DE68924375T2

DE68924375T2 - Reinigungsmittelgranulat aus einer kalten Paste durch Feindispersionsgranulierung.

Info

Publication number: DE68924375T2
Application number: DE68924375T
Authority: DE
Inventors: Thomas Eugene Lobaugh; Charles Louis Stearns; Daniel Louis Strauss; Thomas Harvey Taylor
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2009-06-24
Also published as: BR8903194A; CN1041004A; PH25829A; EP0349201A3; AU3713389A; MY105132A; IE892099L; US4925585A; JP2716532B2; EP0349201A2; AU623150B2; AR243925A1; DK323889A; CN1024357C; TR24379A; KR910001024A; JPH0286700A; CA1325944C; NZ229755A; DE68924375D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kondensierten Waschmittelgranulaten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Granuläre Waschmittel-Zusammensetzungen werden bislang prinzipiell durch Sprühtrocknen hergestellt. Im Sprühtrocknungsverfahren werden die Waschmittelbestandteile, wie Tenside und Builder, zum Bilden einer Aufschlämmung mit maximal 35-50% Wasser gemischt. Die erhaltene Aufschlämmung wird erwärmt und sprühgetrocknet, was kostenintensiv ist. Ein gutes Agglomerationsverfahren könnte jedoch weniger kostspielig sein.
Die Sprühtrocknung erfordert eine Beseitigung von 30-40 Gew.-% des Wassers. Die für das Durchführen der Sprühtrockhung verwendeten Geräte sind teuer. Das erhaltene Granulat verfügt über eine gute Löslichkeit, besitzt aber eine geringe Schüttdichte, so daß das Verpakkungsvolumen groß ist. Auch werden die Fließeigenschaften des durch Sprühtrockhen erhaltenen Granulats durch große Oberflächen-Unregelmäßigkeiten negativ beeinflußt, wodurch das Granulat unansehnlich wird. Es gibt weitere bekannte Nachteile bei der Herstellung von granulären Waschmitteln durch Sprühtrocknen.
Nach dem Stand der Technik gibt es zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Waschmittel granulat, die nicht auf das Sptühtrocknungsverfahren zurückgreifen. Auch sie besitzen Nachteile. Bei den meisten ist mehr als ein Mischer und ein separater Granulierungsvorgang erforderlich. Andere erfordern für einen erfolgreichen Ablauf die Verwendung der sauren Form des Tensids. Bei wieder anderen werden hohe Temperaturen benötigt, die die Ausgangsstoffe abbauen. Hochwirksame Tensidpaste vermeidet man wegen ihrer Klebrigkeit.
Verfahren mit hoher Scherung und Kaitmischung per se sind bekannt, sie erfordern jedoch einen zusätzlichen Mahlvorgang oder irgend eine andere Vorgehensweise. Einige verwenden z. B. eine Trockenneutralisierungstechnik, bei der eine saure Form des Tensids mit Natriumcarbonat gemischt wird; siehe z. B. US-Patent Nr. 4 515 707, erteilt am 7. Mai 1985 an Brooks; die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 183540/1983, Kao Soap Co., Ltd., eingereicht am 30. September 1983; und die japanische Sho. 61-118500, Lion K.K., vom 5. Juni 1986. Typischerweise ist überschüssiges Carbonat (2- bis 10facher molarer Überschuß) erforderlich, um eine angemessene Umwandlung der Tensidsäuren zu gewährleisten. Überschüssiges Carbonat treibt den Waschwasser-pH zu sehr in den ausschließlich alkalischen Bereich, was möglicherweise unerwünscht ist, insbesondere für einige Null-Phosphat-Formulierungen.
Ferner erfordert die Verwendung einer Tensidsäure die sofortige Verwendung oder eine kühle Lagerung, da hochreaktive Säuren, wie die Alkylsulfatsäuren, sich zersetzen, wenn sie nicht kühl gelagert werden; während der Lagerung neigen sie zu Hydrolyse, wobei sie freie Schwefelsäure und Alkohol bilden. Praktisch gesehen erfordern solche Verfahren des Standes der Technik eine enge Kopplung der Tensidsäureproduktion mit der Granulierung, wodurch eine zusätzliche finanzielle Investition notwendig wird.
