen" verbindet oder sonstwie "verbrückt". Dieses unerwünschte Auflösungs-Phänomen wird allgemein als "Klump-Gel"-Bildung bezeichnet. Zusätzlich zu dem "Brückenbildungs"-Effekt viskoser Tenside neigen anorganische Salze zum Hydratisieren, was ebenfalls "Brückenbildung" von Teilchen verursachen kann, die sich mittels Hydration verbunden haben. Insbesondere hydratisieren anorganische Salze miteinander, um eine Gitterstruktur zu bilden, die eine geringe Auflösung aufweist und letztendlich nach dem Waschzyklus als "Klumpen" endet. Deshalb wäre es wünschenswert, eine Detergenszusammensetzung zu haben, bei der es nicht zu den oben erkannten Auflösungsproblemen kommt, um so in verbesserter Reinigungsleistung zu resultieren.
Im Stand der Technik gibt es unzählige Beschreibungen, welche die mit granulären Detergenszusammensetzungen verbundenen Auflösungsprobleme ansprechen. Zum Beispiel wird vom Stand der Technik vorgeschlagen, die Verwendung und Art anorganischer Salze zu beschränken, die mittels der "Brückenbildung" hydrierter Salze während des Wäschewaschzyklus Klumpen verursachen können. Es werden spezielle Anteile ausgewählter anorganischer Salze in Betracht gezogen, um Auflösungsprobleme zu minimieren. Diese Lösung engt allerdings die Formulierung und die Verfahrensflexibilität ein, welche für die gegenwärtige Vermarktung von großindustriellen Detergensprodukten notwendig sind. Es sind verschiedene andere Mechanismen vom Stand der Technik vorgeschlagen worden, von denen alle eine Formulierungsabänderung einschließen und dadurch die Formulierungsflexibilität vermindern. Als Konsequenz wäre es deshalb wünschenswert, ein Verfähren zur Herstellung von Detergenszusammensetzungen mit verbesserter Auflösung zu haben, ohne die Formulierungsflexibilität signifikant zu hemmen.
Folglich wäre es trotz der vorhergehend diskutierten Beschreibungen im Stand der Technik wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung zu haben, die verbesserte Löslichkeit aufweist, den Verbrauchern vom ästhetischen Erscheinungsbild mehr entgegenkommt, eine verbesserte Fließfähigkeit besitzt und eine verbesserte Reinigungsleistung aufweist. Ebenso wäre es wünschenswert, ein solches Verfahren mit beträchtlicher Verfahrensflexibilität zu haben, das immer noch in einer Detergenszusammensetzung resultiert, welche eine verbesserte Auflösung aufweist, ohne die Formulierungsflexibilität signifikant zu hemmen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung erfüllt die obigen Erfordernisse, indem sie ein Verfahren zur Herstellung einer Detergenszusammensetzung bereitstellt, die eine verbesserte Löslichkeit oder Auflösung in Wäschewaschlösungen aufweist, insbesondere in Lösungen, die bei kalten Temperaturen (d. h. niedriger als etwa 30ºC) gehalten werden, die ästhetisch den Verbrauchern entgegenkommt und eine verbesserte Fließfähigkeit besitzt. Das Verfahren zur Herstellung der granulären Detergenszusammensetzungen weist erhebliche Flexibilität auf und resultiert immer noch in einem optimal gewählten Gehalt von Teilchen, die einen wohlüberlegt gewählten geometrischen mittleren Teilchendurchmesser mit einer gewählten geometrischen Standardabweichung haben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung vorgesehen, das die Schritte umfasst:
a) Zugeben zu einem Mischer eines ersten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem ersten Pulver, einer ersten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines zweiten Zuführstroms;
b) Zugeben des zweiten Zuführstroms zu einem Wirbelbetttrockner zur Bildung der granulären Detergenszusammensetzung;
c) Wahlweise Zugeben zu dem Wirbelbetttrockner eines dritten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem zweiten Pulver, einer zweiten Flüssigkeit und Mischungen hiervon; und
wobei die resultierende granuläre Detergenszusammensetzung mindestens etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise 75 Gew.-% und am stärksten bevorzugt 90 Gew.-% Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 500 Mikrometer bis etwa 1500 Mikrometer umfasst, vorzugsweise beträgt der geometrische mittlere Teilchendurchmesser von etwa 600 Mikrometer bis etwa 1200 Mikrometer und am stärksten bevorzugt von etwa 700 Mikrometer bis etwa 1000 Mikrometer, mit einer geometrischen Standardabweichung von etwa 1 bis etwa 2, vorzugsweise von etwa 1,0 bis 1,7, und stärker bevorzugt von etwa 1,0 bis etwa 1,4, wobei mindestens ein Teil der Teilchen ein Waschtensid oder einen Detergensbuilder enthält. Vorzugsweise umfassen das erste Pulver und das zweite Pulver jeweils ein Material, das gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Tensiden, anorganischen Salzen, Bleichmitteln, Bleichaktivatoren, Buildern, Enzymen, eingekapselten Duftstoffen und Mischungen hiervon, und die erste Flüssigkeit und die zweite Flüssigkeit umfassen jeweils ein Material, das gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasser, Tensiden, anorganischen Salzen, Farbstoffen, Polymeren, Buildern, Bindemitteln, Duftstoffen und Mischungen hiervon. Am stärksten bevorzugt umfassen die zugegebenen Flüssigkeiten Waschtenside in einer wässrigen Pastenform.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Waschen verschmutzter Textilien vor, welches den Schritt des Kontaktierens der verschmutzten Textilien mit einer wässrigen Lösung umfasst, welche eine wirksame Menge einer Detergenszusammensetzung enthält, die gemäß der hierin beschriebenen Erfindung hergestellt wurde.
Folglich ist es ein Vorteil der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung granulärer Detergenszusammensetzungen vorzusehen, die eine verbesserte Löslichkeit aufweisen, ästhetisch den Verbrauchern mehr entgegenkommen, eine verbesserte Fließfähigkeit besitzen und eine verbesserte Reinigungsleistung aufweisen. Es ist auch ein Vorteil, eine solche Detergenszusammensetzung zu haben, die diese verbesserte Auflösung aufweist, ohne die Formulierungsflexibilität signifikant zu hemmen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Definitionen