Ein weiterer Grund dafür, weshalb die saure Form des Tensids in einigen Anwendungen nicht gerne verwendet wird, ist der potentielle Abbau weiterer Formelbestandteile (z. B. Tripolyphosphat, das sich in die weniger löslichen Pyrophosphat-Arten umwandelt).
Im US-Patent Nr.4 162 994, am 31. Juli 1979 an Kowalchuk erteilt, wird beschrieben, daß Calciumsalze erforderlich sind, um Probleme bei der Verarbeitung von Formulierungen auf der Grundlage von Natriumsalzen anionischer Tenside und bestimmter nichtionischer Tenside zu überwinden, wobei Methoden eingesetzt werden, die nicht nach dem Sprühtrocknungsverfahren arbeiten (z. B. mechanische Geräte). Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß nichtlösliche Calciumsalze die Löslichkeit der Formulierung vermindern, was in Beanspruchungssituationen, wie in Ausführungen in der Art von Dosierbeuteln, von besonderer Wichtigkeit ist.
Im GB-Patent Nr.2 171 414 A, veröffentlicht am 28. August 1986, wird ein Verfahren zur Herstellung von Granulaten, insbesondere von schaumverhütenden Granulaten, beschrieben. Typischerweise wird ein flüssiger Kohlenwasserstoff auf ein Kernmaterial gesprüht, um Granulate zu erzeugen, die anschließend vor einem Klassifikationsschritt abgekühlt werden.
In dem gleichzeitig anhängigen Patent EP 349200 der Patentanmelder, das am selben Datum wie das vorliegende Patent veröffentlicht wurde, wird ein Verfahren beschrieben, in dem eine hochwirksame Tensidpaste dann gekühlt und anschließend granuliert wird.
Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Herstellung eines dichten, konzentrierten, granulären Waschmittelprodukts mittels eines Agglomerationsverfahrens im Gegensatz zu einem Sprühtrocknungsverfahren. Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus dem nachfolgend Gesagten hervorgehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wirtschaftlicheres Verfahren zur Herstellung eines dichten, konzentrierten, granulären Waschmittelprodukts aus kaltem Teig unter Verwendung von Feindispersionsgranulierung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das Verfahren umfaßt das Feindispersionsmischen einer hochwirksamen Tensidpaste und eines trockenen Waschmittelbuilders zur Bildung eines gleichmäßigen keksteigärnlichen Zwischenprodukts. Für viele Formulierungen ist der Teig jedoch bei Anwendung des Feindispersionsmischens bei der teigbildenden Temperatur für eine erfolgreiche Granulatbildung zu klebrig, deshalb wird der Teig während des Mischens auf eine Granulierungstemperatur gekühlt, und überraschenderweise werden gleich im Mischer große diskrete Teilchen (Granulate) gebildet. Die "kalte" Granulierung wird mit einer kritischen Spitzengeschwindigkeit des Feindispersionsmischens von 5 mis bis 50 mis bei -25ºC bis 20ºC erreicht. Trockeneis ist ein bevorzugtes Kühlmittel.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Granulate sind groß, wenig staubhaltig und freifließend und besitzen vorzugsweise eine Schüttdichte von 0,5 bis 1,1 g/cm³, stärker bevorzugt von 0,7 bis 0,9 g/cm³. Die massegemittelte Teilchengröße der Teilchen dieser Erfindung reicht von 300 bis 1200 um. Die so gebildeten bevorzugten Granulate besitzen eine Teilchengröße im Bereich von 500 bis 900 um. Die stärker bevorzugten Granulierungstemperaturen des Teigs liegen im Bereich von -15ºC bis 15ºC und am stärksten bevorzugt von -10ºC bis