Unter dem Begriff "Teilchen", wie er hierin verwendet wird, ist der gesamte Größenbereich eines endgültigen Waschmittelproduktes oder -bestandteils oder der gesamte Größenbereich von diskreten Teilchen, Agglomeraten oder Granulaten in einem endgültigen Waschmittelprodukt oder einer Mischung von Bestandteilen zu verstehen. Er bezieht sich insbesondere nicht auf eine Größenfraktion einer dieser Arten von Teilchen (d. h., sie stellen weniger als 100% des gesamten Größenbereichs dar), es sei denn, die Größenfraktion macht 100% eines diskreten Teilchens in einer Mischung von Teilchen aus. Für jeden Typ von Teilchenbestandteil in einer Mischung weist der gesamte Größenbereich diskreter Teilchen dieses Typs die gleiche oder im Wesentlichen ähnliche Zusammensetzung auf, egal, ob die Teilchen Kontakt mit anderen Teilchen haben. Für agglomerierte Bestandteile werden die Agglomerate selbst als diskrete Teilchen betrachtet, und jedes diskrete Teilchen kann aus einem Verbund von kleineren primären Teilchen und Binderzusammensetzungen bestehen.
Unter dem Ausdruck "geometrischer mittlerer Teilchendurchmesser", wie er hierin verwendet wird, ist der geometrische massenmittlere Durchmesser eines Satzes diskreter Teilchen zu verstehen, wie er mit jeder Standard-Messtechnik für Teilchengrößen auf Massengrundlage gemessen wird, vorzugsweise durch Trockenabsiebung. Unter dem Ausdruck "geometrische Standardabweichung" oder "Spannweite" einer Teilchengrößenverteilung, wie er hierin verwendet wird, ist das geometrische Ausmaß der am besten passenden Log-Normalfunktion zu den oben genannten Teilchengrößendaten zu verstehen, die erreicht werden können durch das Verhältnis des Durchmessers des 84,13-Perzentilen geteilt durch den Durchmesser des 50. Perzentilen der Summenverteilung (D84.13/D&sub5;&sub0;); siehe Gotoh et al., Powder Technology Handbook, S. 6-11, Marcel Dekker 1997.
Unter dem Begriff "Builder", wie er hierin verwendet wird, ist jedes organische oder anorganische Material zu verstehen, das im Zusammenhang mit Detergenzien eine "Builder"-Leistung aufweist, und speziell organisches oder anorganisches Material, das m der Lage ist. Waschlösungen die Wasserhärte zu nehmen. Der Begriff "Schüttdichte", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf die ungepresste, nicht geklopfte Pulver-Schüttdichte, wie gemessen durch Gießen eines überschüssigen Pulvermusters durch einen Trichter in ein glattes Metallgefäß (z. B. einen Zylinder mit 500 ml Inhalt), Abschaben des Überschusses vom Haufen oberhalb des Gefäßrands, Messen der restlichen Pulvermasse und Dividieren der Masse durch das Volumen des Gefäßes.
"Zusammensetzung" und "granuläre Detergenszusammensetzung", wie sie hierin verwendet werden, sollen sowohl Endprodukte als auch Zusatzstoffe/Bestandteile einer Detergenszusammensetzung einschließen. Das heißt, dass die durch die hierin beanspruchten Verfahren hergestellten Zusammensetzungen vollständige Wäschewaschdetergenszusammensetzungen sein kön neu, oder sie können Zusatzstoffe sein, die zusammen mit anderen Detergensbestandteilen zum Waschen von Textilien und dergleichen verwendet werden.

Detergensherstellungsverfahren

Es gibt vielfache Variationen bei dem Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung, welches oben in der Zusammenfassung der Erfindung definiert ist. Zwei dieser Verfahren werden unten genannt. Speziell umfasst ein Verfahren gemäß dieser Erfindung zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung die Schritte:
a) Zugeben zu einem ersten Wirbelbetttrockner eines ersten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem ersten Pulver, einer ersten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines zweiten Zuführstroms;
b) Zugeben des zweiten Zuführstroms zu einem Mischer, um einen vierten Zuführstrom zu bilden;
c) wahlweise Zugeben zu dem Mischer eines dritten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem zweiten Pulver, einer zweiten Flüssigkeit und Mischungen hiervon;
d) Zugeben zu einem zweiten Wirbelbetttrockner des vierten Zuführstroms zur Bildung der granulären Detergenszusammensetzung;
e) wahlweise Zugeben eines Teils des zweiten Zuführstroms zu dem zweiten Wirbelbetttrockner unter Umgehung des Mischers.
Wobei die granuläre Detergenszusammensetzung mindestens etwa 50 Gew.-% Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 500 Mikrometer bis etwa 1500 Mikrometer mit einer geometrischen Standardabweichung von etwa 1 bis etwa 2, vorzugsweise von etwa 1,0 bis 1,7, stärker bevorzugt von etwa 1,0 bis etwa 1,4 umfasst, wobei mindestens ein Teil der Teilchen ein Waschtensid oder einen Detergensbuilder enthält. In diesem Verfahren grenzt der zweite Wirbelbetttrockner vorzugsweise an den ersten Wirbelbetttrockner.
Ein anderes Verfahren gemäß dieser Erfindung zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung umfasst die Schritte:
a) Zugeben zu einem Wirbelbetttrockner eines ersten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem ersten Pulver, einer ersten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines zweiten Zuführstroms;
b) Zugeben zu einem Mischer eines dritten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem zweiten Pulver, einer zweiten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines vierten Zuführstroms; und
c) Kombinieren des zweiten Zuführstroms mit dem vierten Zuführstrom zur Bildung der granulären Detergenszusammensetzung.
Wobei die granuläre Detergenszusammensetzung mindestens etwa 50 Gew.-% Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 500 Mikrometer bis etwa 1500 Mikrometer mit einer geometrischen Standardabweichung von etwa 1 bis etwa 2 umfasst, wobei mindestens ein Teil der Teilchen ein Waschtensid oder einen Detergensbuilder enthält. Vor zugsweise beträgt die geometrische Standardabweichung von etwa 1,0 bis etwa 1,7, bevorzugt von etwa 1,0 bis etwa 1,4.
Die aus den Verfahren resultierende granuläre Detergenszusammensetzung kann feine Teilchen umfassen, wobei "feine Teilchen" als Teilchen definiert werden, die einen geometrischen mittleren Teilchendurchmesser haben, welcher weniger als etwa 1,65 Standardabweichungen unterhalb des gewählten geometrischen mittleren Teilchendurchmessers der granulären Detergenszusammensetzung liegt. Es können auch große Teilchen existieren, wobei "große Teilchen" als Teilchen definiert sind, die einen geometrischen mittleren Teilchendurchmesser haben, der mehr als etwa 1,65 Standardabweichungen über dem gewählten geometrischen mittleren Teilchendurchmesser der granulären Detergenszusammensetzung liegt. Die feinen Teilchen werden vorzugsweise von der granulären Detergenszusammensetzung abgetrennt und dem Verfahren rückgeführt, indem sie mindestens einem aus dem Mischer und dem Wirbelbetttrockner zugegeben werden. Ähnlich werden die großen Teilchen vorzugsweise von der granulären Detergenszusammensetzung abgetrennt und dann einer Mahleinrichtung zugeführt, wo deren geometrischer mittlerer Teilchendurchmesser verringert wird. Nachdem der geometrische mittlere Teilchendurchmesser der großen Teilchen verringert worden ist, werden die großen Teilchen dem Verfahren rückgeführt, indem sie mindestens einem aus dem Mischer und dem Wirbelbetttrockner zugegeben werden.
Wahlweise können mindestens einer des ersten Zuführstroms, des ersten Pulverstroms und des zweiten Pulverstroms verarbeitet werden, um Teilchen zu entfernen, die einen geometrischen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 500 Mikrometer bis etwa 1500 Mikrometer mit einer geometrischen Standardabweichung von etwa 1 bis etwa 2 haben. Diese "in-spec"-Teilchen können direkt der resultierenden granulären Detergenszusammensetzung zugeführt werden. Das Verarbeiten der Zufuhrströme kann zum Beispiel durch "Screening" erreicht werden, um die Teilchen zu entfernen, die den gewünschten geometrischen mittleren Teilchendurchmesser haben. Screening und andere Verfahren der Teilchenabtrennung sind den Fachleuten im Stand der Technik wohlbekannt. Indem diese "in-spec"-Teilchen direkt der resultierenden granulären Detergenszusammensetzung zugeführt werden, wird das granuläre Detergensherstellungsverfahren umgangen. Dies verringert die Belastung der Anlagen zur Herstellung granulärer Detergenzien und erhöht den Teilchenertrag innerhalb des gewünschten Größenbereichs.
Die resultierenden Detergensteilchen, die gemäß dem Verfahren dieser Erfindung hergestellt werden, sind "bröcklige" Agglomerate, wie sie gemeinhin von den Fachleuten im Stand der Technik bezeichnet werden. Darüber hinaus kann das pulverige Material Alkalinität zu der Detergensmischung hinzufügen und tut dies vorzugsweise auch - eine Bedingung, die für eine optimale Reinigungsleistung notwendig ist.
Wie oben erläutert, werden in einem Schritt des vorliegenden Verfahrens die Detergensteilchen durch Trocknen konditioniert. Trockner, die für die Verwendung im vorliegenden Verfahren geeignet sind, werden den Fachleuten im Stand der Technik bekannt sein. Beispiele für Trocknereigenschaften schließen fixierte oder schwingende Trockner; Rechteckbett- oder Rundbetttrockner und geradlinig ausgerichtete oder schlangenförmige Trockner ein. Hersteller dieser Trockner schließen Niro, Bepex, Spray Systems und Glatt ein. Mittels Beispiel kann eine Vorrichtung wie ein Wirbelbett zum Trocknen verwendet werden, während ein Druckluftheber zum Kühlen verwendet werden kann, sollte dies nötig sein. Der Druckluftheber kann auch dazu verwendet werden, die "feinen" Teilchen herauszutreiben, so dass sie dem Teilchenagglomerierungsverfahren rückgeführt werden können.
Vorzugsweise hat der Wirbelbetttrockner zahlreiche innere "Stufen" oder "Zonen". Eine Stufe oder Zone ist jeder getrennte Bereich innerhalb des Trockners, und diese Begriffe werden hierin austauschbar verwendet. Die Verfahrensbedingungen innerhalb einer Stufe können unterschiedlich oder ähnlich zu den anderen Stufen im Trockner sein. Es ist davon auszugehen, dass zwei benachbarte Trockner gleichwertig mit einem einzelnen Trockner mit mehreren Stufen sind. Die verschiedenen Zuführströme können in verschiedenen Stufen zugegeben werden, abhängig zum Beispiel von der Teilchengröße und dem Feuchtigkeitsgehalt des Zuführstroms. Das Zuführen verschiedener Ströme zu verschiedenen Stufen kann die Wärmebelastung auf den Trockner minimieren und die Teilchengröße und -form, wie hierin definiert, optimieren. Flüssigkeiten werden einem Trockner durch Düsen oberhalb oder innerhalb des Produktflusses durch den Trockner zugegeben, und die Düsen können nach oben, quer oder nach unten sprühen, abhängig von ihrer Position innerhalb des Trockners.
In einem anderen Schritt der vorliegenden Erfindung können die Teilchen in einem Mischer verarbeitet werden, der ein Niedrig-, Mäßig- oder Hochgeschwindigkeitsmischer sein kann. Der im vorliegenden Verfahren verwendete spezielle Mischer sollte Pulverisier- oder Mahl- und Agglomerierungswerkzeuge einschließen, so dass beide Techniken gleichzeitig in einem einzelnen Mischer weitergeführt werden können. Zu dem Zweck hat man herausgefunden, dass der erste Verarbeitungsschritt unter den hierin beschriebenen Verfahrensparametern in einem Lodige KMTM (Pflugschar) 600-Mäßiggeschwindigkeitsmischer, Lodige CBTM-Hochgeschwindigkeitsmischer oder Mischern von Fukae, Drais, Schugi oder ähnlichen Markenmischern erfolgreich beendet werden kann. Der Lodige KMTM (Pflugschar) 600-Mäßiggeschwindigkeitsmischer, der ein bevorzugter Mischer für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist, umfasst einen horizontalen, hohlen statischen Zylinder mit einer zentral angebrachten Rotationswelle, um die mehrere pflugförmige Flügel befestigt sind. Vorzugsweise dreht sich die Welle bei einer Geschwindigkeit von etwa 15 U/min bis etwa 140 U/min. stärker bevorzugt von etwa 80 U/min bis etwa 120 U/min. Das Mahlen oder Pulverisieren wird mit Schneidewerkzeugen durchgeführt, die im Allgemeinen kleiner m der Größe sind als die Rotationswelle und vorzugsweise mit etwa 3600 U/min arbeiten. Andere von der Natur her ähnliche Mischer, die für die Verwendung in dem Verfahren geeignet sind, schließen den Lodige PloughshareTM-Mischer und den Drais® K-T 160-Mischer ein.
Vorzugsweise liegt die mittlere Verweilzeit der verschiedenen Detergens-Ausgangsstoffe im Niedrig-, Mäßig- oder Hochgeschwindigkeitsmischer bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 Minuten bis etwa 15 Minuten, am stärksten bevorzugt beträgt die Verweilzeit etwa 0,5 bis etwa 5 Minuten. Auf diese Weise ist die Dichte der resultierenden Detergensagglomerate auf dem gewünschten Niveau.
Die Verfahren dieser Erfindung können den Schritt des Sprühens eines zusätzlichen Binders im Mischer umfassen, um die Herstellung der gewünschten Detergensteilchen zu erleichtern. Ein Binder wird zum Zweck der Erweiterung der Agglomerierung durch Vorsehen eines "Binde"- oder "Haftungs"-Mittels für die Detergensbestandteile zugegeben. Der Binder wird vorzugsweise gewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, anionischen Tensiden, nichtionischen Tensiden, Polyethylenglykol, Polyvinylpyrrolidonpolyacrylaten, Citronensäure und Mischungen hiervon. Andere geeignete Bindermaterialien einschließlich der hierin aufgeführten werden in Beerse et al., US-Patent Nr. 5 108 646 (Procter & Gamble Co.) beschrieben, deren Beschreibung durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen ist.
Die Teilchen dieser Erfindung können weiter verarbeitet werden, indem ein Beschichtungsmittel zugegeben wird, um die Teilchenfarbe zu verbessern, den Teilchen-"Weißgrad" zu erhöhen oder die Teilchenfließfähigkeit zu verbessern, nachdem sie den Mischer oder den Trockner verlassen haben, um die granuläre Detergenszusammensetzung mit hoher Dichte zu erhalten, die durch die Verfahren dieser Erfindung hergestellt werden. Die Fachleute im Stand der Technik werden es anerkennen, dass eine große Vielzahl von Verfahren verwendet werden kann, um die austretenden Detergensteilchen zu trocknen als auch zu kühlen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Da der Mischer bei relativ niedrigen Temperaturen betrieben werden kann, wird der Bedarf an Kühlvorrichtungen durch das vorliegende Verfahren nicht erforderlich, was dadurch die Herstellungskosten des Endproduktes weiter verringert.
Ein weiterer wahlfreier Verarbeitungsschritt schließt das kontinuierliche Zugeben eines Beschichtungsmittels, wie Zeolithe und Quarzstaub, zum Mischer ein, um die freie Fließfähigkeit der resultierenden Detergensteilchen zu erleichtern und eine Überagglomerierung zu vermeiden. Außerdem können die Detergens-Ausgangsmaterialien einem Vormischer, wie einem Lodige CB-Mischer oder einem Doppelschneckenextruder, zugeführt werden, bevor sie in den hierin beschriebenen Mischer eintreten. Dieser Schritt, wenn auch wahlfrei, erleichtert tatsächlich die Agglomerierung.