Verfahren zur Kühlung des Teigs

Es kann jedes Verfahren zur Kühlung des Teigs auf eine Granulierungstemperatur angewandt werden. Kühlmäntel oder -schlangen können außen um den Mischer herum oder in den Mischer eingesetzt werden. Gestoßenes Trockeneis oder flüssiges CO&sub2; kann dem gleichmäßigen Teig hinzugefügt oder eingegeben werden. Bezweckt wird damit die Absenkung der Teigtemperatur auf eine Granulierungstemperatur, so daß der Teig fein dispergiert oder in diskrete Teilchen "granuliert" werden kann.

Feuchtigkeit des Teigs

Es ist wichtig, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Teigs 25% nicht überschreiten sollte. Die Gesamtfeuchtigkeit im Teig kann im Bereich von etwa 1-25%, vorzugsweise jedoch zwischen etwa 2 und 20% und am meisten bevorzugt zwischen etwa 4 und 10% liegen. Die niedrigeren Teiggranulierungstemperaturen können für die Formulierungen mit niedrigerem Builderund/oder höherem Feuchtigkeitsgehalt verwendet werden. Umgekehrt können die höheren Granulierungstemperaturen für höhere Builder undioder niedrigere Feuchtigkeitsformulierungen eingesetzt werden.
Zusammensetzungen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von unter 5%, z. B. etwa 1% bis 4%, können eine wirksame Menge eines flüssigen Verarbeitungshilfsstoffs zur Teigbildung enthalten. Beispiele solcher Hilfsstoffe werden aus geeigneter organischer Flüssigkeit, einschließlich nichtionischen Stoffen, Mineralöl, Glycerin und dergleichen, ausgewählt. Der Verarbeitungshilfsstoff zur Teigbildung kann vorzugsweise bei einem Gehalt von "0,5 Gew.-% bis 20 Gew.- %", stärker bevorzugt von etwa 1-15 Gew.-% und am meisten bevorzugt von etwa 2-10 Gew.-% des Teigs verwendet werden.
Überraschenderweise können der Teig und die daraus resultierenden Granulate eine Kombination von allen, oder im wesentlichen allen, Bestandteilen der gesamten Zusammensetzung umfassen und somit die Notwendigkeit zur Beimischung zusätzlicher Materialien so gering wie möglich machen oder ganz ausschließen. Ferner wird die Wahrscheinlichkeit des Entmischens der Bestandteile während des Transports, der Handhabung oder Lagerung weitgehend verringert.
Vorzugsweise werden hochwirksame Tensidpasten verwendet, um den gesamten Wassergehalt im System während des Mischens, Granulierens und Trocknens größtmöglich zu reduzieren. Ein geringer Wassergehalt ermöglicht: (1) ein größeres Verhältnis von aktivem Tensid zum Builder, z. B. 1:1; (2) größere Mengen anderer Flüssigkeiten in der Formulierung, ohne eine Klebrigkeit des Teigs oder der Granulate zu verursachen; (3) weniger Kühlung aufgrund höherer Granulierungstemperaturen; und (4) weniger granuläre Trocknung zur Einhaltung endgültiger Feuchtigkeitsgrenzen.
Zwei wichtige Paramenter der Tensidpasten, die sich auf den Mischungs- und Granulierungsvorgang auswirken können, sind die Pastentemperatur und die -viskosität. Die Viskosität ist eine Funktion aus Konzentration und Temperatur, mit einer Spanne bei dieser Anwendung von etwa 10000 cps bis etwa 10.000.000 cps. Vorzugsweise beträgt die Viskosität zwischen etwa 70.000 und etwa 7.000.000 cps und am stärksten bevorzugt zwischen etwa 100.000 und etwa 1.000.000 cps. Die Viskosität der Paste dieser Erfindung wird bei einer Temperatur von 50ºC gemessen.
Die Paste kann bei einer Anfangstemperatur im Bereich von 5-70ºC, vorzugsweise von 20- 30ºC in den Mischer gegeben werden. Höhere Temperaturen vermindern die Viskosität, aber eine Temperatur von mehr als 70ºC kann dazu führen, daß sich das Produkt aufgrund erhöhter Klebrigkeit schlechter mischen läßt. Vorzugsweise wird der Teig bei einer Temperatur im Bereich von 15-35ºC gebildet.
Überraschenderweise können große, aber verwendbare Granulate im Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet werden. Sie liegen vorzugsweise im 300 bis 1200 um-Bereich. Solche großen Granulate verbessern den Verfahrensablauf, und - was noch wichtiger ist - die Staubbildung wird minimiert. Eine geringe Staubentwicklung ist bei Endverbraucheranwendungen wichtig, die Produkte mit genormter beutelähnlicher Dosierung umfassen, welche (1) den Kontakt des Endverbrauchers mit dem Produkt vermeiden und (2) die bequeme und eindeutig erkennbare Dosierung bei einer genormten Beutelform verstärken sollen. Falls gewünscht, können Granulate mit ungenügender Größe nach dem Trocknen ausgesiebt und in den Feindispersionsmischer zurückgeführt werden.