Physikalische Eigenschaften

Die granuläre Detergenszusammensetzung erreicht die gewünschten nützlichen Vorteile von Löslichkeit, verbessertem äußeren Erscheinungsbild und Fließvermögen mittels optimaler Auswahl des geometrischen mittleren Teilchendurchmessers von bestimmten Teilchengehalten in der Zusammensetzung. Mit "verbessertem äußeren Erscheinungsbild" ist gemeint, dass der Verbraucher ein granuläres Waschmittelprodukt bevorzugt, das ein gleichmäßigeres Auftreten von Teilchen aufweist im Vergleich zu früheren granulären Waschmittelprodukten, die Teilchen mit unterschiedlicher Größe und Zusammensetzung enthielten. Zu diesem Zweck weisen mindestens etwa 50%, stärker bevorzugt mindestens etwa 75%, noch stärker bevorzugt mindestens etwa 90% und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 95%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Teilchen in dem Waschmittelprodukt, den gewählten mittleren Teilchengrößendurchmesser auf. Auf diese Weise wird ein wesentlicher Teil des granulären Waschmittelproduktes die einheitliche Größe aufweisen, um so das von den Verbrauchern gewünschte ästhetische äußere Erscheinungsbild vorzusehen.
Vorzugsweise beträgt der geometrische mittlere Teilchendurchmesser der Teilchen von etwa 500 Mikrometer bis etwa 1500 Mikrometer, stärker bevorzugt von etwa 600 Mikrometer bis etwa 1200 Mikrometer und am stärksten bevorzugt von etwa 700 Mikrometer bis etwa 1000 Mikrometer. Die Teilchengrößenverteilung wird definiert durch eine relativ enge geometrische Standardabweichung oder "Spanne", um nicht zu viele Teilchen außerhalb der Zielgröße zu haben. Entsprechend beträgt die geometrische Standardabweichung vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 2, stärker bevorzugt von etwa 1,0 bis etwa 1,7, noch stärker bevorzugt von etwa 1,0 bis etwa 1,4, und am stärksten bevorzugt von etwa 1,0 bis etwa 1, 2.
Während nicht beabsichtigt wird, durch eine Theorie gebunden zu sein, geht man davon aus, dass die Löslichkeit vergrößert wird als ein Ergebnis dessen, dass die Teilchen in der Detergenszusammensetzung eher die gleiche Größe aufweisen. Speziell werden, als Ergebnis der von der Größe her gleichmäßigeren Teilchen, die tatsächlichen "Berührungspunkte" unter den Teilchen in der Detergenszusammensetzung verringert, was wiederum den "Brückenbildungseffekt" verringert, der allgemein mit den "Klump-Gel"-Auflösungsschwierigkeiten granulärer Detergenszusammensetzungen verbunden ist. Frühere granuläre Detergenszusammensetzungen enthielten Teilchen verschiedener Größen, was zu mehr Berührungspunkten unter den Teilchen fuhrt. Zum Beispiel könnten bei einem großen Teilchen viele kleinere Teilchen mit ihm in Kontakt stehen, wodurch die Teilchenstelle bereit wäre für eine Klump-Gel-Bildung. Der Gehalt und die gleichmäßige Größe der Teilchen in der granulären Detergenszusammensetzung der vorliegenden Erfindung verhindert diese Probleme.
Mit "einem Teil" der Teilchen ist gemeint, dass mindestens einige Teilchen in der Detergenszusammensetzung ein Waschtensid und/oder einen Detergensbuilder enthalten, um die grundlegenden Baukästen einer typischen Detergenszusammensetzung bereitzustellen. Die verschiedenen Tenside und Builder als auch ihre entsprechenden Gehalte in der Zusammensetzung werden anschließend hierin dargelegt. Typischerweise enthält die Detergenszusammensetzung von etwa 1 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% eines Waschtensids und von etwa 1 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-% eines Detergensbuilders.
Ein besonders wichtiges Merkmal von Waschpulvern ist Farbe. Farbe wird gewöhnlich auf einem Hunter Farbmesser gemessen und als drei Parameter "L", "a" und "b" wiedergegeben. Von besonderer Bedeutung für den Verbraucher von Waschmittel in Pulverform ist der Weißgrad des Pulvers, festgelegt durch die Gleichung L-3b. Im Allgemeinen werden Werte des Weißgrads unter etwa 60% als gering angesehen. Der Weißgrad kann durch eine Reihe von Mitteln verbessert werden, die denjenigen bekannt sind, die über durchschnittliche Kenntnisse im Stand der Technik verfügen. Zum Beispiel Beschichten von Granulat mit Titandioxid.
Zusätzlich zu dem durchschnittlichen Weißgrad des Schüttguts ist es auch wichtig, dass die Farbe gleichmäßig ist. Ein hoher Prozentsatz von Teilchen mit erheblich unterschiedlicher Farbe kann entweder den Gesamteindruck des Produkts verzerren (das eher wie das farblich schlechtere Granulat erscheint) oder bei geringeren Gehalten das Produkt gesprenkelt erscheinen lassen. Aber es wird davon ausgegangen, dass in sehr geringen Anteilen vorhandene Bestandteile, das heißt weniger als etwa 1 Gew.-%, keinen wesentlichen Beitrag zum Gesamterscheinungsbild des Produkts leisten. Farbeinheitlichkeit kann auf zwei Arten bewertet werden:
1. der unterschied zwischen dem höchsten (maximalen) und niedrigsten (minimalen) Weißgrad; und
2. ein EINHEITLICHKEITS-Parameter, welcher der maximale Wert der folgenden Gleichung ist, der auf sämtliche Bestandteile über 1% der Zusammensetzung angewandt wird:
EINHEITLICHKEIT = (1/Gew.-% χ)·Abs(Weißgrad χ - Weißgrad des Schüttguts)
wobei: Bestandteil χ ein Teil der Detergenszusammensetzung ist, die einen unterschiedlichen Grad von Weißheit im Vergleich zum losen Detergens hat;
Weißgrad χ: der Grad von Weißheit von Bestandteil χ, wie mit einem Hunter-Farbmesser gemessen;
Weißgrad 2 des Schüttguts = der Weißgrad des losen Detergens, wie mit einem Hunter-Farbmesser gemessen;
Gew.-% χ = Gewichtsprozent von Bestandteil χ;
Abs = der Absolutwert;
Vorzugsweise weisen die granulären Detergenzien dieser Erfindung Weißgrade von 60- 100, bevorzugt 75-100, stärker bevorzugt 85-100 und am stärksten bevorzugt 92-100 auf. Ebenfalls bevorzugt sind granuläre Detergenzien, in denen alle Bestandteile einen Weißgradunterschied (Maximum - Minimum) von weniger als etwa 40, vorzugsweise weniger als 30, stärker bevorzugt weniger als 20 und am stärksten bevorzugt weniger als 10 haben. Die granulären Detergenzien dieser Erfindung weisen vorzugsweise eine EINHEITLICHKEIT, wie oben definiert, von weniger als etwa 200, stärker bevorzugt weniger als etwa 100, noch stärker bevorzugt weniger als etwa 50 und am stärksten bevorzugt weniger als etwa 25 auf.
Eine weitere wichtige Eigenschaft der granulären Detergensprodukte dieser Erfindung ist die Form der individuellen Teilchen. Form kann auf zahlreiche verschiedene Arten gemessen werden, die denen bekannt sind, die im Stand der Technik über durchschnittliche Kenntnisse verfügen. Eine dieser Methoden ist die Verwendung von Lichtmikroskopie mit Optimus-(V5,0)- Bildanalysen-Software. Wichtige rechnerische Parameter sind:
"Kreisförmigkeit", die definiert ist als (gemessene Umfangslänge des Teilchenbildes)²/(gemessene Fläche des Teilchenbildes). Die Kreisförmigkeit einer vollkommen glatten Kugel (minimale Kreisförmigkeit) ist 12,57; und
"Seitenverhältnis", das definiert ist als die Länge/Breite des Teilchenbildes.
Jedes dieser Merkmale ist wichtig und kann über die lose granuläre Detergenszusammensetzung gemittelt werden. Und die Kombination der beiden Parameter, wie sie vom Produkt der Parameter definiert wird, ist ebenfalls wichtig (d. h. beide müssen gesteuert werden, um ein Produkt mit gutem äußeren Erscheinungsbild zu erhalten). Vorzugsweise haben die granulären Detergenszusammensetzungen dieser Erfindung Kreisförmigkeiten von weniger als etwa 50, vorzugsweise weniger als etwa 30, stärker bevorzugt weniger als etwa 23, am stärksten bevorzugt weniger als etwa 18. Ebenfalls bevorzugt sind granuläre Detergenszusammensetzungen mit Seitenverhältnissen von weniger als etwa 2, vorzugsweise weniger als etwa 1,5, stärker bevorzugt weniger als etwa 1,3, am stärksten bevorzugt weniger als etwa 1,2.
Zusätzlich wird es vorgezogen, eine gleichmäßige Formenverteilung unter den Teilchen in der Zusammensetzung zu haben. Speziell haben die granulären Detergenszusammensetzungen dieser Erfindung eine Standardabweichung der Anzahlverteilung von Kreisförmigkeit von weniger als etwa 20, das heißt vorzugsweise weniger als etwa 10, stärker bevorzugt weniger als etwa 7, am stärksten bevorzugt weniger als etwa 4. Und die Standardabweichung der Anzahlverteilung von Seitenverhältnissen beträgt vorzugsweise weniger als etwa 1, stärker bevorzugt weniger als etwa 0,5, noch stärker bevorzugt weniger als etwa 0,3, am stärksten bevorzugt weniger als etwa 0,2.
In einem besonders bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung werden granuläre Detergenszusammensetzungen hergestellt, in denen das Produkt aus Kreisförmigkeit und Seitenverhältnis weniger als etwa 100, vorzugsweise weniger als etwa 50, stärker bevorzugt weniger als etwa 30 und am stärksten bevorzugt weniger als etwa 20 beträgt. Ebenfalls bevorzugt sind granuläre Detergenszusammensetzungen mit der Standardabweichung der Anzahlverteilung des Produktes aus Kreisförmigkeit und Seitenverhältnis von weniger als etwa 45, vorzugsweise weniger als etwa 20, stärker bevorzugt weniger als etwa 7, am stärksten bevorzugt weniger als etwa 2.
Die bevorzugten Detergenszusammensetzungen dieser Erfindung entsprechen mindestens einer und am stärksten bevorzugt allen Merkmalsmessungen und Standardabweichungen, wie oben definiert, das heißt für Weißgrad, Farbgleichmäßigkeit, Kreisförmigkeit und Seitenverhältnis.