Trocknen

Der gewünschte Feuchtigkeitsgehalt der freifliegenden Granulate dieser Erfindung kann durch Anpassung des Buildergehalts von Paste und Builder oder der Verwendung eines Verarbeitungshilfsstoffs bei der Teigbildung vor der Kühlung und Granulierung reguliert werden. Damit kann zusätzliches "Trocknen" wahlfrei und in Formulierungen mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt unnötig werden.
Gewünschtenfalls kann das Trocknen der aus dem gekühlten Teig gebildeten diskreten Granulate in einem Standard-Wirbelbettrockner vorgenommen werden. Bezweckt wird die Herstellung eines freifließenden Granulats mit einem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt von 1-8%, vorzugsweise 2-4%.

Das Feindispersionsmischen und -granulieren

Der Begriff "Feindispersionsmischen und/oder -granulieren", wie er vorliegend verwendet wird, bedeutet Mischen und/oder Granulieren des obigen Teigs in einem Feindispersionsmischer bei einer Flügel-Spitzengeschwindigkeit von 5 mis bis 50 m/s, wenn nicht anders angegeben. Die gesamte Verweilzeit des Misch- und Granulierungsverfahrens liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 Minuten, stärker bevorzugt von 0,5-8 Minuten und am stärksten bevorzugt von 1-6 Minuten. Die stärker bevorzugten Spitzengeschwindigkeiten für das Mischen und Granulieren liegen bei 10-40 m/s und 15-35 m/s, was für das Granulieren bedenklicher ist und einfach für die Teigbildung vorgezogen wird.
Der Littleford -Mischer, Modell #FM-130-D-12, mit innen befindlichen Flügelblättern, und der Cuisinart -Nahrungsmittelprozessor, Modell #DCX-Plus, mit 7,75 Inch (19,7 cm)-Flügelblättern sind zwei Beispiele für geeignete Mischer. Es kann jeder andere Mischer verwendet werden, der für das Feindispersionsmischen und -granulieren ausgelegt ist und über eine Verweilzeit in der Größenordnung von 0,1 bis 10 Minuten verfügt. Der "Turbinentyp"-Impellermischer mit mehreren Flügelblättern auf einer Rotationsachse wird bevorzugt. Die Erfindung kann als Batch- als kontinuierliches Verfahren ausgeführt werden.
Der Mischer muß die Paste und die anderen Bestandteile fein in einen keksähnlichen Teigzustand verteilen. Wenn der Teig abgekühlt ist, muß das Mischen bei dieser Feindispersions-Spitzengeschwindigkeit durchgeführt werden, um den Teig in diskrete Teilchen zu granulieren. Es ist darauf zu achten, daß beim Granulierungsvorgang weder eine zu hohe noch eine zu niedrige Spitzengeschwindigkeit angewandt wird. Obgleich man nicht durch eine Theorie gebunden sein möchte, geht davon aus, daß eine "zu hohe Scherung" ein Granulieren aufgrund zahlreicher Belastungen und einer breiteren Verteilung der Teilchengröße infolge der höheren Spitzengeschwindigkeiten verhindert.
Man nimmt an, daß das Feindispersionsmischen und -granulieren beim Granulierungsvorgang des kalten Teigs folgendes vorsieht: (1) einen geringeren Feingranulat-Gehalt; (2) eine gleichmäßigere Verteilung der granulären Teilchengrößen; (3) geringeren Abbau, z. B. Umwandlung von Natriumtripolyphosphat in Pyrophosphat; sowie (4) eine höhere Granulatdichte als ein granuläres Produkt, das mit Standard-Agglomerationsmischem, wie den Mischem des Kollergang-Typs, hergestellt wird.