Detergensbestandteile

Das Tensidsystem der Detergenszusammensetzung kann anionische, nichtionische, zwitterionische, ampholytische und kationische Klassen sowie kompatible Mischungen hiervon einschließen. Waschtenside werden im US-Patent Nr. 3 664 961, am 23. Mai 1972 an Norris erteilt, und im US-Patent Nr. 3 919 678, am 30. Dezember 1975 an Laughlin et al. erteilt, beschrieben, beide sind durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen. Kationische Tenside schließen jene im US-Patent Nr. 4 222 905, am 16. September 1980 an Cockrell erteilt, und im US-Patent Nr. 4 239 659, am 16. Dezember 1980 an Murphy erteilt, ein, beide sind durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen.
Nicht einschränkende Beispiele von Tensidsystemen schließen die herkömmlichen C&sub1;&sub1;-C&sub1;&sub8;- Alkylbenzolsulfonate ("LAS") und primären verzweigtkettigen und statistischen C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub0;- Alkylsulfate ("AS"), die sekundären C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-(2,3)-Alkylsulfate der Formel CH&sub3;(CH&sub2;)x(CHOSO&sub3;&supmin; M&spplus;)CH&sub3; und CH&sub3;(CH&sub2;)y(CHOSO&sub3;&supmin;M&spplus;)CH&sub2;CH&sub3;, in der x und (y + 1) ganze Zahlen von mindestens etwa 7, vorzugsweise mindestens etwa 9 sind und M ein wassersolubilisierendes Kation, insbesondere Natrium ist, ungesättigte Sulfate wie Oleylsulfat, die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Alkylalkoxysulfate ("AExS"; insbesondere EO 1-7 Ethoxysulfate), C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Alkylalkoxycarboxylate (besonders die EO 1-5 Ethoxycarboxylate), die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Glycerolether, die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Alkylpolyglycoside und ihre entsprechenden sulfatierten Polyglycoside und C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Alpha-sulfonierte Fettsäureester ein. Wenn gewünscht, können auch die herkömmlichen nichtionischen und amphoteren Tenside, wie die C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Alkylethoxylate ("AE") einschließlich der so genannten "narrow-peaked" bzw. einen schmalen Peak zeigenden" Alkylethoxylate und C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Alkylphenolalkoxylate (insbesondere Ethoxylate und gemischtes Ethoxy/Propoxy), C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Betaine und Sulfobetaine ("Sultaine"), C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-Aminoxide und dergleichen in das Tensidsystem eingeschlossen sein. Die C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-N- Alkylpolyhydroxyfettsäureamide können auch verwendet werden. Typische Beispiele schließen die C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-N-Methylglucamide ein. Siehe WO 9 206 154. Andere von Zucker abgeleitete Tenside schließen die N-Alkoxypolyhydroxyfettsäureamide ein, wie C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub8;-N-(3-Methoxypropyl)- glucamid. Die N-Propyl- bis N-Hexyl-C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub8;-Glucamide können für geringe Schaumbildung verwendet werden. Herkömmliche C&sub1;&sub0;-C&sub2;&sub0;-Seifen können ebenfalls verwendet werden. Wenn eine starke Schäumung gewünscht wird, können die verzweigtkettigen C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub6;-Seifen verwendet werden. Mischungen von anionischen und nichtionischen Tensiden sind besonders brauchbar. Andere herkömmliche brauchbare Tenside sind in Standardtexten aufgeführt.
Die Detergenszusammensetzung kann, und tut es vorzugsweise auch, einen Detergensbuilder einschließen. Builder sind im Allgemeinen gewählt aus den verschiedenen wasserlöslichen Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumphosphaten, Polyphosphaten, Phosphonaten, Polyphosphonaten, Carbonaten, Silicaten, Boraten, Polyhydroxysulfonaten, Polyacetaten, Carboxylaten und Polycarboxylaten. Bevorzugt von den oben genannten sind die Alkalimetallsalze, insbesondere Natrium. Bevorzugt für die Verwendung hierin sind die Phosphate, Carbonate, Silicate, C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub8;-Fettsäuren, Polycarboxylate und Mischungen hiervon. Stärker bevorzugt sind Natriumtripolyphosphat, Tetranatriumpyrophosphat, Citrat, Tartratmono- und -disuccinate, Natriumsilicat und Mischungen hiervon (siehe unten).
Spezielle Beispiele anorganischer Phosphatbuilder sind Natrium- und Kaliumtripolyphosphat, Pyrophosphat, polymeres Metaphosphat mit einem Polymerisationsgrad von etwa 6 bis 21 sowie Orthophosphate. Beispiele für Polyphosphonatbuilder sind die Natrium- und Kaliumsalze von Ethylendiphosphonsäure, die Natrium- und Kaliumsalze von Ethan-1-hydroxy-1, 1- Diphosphonsäure und die Natrium- und Kaliumsalze von Ethan, 1,1,2-Triphosphonsäure. Andere Phosphorbuilder-Verbindungen sind in den US-Patenten Nr. 3 159 581; 3 213 030; 3 422 021; 3 422 137; 3 400 176 und 3 400 148 beschrieben, von denen alle durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen sind.
Beispiele für nicht-phosphorhaltige anorganische Builder sind Natrium- und Kaliumcarbonat, -bicarbonat, -sesquicarbonat, -tetraboratdecahydrat und Silicate mit einem Gewichtsverhältnis von SiO&sub2; zu Alkalimetalloxid von etwa 0,5 bis etwa 4,0, vorzugsweise von etwa 1,0 bis etwa 2,4. Hierin brauchbare wasserlösliche, nicht-phosphorhaltige organische Builder schließen die verschiedenen Alkalimetall-, Ammonium- und substituierten Ammoniumpolyacetate, Carboxylate, Polycarboxylate und Polyhydroxysulfonate ein. Beispiele für Polyacetat- und Polycarboxylatbuilder sind die Natrium-, Kalium-, Lithium-, Ammonium- und substituierten Ammoniumsalze von Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Oxydibernsteinsäure, Mellithsäure, Benzolpolycarbonsäuren und Citronensäure.
Polymere Polycarboxylatbuilder sind im US-Patent Nr. 3 308 067, am 7. März 1967 an Diehl erteilt, dargelegt, dessen Beschreibung durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen ist. Diese Materialien schließen die wasserlöslichen Salze von Homo- und Copolymeren aliphatischer Carbonsäuren ein, wie Maleinsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, Fumarsäure, Aconitsäure, Citraconsäure und Methylenmalonsäure. Einige dieser Materialien sind brauchbar als das wasserlösliche anionische Polymer, wie hierin nachfolgend beschrieben, aber nur, wenn sie in inniger Mischung mit dem anionischen Nichtseifen-Tensid vorliegen.
Andere für die Verwendung hierin geeignete Polycarboxylate sind die Polyacetalcarboxylate, die im US-Patent Nr. 4 144 226, am 13. März 1979 an Crutchfield et al. erteilt, und im US-Patent Nr. 4 246 495, am 27. März 1979 an Crutchfield et al. erteilt, beschrieben werden, von denen beide durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen sind. Diese Polyacetalcarboxylate können durch Zusammenbringen eines Esters von Glyoxylsäure und eines Polymerisationsstarters unter Polymerisationsbedingungen hergestellt werden. Der resultierende Polyacetalcarboxylatester wird dann an chemisch stabile Endgruppen angehängt, um das Polyacetalcarboxylat gegen rasche Depolymerisation in alkalischer Lösung zu stabilisieren, in das entsprechende Salz umgewandelt und einer Detergenszusammensetzung zugegeben. Besonders bevorzugte Polycarboxylatbuilder sind die Ethercarboxylatbuilder-Zusammensetzungen, die eine Kombination von Tartratmonosuccinat und Tartratdisuccinat umfassen, welche im US-Patent Nr. 4 663 071, am 5. Mai 1987 an Bush et al. erteilt, beschrieben werden, dessen Beschreibung durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen ist.
Wasserlösliche Silicat-Feststoffe, dargestellt durch die Formel SiO&sub2;·M&sub2;O, wobei M ein Alkalimetall ist, und die ein SiO&sub2; : M&sub2;O-Gewichts Verhältnis von etwa 0,5 bis etwa 4,0 haben, sind brauchbare Salze in den Waschmittelgranulaten der Erfindung bei Gehalten von etwa 2% bis etwa 15% auf einer wasserfreien Gewichtsbasis, vorzugsweise von etwa 3% bis etwa 8%. Wasserfreies oder hydratisiertes teilchenförmiges Silicat kann ebenfalls verwendet werden.
Jede Anzahl zusätzlicher Inhaltsstoffe kann auch als Bestandteile in die granuläre Detergenszusammensetzung eingeschlossen sein. Diese schließen andere Detergensbuilder, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Schaumverstärker oder Schaumunterdrücker, Anlaufschutzmittel und Antikorrosionsmittel, schmutzlösende Mittel, schmutzabweisende Mittel, keimtötende Mittel, pH- Wert regulierende Mittel, von Buildem verschiedene Alkalinitätsquellen, Chelatbildner, smektische Tone, Enzyme, enzymstabilisierende Mittel und Duftstoffe ein. Siehe US-Patent Nr. 3 936 537, am 3. Februar 1976 an Baskerville jr. et al. erteilt und durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen.
Bleichmittel und Aktivatoren werden im US-Patent Nr. 4 412 934, am 1. November 1983 an Chung et al. erteilt, und im US-Patent Nr. 4 483 781, am 20. November 1984 an Hartman erteilt, beschrieben, von denen beide durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen sind. Chelatbildner sind auch im US-Patent Nr. 4 663 071, an Bush et al. erteilt, von Spalte 17, Zeile 54 bis Spalte 18, Zeile 68 beschrieben, durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen. Schaumveränderer sind ebenfalls wahlfreie Inhaltsstoffe und sind in den US-Patenten Nr. 3 933 672, am 20. Januar 1976 an Bartoletta et al. erteilt, und Nr. 4 136 045, am 23. Januar 1979 an Gault et al. erteilt, beschrieben, beide durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen.
Geeignete smektische Tone für die Verwendung hierin sind im US-Patent Nr. 4 762 645, am 9. August 1988 an Tucker et al. erteilt, von Spalte 6, Zeile 3 bis Spalte 7, Zeile 24 beschrieben, durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen. Geeignete zusätzliche Detergensbuilder für die Verwendung hierin werden im Baskerville-Patent, Spalte 13, Zeile 54 bis Spalte 16, Zeile 16 sowie im US-Patent Nr. 4 663 071, am 5. Mai 1987 an Bush et al. erteilt, aufgezählt, beide durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele werden für veranschaulichende Zwecke dargestellt und sind nicht dahingehend aufzufassen, den Umfang der Ansprüche im Anhang auf irgendeine Weise einzuschränken.

BEISPIEL I

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Verfahren gemäß dieser Erfindung, das gleichmäßige, frei fließende, bröcklige Detergensteilchen mit hoher Dichte in der gewünschten Größe erzeugt. Mehrere Zuführströme verschiedener Detergens-Ausgangsmaterialien werden kontinuierlich bei einer Rate von 660 kg/h in einen Lodige KMTM (Pflugschar) 600-Mischer geleitet, welcher ein horizontal positionierter Mäßiggeschwindigkeitsmischer ist. Die Drehgeschwindigkeit der Welle im Mischer beträgt etwa 100 U/min. und die Drehgeschwindigkeit der Messer beträgt etwa 3600 U/min. Der relative Anteil jedes Detergens-Ausgangsstoffes im gesamten Zuführstrom, der in den Mischer geleitet wird (mit "gesamter Zuführstrom" ist die Anhäufung aller einzelnen in den Mischer geleiteten Zuführströme gemeint) ist in Tabelle I unten dargestellt:

TABELLE I

Bestandteil Gew.-% der gesamten Zufuhr
C&sub4;&sub5;-Alkylethoxylatsulfat (EO 0,6) 29,1
Aluminosilicat 34,4
Natriumcarbonat 17,5
Polyethylenglykol (MG 4000) 1,3
Versch. (Wasser, Duftstoff etc.) 16,7
100,0
Während die Detergens-Ausgangsstoffe kontinuierlich in einen Lodige KMTM (Pflugschar) 600-Mischer geleitet werden, beträgt ihre mittlere Verweilzeit im Mischer etwa 2-3 Minuten. Ein Wasserbinder wird kontinuierlich in den Lodige KMTM 600-Mischer geleitet, um das Agglomerierverfahren zu unterstützen. Die Agglomerate vom Mischer werden in einem herkömmlichen Wirbelbetttrockner getrocknet, nachdem sie den Lodige KMTM 600-Mischer verlassen haben, um die von dem Verfahren hergestellten granulären Detergensagglomerate mit hoher Dichte zu erhalten. Die Dichte der resultierenden Detergensagglomerate beträgt 796 g/l, und die mittlere Teilchengröße ist 613 Mikrometer.

BEISPIEL II

Dieses Beispiel veranschaulicht auch das Verfahren der Erfindung und bringt die Parameter von Beispiel I mit ein. Entsprechend werden mehrere Zuführströme verschiedener Detergens- Ausgangsstoffe kontinuierlich bei einer Rate von 660 kg/h in einen Lodige KMTM (Pflugschar) 600-Mischer geleitet, welcher ein horizontal angebrachter Mäßiggeschwindigkeitsmischer ist. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle in dem Mischer beträgt etwa 100 U/min. und die Drehgeschwindigkeit der Messer beträgt etwa 3600 U/min. Der relative Anteil jedes Detergens- Ausgangsstoffes im gesamten in den Mischer geleiteten Zuführstrom ist m Tabelle II unten dargestellt.

TABELLE II

Bestandteil Gew.-% der gesamten Zufuhr
C&sub4;&sub5;-Alkylethoxylatsulfat (EO 0,6) 29,1
Aluminosilicat 45,0
Natriumcarbonat 15,1
Polyethylenglykol (MG 4000) 1,3
Versch. (Wasser, Duftstoff etc.) 9,5
100,0
Während die Detergens-Ausgangsstoffe kontinuierlich in einen Lodige KMTM (Pflugschar) 600-Mischer geleitet werden, beträgt ihre mittlere Verweilzeit in dem Mischer etwa 2-3 Minuten. Ein Wasserbinder wird kontinuierlich in den Lodige KMTM 600-Mischer geleitet, um das Agglomerierverfahren zu unterstützen. Die Agglomerate vom Mischer werden in einem herkömmlichen Wirbelbetttrockner getrocknet, nachdem sie den Lodige KMTM 600-Mischer verlassen haben, um die durch das Verfahren hergestellten granulären Detergensagglomerate mit hoher Dichte zu erhalten. Die Dichte der resultierenden Detergensagglomerate beträgt 700 g/l und die mittlere Teilchengröße ist 550 Mikrometer.