Hochwirksame Tensidpaste

Die Aktivität der wäßrigen Tensidpaste beträgt mindestens 40% und kann bis zu etwa 90% reichen; bevorzugte Aktivitäten sind: 50-80% und 65-75%. Das Gleichgewicht der Paste wird primär durch Wasser hergestellt, es kann aber auch ein Verarbeitungshilfsstoff wie ein nichtionisches Tensid eingearbeitet sein.
Die wäßrige Tensidpaste enthält ein organisches Tensid, das aus der anionische, zwitterionische, ampholytische und kationische Tenside und Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt wird. Anionische Tenside werden bevorzugt. Nichtionische Tenside werden als sekundäre Tenside oder Verarbeitungshilfsstoffe verwendet und sind nicht als ein hierin verwendetes "aktives" Tensid eingeschlossen. Bei der vorliegenden Erfindung brauchbare Tenside sind im US-Patent Nr.3 664 961, am 23. Mai 1972 erteilt an Norris, und im US-Patent Nr.3 919 678, am 30 Dezember 1975 erteilt an Laughlin et al., beide durch den Bezug darauf hierin eingeschlossen, aufgeführt. Nützliche kationische Tenside schließen auch die im US-Patent Nr. 4 222 905, am 16. September 1980 erteilt an Cockrell, und im US-Patent Nr.4 239 659, am 16. Dezember 1980 erteilt an Murphy, beschriebenen ein. Allerdings sind kationische Tenside im allgemeinen weniger mit den hierin verwendeten Aluminiumsilicat-Materialien kompatibel und werden somit vorzugsweise in geringen Mengen, wenn überhaupt, in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet. Die folgenden sind repräsentative Beispiele für in den vorliegenden Zusammensetzungen brauchbare Tenside.
Wasserlösliche Salze der höheren Fettsäuren, d. h. "Seifen", sind brauchbare anionische Tenside in den hierin beschriebenen Zusammensetzungen. Dies schließt Alkalimetailseifen wie die Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Alkylolammoniumsalze höherer Fettsäuren ein, die zwischen 8 und 24 Kohlenstoffatome, bevorzugt zwischen 12 und 18 Kohlenstoffatome besitzen. Seifen können durch direkte Verseifüng von Fetten und Ölen oder durch die Neutralisierung freier Fettsäuren hergestellt werden. Besonders brauchbar sind die Natrium- und Kaliumsalze der Fettsäuremischungen aus Kokosnußöl und Talg, d. h. Natrium- oder Kaliumtalg und Kokosnußseife.
Brauchbare anionische Tenside schließen außerdem die wasserlöslichen Salze, vorzugsweise die Alkalimetall-, Kalium- und Alkylolammoniumsalze, organischer Schwefelsäurereaktionsprodukte ein, die in ihrer Molekularstruktur eine Alkylgruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine Sulfonsäure- oder Schwefelsäure-Estergruppe besitzen. (Der Begriff "Alkyl" schließt den Alkylanteil der Acylgruppen ein.) Beispiele dieser Gruppe synthetischer Tenside sind die Natrium- und Kaliumalkylsulfate, insbesondere solche, die man durch Sulfatisieren der höheren Alkohole (C&sub8;-C&sub1;&sub8; Kohlenstoffatome), wie die durch Reduktion der Glyceride von Talg und Kokosnußöl erzeugten, erhält; sowie die Natrium- und Kaliumalkyl-benzolsulfonate, in denen die Alkylgruppe zwischen 9 und 15 Kohlenstoffatome in geradkettiger oder verzweigtkettiger Konfiguration enthält, z. B. jene des in den US-Patenten Nr.2 220 099 und 2 477 383 beschriebenen Typs. Besonders wertvoll sind lineare geradkettige Alkylbenzolsulfonate, deren durchschnittliche Anzahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe zwischen etwa 11 und 13 beträgt, abgekürzt mit C&sub1;&sub1;-C&sub1;&sub3;-LAS.
Andere vorliegende anionische Tenside sind die Natriumalkylglycerylethersulfonate, insbesondere jene Ether höherer Alkohole aus Talg- und Kokosnußöl; Natrium-Kokosnußöl-Fettsäure- Monoglyceridsulfonate und -sulfate; Natrium- oder Kaliumsalze von Alkylphenol-ethylenoxidethersulfaten mit 1 bis 10 Einheiten Ethylenoxid pro Molekül und zwischen 8 und 12 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen; sowie Natrium- oder Kahumsalze von Alkylethylenoxidethersulfaten mit 1 bis 10 Einheiten Ethylenoxid pro Molekül und 10 bis 20 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe.
Andere vorliegend brauchbare anionische Tenside schließen die wasserlöslichen Salze von Estern alpha-sulfonierter Fettsäuren mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Fettsäuregruppe und 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Estergruppe ein; wasserlösliche Salze von 2-Acyloxyalkan-1-sulfonsäure mit 2 bis 9 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe und 9 bis 23 Kohlenstoffatomen im Alkanrest; Alkylethersulfate mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Alkyl gruppe und 1 bis 30 Mol Ethylenoxid; wasserlösliche Salze von Olefinsulfonaten mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen; sowie beta-Alkyloxy-alkan-sulfonate mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkanrest. Obwohl die sauren Salze typischerweise besprochen und verwendet werden, kann die saure Neutralisierung als Teil des Feindispersions-Mischungsvorgangs durchgeführt werden.
Die bevorzugten anionischen Tensidpasten sind Mischungen aus Alllylbenzolsulfonaten in gerader oder verzweigter Kette mit einem Alkyl von 10-16 Kohlenstoffatomen und Alkylsulfaten mit einem Alkyl von 10-18 Kohlenstoffatomen. Diese Pasten werden gewöhnlich durch Reaktion eines flüssigen organischen Materials mit Schwefeltrioxid hergestellt, wodurch eine Sulfon- oder Schwefelsäure erzeugt wird und die Säure dann anschließend zur Erzeugung eines Salzes dieser Säure neutralisiert wird. Das Salz ist die in diesem gesamten Doküment besprochene Tensidpaste. Das Natriumsalz wird aufgrund vorteilhafter Endleistung und Kosten von NAOH gegenüber anderen neutralisierenden Mitteln vorgezogen, ist aber nicht erforderlich, da andere Mittel, wie KOH, verwendet werden können. Die Neutralisierung kann als Teil des Feindispersions-Mischungsvorgangs durchgeführt werden, jedoch wird eine Vorneutralisieurng der Säure in Verbindung mit der Säureproduktion vorgezogen.
Wasserlösliche nichtionische Tenside sind ebenfalls als sekündäres Tensid in den Zusammensetzungen der Ertindung brauchbar. Tatsächlich verwenden bevorzugte Verfahren Mischungen aus anionischen und nichtionischen Stoffen. Eine besonders bevorzugte Paste umfaßt eine Mischung nichtionischer und anionischer Tenside in einem Verhältnis von 0,01:1 bis 1:1, vorzugsweise etwa 0,05:1. Nichtionische Stoffe können bis zu einer gleichen Menge des primaren organischen Tensids verwendet werden. Solche nichtionischen Materialien schließen Verbindungen ein, die durch die Kondensation von Alkylenoxidgruppen (hydrophiler Natur) mit einer organischen hydrophoben Verbindung erzeugt werden, welche aliphatischer oder alkylaromatischer Natur sein kann. Die Länge der Polyoxyalkylengruppe, die mit jeder speziellen hydrophoben Gruppe kondensiert wird, läßt sich leicht zur Erzielung einer wasserlöslichen Verbindung mit dem gewünschten Ausgewogenheitsgrad zwischen hydrophilen und hydrophoben Elementen einstellen.
Geeignete nichtionische Tenside schließen die Polyethylenoxidkondensate von Alkylphenolen ein, z. B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer Alkylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen in entweder geradkettiger oder verzweigtkettiger Konfiguration mit 4 bis 25 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol.
Bevorzugte nichtionische Stoffe sind die wasserlöslichen Kondensationsprodukte aliphatischer Alkohole mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in entweder geradkettiger oder verzweigtketüger Konfiguration und mit zwischen 4 bis 25 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol. Besonders bevorzugt sind die Kondensationsprodukte von Alkoholen mit einer Alkylgruppe mit etwa 9 bis 15 Kohlenstoffatomen und etwa 4 bis 25 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol; sowie Kondensationsprodukte von Propylenglycol mit Ethylenoxid.