BEISPIEL III

Die folgenden sind Beispiele granulärer Detergenszusammensetzungen gemäß dieser Erfindung. Speziell wurden in sämtlichen Zusammensetzungen von Beispiel III die Zusammensetzungen hergestellt durch Einleiten der sprühgetrockneten Teilchen, Agglomerate und Builderagglomerate zuerst in einen Lodige KMTM 600-Mischer bei 660 kg/h mit einer Trommeldrehung von 100 U/min und einer Messergeschwindigkeit von 3600 U/min. Die resultierende Mischung wurde in einen Wirbelbetttrockner geführt. Eine wässrige Lösung von PEG-400 (35 Gew.-% Feststoffe) wurde in der ersten von drei Phasen im Wirbelbetttrockner auf die Mischung gesprüht. Das resultierende Produkt wurde gesiebt, um die Teilchen im Bereich von etwa 600 bis etwa 1100 um aufzufangen. Die Feinteile wurde dem Lodige KM rückgeführt, und die großen Teilchen wurden gemahlen und dem Wirbelbetttrockner rückgeführt.
Die unten durch Beispiele erläuterten Zusammensetzungen haben mindestens 90 Gew.-% Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 800 Mikrometer mit einer geometrischen Standardabweichung von etwa 1, 2. Unerwarteterweise haben die Zusammensetzungen eine verbesserte äußere Erscheinung, Fließfähigkeit und Löslichkeit.

In den granulären Detergenszusammensetzungen verwendete Abkürzungen

In den Detergenszusammensetzungen haben die abgekürzten Bestandteil-Kennzeichnungen die folgende Bedeutung:
LAS: Lineares C11-13 Natriumalkylbenzolsulfonat
TAS: Natriumtalgalkylsulfat
CxyAS: Natrium-C1x-C1y-Alkylsulfat
C46SAS: Sekundäres (2,3) C14-C16-Natriumalkylsulfat
CxyEzS: C1x-C1y Natriumalkylsulfat, kondensiert mit z Mol Ethylenoxid
CxyEz: überwiegend linearer primärer C1x-C1y-Alkohol, kondensiert mit einem Durchschnitt von z Mol Ethylenoxid
QAS: R2.N + (CH&sub3;)&sub2;(C&sub2;H&sub4;OH) mit R2 = C12-C14
QAS 1: R2.N + (CH&sub3;)&sub2;(C&sub2;H&sub4;OH) mit R2 = C8-C11
APA: C8-C10 Amidopropyldimethylamin
Seife: Lineares Natriumalkylcarboxylat, hergeleitet aus einer 80/20 Mischung aus Talg und Kokosnussfettsäuren
STS: Natriumtoluolsulfonat
CFAA: C12-C14 (Kokos)Alkyl-N-methylglucamid
TFAA: C16-C18 Alkyl-N-methylglucamid
TPKFA: C12-C14 getoppte Ganzschnitt-Fettsäuren
STPP: Wasserfreies Natriumtripolyphosphat
TSPP: Tetranatriumpyrophosphat
Zeolith A: Hydratisiertes Natriumaluminiumsilikat der Formel Na&sub1;&sub2;(AlO&sub2;SiO&sub2;)&sub1;&sub2; · 27H&sub2;O mit einer primären Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 10 Mikrometern (Gewicht ausgedrückt auf wasserfreier Basis)
NaSKS-6: kristallines Schichtsilikat der Formel δ-Na&sub2;Si&sub2;O&sub5;
Citronensäure: Wasserfreie Citronensäure
Borat: Natriumborat
Carbonat: Wasserfreies Natriumcarbonat mit einer Teilchengröße zwischen 200 um und 900 um
Bicarbonat: Wasserfreies Natriumbicarbonat mit einer Teilchengrößenverteilung zwischen 400 um und 1200 um
Silikat: Amorphes Natriumsilikat (SiO&sub2; : Na&sub2;O = 2,0 : 1)
Sulfat: Wasserfreies Natriumsulfat
Mg Sulfat: Wasserfreies Magnesiumsulfat
Citrat: Trinatriumcitratdihydrat der Aktivität von 86,4% mit einer Teilchengrößenverteilung zwischen 425 um und 850 um
MA/AA: Copolymer aus 1 : 4 Maleinsäure/Acrylsäure, durchschnittliches Molekulargewicht etwa 70.000
MA/AA (1): Copolymer aus 4 : 6 Maleinsäure/Acrylsäure, durchschnittliches Molekulargewicht etwa 10.000
AA: Natriumpolyacrylatpolymer mit durchschnittlichem Molekulargewicht von 4.500
CMC: Natriumcarboxymethylcellulose
Celluloseether: Methylcelluloseether mit einem Polymerisationsgrad von 650, erhältlich von Shin Etsu Chemicals
Protease: Proteolytisches Enzym mit 3,3 Gew.-% aktivem Enzym, verkauft von NOVO Industries A/S unter dem Handelsnamen Savinase
Protease 1: Proteolytisches Enzym mit 4 Gew.-% aktivem Enzym, wie in der WO 95/10591 beschrieben, verkauft von Genencor Int. Inc.
Alcalase: Proteolytisches Enzym mit 5,3 Gew.-% aktivem Enzym, verkauft von NOVO Industries A/S
Cellulase: Cellulytisches Enzym mit 0,23 Gew.-% aktivem Enzym, verkauft von NOVO Industries A/S unter dem Handelsnamen Carezyme
Amylase: Amylolytisches Enzym mit 1,6 Gew.-% aktivem Enzym, verkauft von NOVO Industries A/S unter dem Handelsnamen Termamyl 120T
Lipase: Lipolytisches Enzym mit 2,0 Gew.-% aktivem Enzym, verkauft von NOVO Industries A/S mit dem Handelsnamen Lipolase
Lipase (1): Lipolytisches Enzym mit 2,0 Gew.-% aktivem Enzym, verkauft von NOVO Industries A/S mit dem Handelsnamen Lipolase Ultra
Endolase: Endoglucanase-Enzym mit 1,5 Gew.-% aktivem Enzym, verkauft von NOVO Industries A/S
PB4: Natriumperborattetrahydrat der nominalen Formel NaBO&sub2; · 3H&sub2;O · H&sub2;O&sub2;
PB 1: Wasserfreie Natriumperboratbleiche der nominalen Formel NaBO&sub2; · H&sub2;O&sub2;
Percarbonat: Natriumpercarbonat der nominalen Formel 2Na&sub2;CO&sub3; · 3H&sub2;O&sub2;
NOBS: Nonanoyloxybenzolsulfonat in der Form des Natriumsalzes
NAC-OBS: (6-Nonamidocaproyl)oxybenzolsulfonat
TAED: Tetraacetylethylendiamin
DTPA: Diethylentriaminpentaessigsäure
DTPMP: Diethylentriaminpenta(methylenphosphonat), vertrieben von Monsanto mit dem Handelsnamen Dequest 2060
EDDS Ethylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, (S,S) Isomer in der Form ihres Natriumsalzes
Fotoaktiviert: Sulfoniertes Zinkphthalocyanin, eingekapselt in Bleichmittel-(1)- dextrinlöslichem Polymer
Fotoaktiviert: Sulfoniertes Aluminiumphthalocyanin, eingekapselt in Bleichmittel-(2)- dextrinlöslichem Polymer
Aufheller 1: Dinatrium 4,4'-bis(sulfostyryl)biphenyl
Aufheller 2: Dinatrium 4,4'-bis(4-anilino-6-morpholino-1,3,5-triazin-2-yl)amino) stilben-2:2'-disulfonat
HEDP: 1,1-Hydroxyethandiphosphonsäure
PEGx: Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von x (typischerweise 4.000)
PEO: Polyethylenoxid mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 50.000
TEPAE: Tetraethylenpentaaminethoxylat
PVI: Polyvinylimidosol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 20.000
PVP: Polyvinylpyrrolidonpolymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 60.000
PVNO: Polyvinylpyridin N-Oxid-Polymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 50.000
PVPVI: Copolymer von Polyvinylpyrrolidon und Vinylimidazol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 20.000
QEA: bis((C&sub2;H&sub5;O)(C&sub2;H&sub4;O)n)(CH&sub3;)-N+-C&sub6;H&sub1;&sub2;-N+-(CH&sub3;)bis((C&sub2;H&sub5;O)- (C&sub2;H&sub4;O))n, wobei n = von 20-30
SRP 1: Anionisch endverkappte Polyester
SRP 2: Diethoxyliertes Poly(1,2 Propylenterephthalat)-Kurzblockpolymer
PEI: Polyethylenimin mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1800 und einem durchschnittlichen Ethoxylierungsgrad von 7 Ethylenoxy-Resten pro Stickstoff
Silikon-Antischaum: Polydimethylsiloxan-Schaumsteuerung mit Siloxan-Oxyalkylen- Copolymer als Dispergiermittel mit einem Verhältnis von Schaumsteuerung zu Dispergiermittel von 10 : 1 bis 100 : 1
Trübungsmittel: Monostyrol-Latex-Mischung auf Wasserbasis, verkauft von der BASF Aktiengesellschaft unter dem Handelsnamen Lytron 621
Wachs: Paraffinwachs
In den folgenden Beispielen werden alle Gehalte in Gew.-% der Zusammensetzung angegeben.

TABELLE III A

Die folgenden Zusammensetzungen sind gemäß der Erfindung.

Tabelle III B

Die folgenden Zusammensetzungen sind gemäß der Erfindung.
Aus der somit ausführlich beschriebenen Erfindung wird für die Fachleute im Stand der Technik deutlich werden, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Ziel der Erfindung abzuweichen, und die Erfindung ist nicht als beschränkt darauf anzusehen, was in der Spezifikation beschrieben ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung, umfassend die Schritte:

a) Zugeben zu einem Mischer eines ersten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem ersten Pulver, einer ersten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines zweiten Zuführstroms;

b) Zugeben des zweiten Zuführstroms zu einem Wirbelbetttrockner zur Bildung der granulären Detergenszusammensetzung;

c) wahlweise Zugeben zu dem. Wirbelbetttrockner eines dritten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem zweiten Pulver, einer zweiten Flüssigkeit und Mischungen hiervon; und

wobei die granuläre Detergenszusammensetzung mindestens etwa 50 Gew.-% Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 500 Mikrometer bis etwa 1500 Mikrometer mit einer geometrischen Standardabweichung von etwa 1 bis etwa 2 umfaßt, wobei mindestens ein Teil der Teilchen ein Waschtensid oder einen Detergensbuilder enthält.

2. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das erste Pulver und das zweite Pulver jeweils ein Material umfassen, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tensiden, anorganischen Salzen, Bleichmitteln, Bleichaktivatoren, Buildern, Enzymen, eingekapselten Duftstoffen und Mischungen hiervon.

3. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die erste Flüssigkeit und die zweite Flüssigkeit jeweils ein Material umfassen, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasser, Tensiden, anorganischen Salzen, Farbstoffen, Polymeren, Buildern, Bindemitteln, Duftstoffen und Mischungen hiervon.

4. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die granuläre Detergenszusammensetzung feine Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser umfaßt, welcher weniger als etwa 1,65 Standardabweichungen unterhalb des geometrischen mittleren Teil chendurchmessers der granulären Detergenszusammensetzung liegt, und daß diese feinen Teilchen von der granulären Detergenszusammensetzung abgetrennt und dem Verfahren rückgeführt werden, indem sie mindestens einem aus dem Mischer und dem Wirbelbetttrockner zugegeben werden.

5. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die granuläre Detergenszusammensetzung große Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser umfaßt, der größer als etwa 1,65 Standardabweichungen über dem geometrischen mittleren Teilchendurchmessers der granulären Detergenszusammensetzung ist, und daß diese großen Teilchen von der granulären Detergenszusammensetzung abgetrennt und dann zu einer Mahleinrichtung geführt werden, wo deren geometrischer mittlerer Teilchendurchmesser verringert wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 5, wobei, nachdem der geometrische mittlere Teilchendurchmesser der großen Teilchen reduziert worden ist, die großen Teilchen dem Verfahren rückgeführt werden, indem sie zumindestens einem aus dem Mischer und dem Wirbelbetttrockner zugesetzt werden.

7. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die granuläre Detergenszusammensetzung eine Dichte von mindestens 400 g/l aufweist.

8. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die geometrische Standardabweichung etwa 1,0 bis etwa 1,7, vorzugsweise etwa 1,0 bis etwa 1,4 beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Teilchen mindestens etwa 75 Gew.-% der Detergenszusammensetzung ausmachen.

10. Granuläre Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Teilchen mindestens etwa 90 Gew.-% der Detergenszusammensetzung ausmachen.

11. Granuläre Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der geometrische mittlere Teilchendurchmesser der Teilchen etwa 600 Mikrometer bis etwa 1200 Mikrometer beträgt.

12. Granuläre Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der geometrische mittlere Teilchendurchmesser der Teilchen etwa 700 Mikrometer bis etwa 1000 Mikrometer beträgt.

13. Verfahren zum Waschen von verschmutzten Textilien, umfassend den Schritt des Kontaktierens der verschmutzten Textilien mit einer wässrigen Lösung, welche eine wirksame Menge einer Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1 enthält.

14. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung.

umfassend die Schritte:

a) Zugeben zu einem ersten Wirbelbetttrockner eines ersten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem ersten Pulver, einer ersten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines zweiten Zuführstroms;

b) Zugeben des zweiten Zuführstroms zu einem Mischer, um einen vierten Zuführstrom zu bilden;

c) wahlweise Zugeben zu dem Mischer des dritten Zuführstroms, umumfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem zweiten Pulver, einer zweiten Flüssigkeit und Mischungen hiervon;

d) Zugeben zu einem zweiten Wirbelbetttrockner des vierten Zuführstroms zur Bildung der granulären Detergenszusammensetzung;

e) wahlweise Zugeben eines Teils des zweiten Zuführstroms zu dem zweiten Wirbelbetttrockner unter Umgehung des Mischers; und

15. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung nach Anspruch 14, wobei der zweite Wirbelbetttrockner dem ersten Wirbelbetttrockner benachbart ist.

16. Verfahren zur Herstellung einer granulären Detergenszusammensetzung, umfassend die Schritte:

a) Zugeben zu einem Wirbelbetttrockner eines ersten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem ersten Pulver, einer ersten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines zweiten Zuführstroms;

b) Zugeben zu einem Mischer eines dritten Zuführstroms, umfassend eine Komponente, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem zweiten Pulver, einer zweiten Flüssigkeit und Mischungen hiervon, zur Bildung eines vierten Zuführstroms;

c) Kombinieren des zweiten Zuführstroms mit dem vierten Zuführstrom zur Bildung der granulären Detergenszusammensetzung; und

17. Granuläre Detergenszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei mindestens einer aus dem ersten Zuführstrom, dem ersten Pulverstrom und dem zweiten Pulverstrom bearbeitet werden, um Teilchen mit einem geometrischen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 500 Mikrometer bis etwa 1500 Mikrometer mit einer geometrischen Standardabweichung von etwa 1 bis etwa 2 zu entfernen, und diese Teilchen direkt der resultierenden granulären Detergenszusammensetzung zugeführt werden.