Halbpolare nichtionische Tenside schließen wasserlösliche Aminoxide mit einem Alkylrest von etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und 2 aus der Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen umfassenden Gruppe gewählten Resten ein; wasserlösliche Phosphinoxide mit einem Alkylrest von etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und 2 aus der Alkylgruppen und Hydroxyalkylgruppen mit etwa 1 bis 3 Kohlenstoffatomen umfassenden Gruppe gewählten Resten; sowie wasserlösliche Sulfoxide mit einem Alkylrest von etwa 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und einem aus der Alkyl- und Hydroxyalkylreste von etwa 1 bis 3 Kohlenstoffatomen umfassenden Gruppe gewählten Rest.
Ampholytische Tenside schließen Derivate aliphatischer oder aliphatische Derivate heterocydischer sekundärer und tertiärer Amine ein, in denen der aliphatische Anteil geradkettig oder verzweigtkettig sein kann und in denen einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome und mindestens ein aliphatischer Substituent eine anionische wassersolubilisierende Gruppe enthält.
Zwitterionische Tenside schließen Derivate von aliphatischen quartären Ammoniumphosphonium- und Sulfoniumverbindungen ein, in denen einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.
Hierin vorliegend besonders bevorzugte Tenside schließen lineare Alkylbenzolsulfonate mit etwa 11 bis 14 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe ein, ferner Talgalkylsulfate; Kokosnuß Alkylglycerylethersulfonate; Alkylethersulfate, in denen der Alkylrest etwa 14 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und in denen der durchschnittliche Ethoxylierungsgrad bei etwa 1 bis 4 liegt; Olefin- oder Paraffinsulfonate mit etwa 14 bis 16 Kohlenstoffatomen; Alkyldimethylaminoxide, in denen die Alkylgruppe zwischen etwa 11 und 16 Kohlenstoffatomen enthält; Alkyldimethylammoniopropansulfonate und Alkyldimethylammoniohydroxypropansulfo-nate, in denen die Alkylgruppe etwa 14 bis 18 Kohlenstoffatome enthält; Seifen höherer Fettsäuren mit etw 12 bis 18 Kohlenstoffatomen; Kondensationsprodukte von C&sub9;-C&sub1;&sub5;-Alkoholen mit 3 bis 8 Mol Ethylenoxid sowie Mischungen davon. Spezielle bevorzugte Tenside für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen ein: lineares Natrium-C&sub1;&sub1;-C&sub1;&sub3;-Alkyl-benzolsulfonat; Triethanolarnnnonium-C&sub1;&sub1;-C&sub1;&sub3;-Alkylbenzolsulfonat; Natriumtalgalkylsulfat; Natrium-Kokosnußalkylglycerylethersulfonat; das Natriumsalz eines Sulfat-Kondensationsprodukts eines Talgalkohols mit etwa 4 Mol Ethylenoxid; das Kondensationsprodukt eines Kokosfett-Alkohols mit etwa 6 Mol Ethylenoxid; das Kondensationsprodukt eines Talgfett-Alkohols mit etwa 11 Mol Ethylenoxid; die Kondensation eines Fettalkohols mit 14 bis 15 Kohlenstoffatomen mit 7 Mol Ethylenoxid; das Kondensationsprodukt eines C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub3;-Fettalkohols mit etwa 3 Mol Ethylenoxid; 3-(N,N-Dimethyl-N-kokosnußalkylammonio)-2-hydroxypropan-1-sulfonat; 3-(N,N-Dimethyl-N-kokosnuß-alkylammonio)propan-1-sulfonat; 6-(N-Dodecylbenzyl-N,N-dimethylammonio)hexanoat; Dodecyldimethylaminoxid; Kokosnußalkyldimethylaminoxid; sowie die wasserlöslichen Natrium- und Kaliumsalze der Kokosnuß- und Talgfettsäuren.
Unter dem Begriff "Tensid", wie er vorliegend verwendet wird, versteht man ein nichtionisches Tensid, solange nicht anders angegeben. Das Verhältnis des Tensidwirkstoffs (ausgenom-men der/die nichtionischeln Stoff/Stoffe) zu trockenem Waschmittelbuilder liegt im Bereich von 0,05 1 bis unter 1:1 und stärker bevorzugt von 0,1:1 bis unter 1:1 Noch stärker bevorzugte Verhältnisse dieses Tensidwirkstoffs zu Builder betragen 0,15:1 bis unter 1:1; und 0,2:1 bis 0,5:1.

Waschmittelbuilder

Jeder kompatible Waschmittelbuilder oder jede Builder-Kombination kann im Verfahren und in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die vorliegend verwendeten Waschmittel-Zusammensetzungen können kristallines Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterial der Formel
Naz[(AlO&sub2;)z (SiO&sub2;)y] xH&sub2;O
enthalten, wobei z und y mindestens etwa 6 sind, das Molverhältnis von z zu y zwischen 1,0 und 0,4 liegt und x 10 bis 264 ist.
In der vorliegenden Erfindung brauchbare amorphe hydrierte Aluminosilicat-Materialien haben die empirische Formel
Mz(zAlO&sub2; ySiO&sub2;), wobei M Natrium, Kalium, Ammonium oder substituiertes Ammonium ist, z 0,5 bis 2 ist und y list, wobei dieses Material eine Magnesiumionen-Austauschkapazität von mindestens 50 Milligrammäquivalenten an CaCO&sub3;-Härte pro Gramm wasserfreien Aluminosilicats aufweist. Hydriertes Natrium Zeolith A mit einer Teilchengröße von 1 bis 10 um wird bevorzugt.
Die vorliegend verwendeten Aluminosilicat-Ionenaustausch-Buildermaterialien liegen in wasserfreier Form vor und enthalten, wenn sie kristallin sind, zwischen 10 Gew.-% und 28 Gew.- % Wasser; wenn sie amorph sind, liegt der Wassergehalt möglicherweise noch höher. Stark bevorzugte kristalline Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterialien enthalten in ihrer kristallinen Matrix 18% bis 22% Wasser. Die kristallinen Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterialien sind ferner durch einen Teilchengrößendurchmesser von 0,1 um bis 10 um charakterisiert. Amorphe Materialien sind häufig kleiner, z. B. kleiner als 0,01 um. Bevorzugte Ionenaustauschnnaterialien besitzen einen Teilchengrößendurchmesser von 0,2 um bis 4 um. Der vorliegend verwendete Begriff "Teilchengrößendurchmesser" steht für den durchschnittlichen Teilchengrößen-Gewichtsdurchmesser eines gegebenen Ionenaustauschmaterials, wie er durch herkömmliche Analysetechniken, wie zum Beispiel durch mikroskopische Bestimmung mittels eines Rasterelektronenmikroskops bestimmt wird. Die vorliegend verwendeten kristallinen Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterialien werden gewöhnlich weiterhin durch ihre Calciumionenaustauschfähigkeit gekennzeichnet, die mindestens 200 Milligrammäquivalente an CaCO&sub3;- Wasserhärteig Aluminosilicat, berechnet auf einer wasserfreien Basis, beträgt und die im allgemeinen im Bereich von 300 mg eq./g bis 352 mg eq./g liegt. Die vorliegend verwendeten Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterialien sind ferner gekennzeichnet durch ihre Calciumionen- Austauschrate, die mindestens 0,13 gl/min/g/l (2 grains Ca&spplus;&spplus;/gallon/minute/gram/gallon) beträgt und im allgemeinen innerhalb des Bereichs von 0,13 g/l/min/g/l (2 grains/gallon/minute/gram/gallon) bis 0,39 g/l/min/g/l (6 grains/gallon/minute/gram/gallon) liegt, bezogen auf die Calciumionenhärte. Optimales Aluminosilicat für Builderzwecke weist eine Calciumionen- Austauschrate von mindestens 4 grains/gallon/minute/gram/gallon auf.
Die amorphen Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterialien verfügen gewöhnlich über einen Mg&spplus;&spplus;- Austausch von mindestens 50 mg eq. CaCO&sub3;/g (12 mg Mg&spplus;&spplus;/g) und eine Mg&spplus;&spplus;-Austauschrate von mindestens 1 grain/gallon/minute/gram/gallon. Amorphe Materialien weisen bei der Untersuchung mittels Cu-Bestrahlung (1,54 Angström-Einheiten) kein erkennbares Beugungsmuster auf.
In der praktischen Ausführung dieser Erfindung brauchbare Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterialien sind im Handel erhältlich. Die in dieser Erfindung nützlichen Aluminosilicate können eine kristalline oder amorphe Struktur aufweisen und in der Natur vorkommende Aluminosilicate oder synthetischen Ursprungs sein. Ein Verfahren zur Erzeugung von Aluminosilicat- Ionenaustauschmaterialien wird im US-Patent Nr.3 985 669, am 12. Oktober 1976 an Krummel et al. erteilt, besprochen. Hierin nützliche bevorzugte synthetische kristalline Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterialien sind unter den Bezeichnungen Zeolith A, Zeolith B und Zeolith X erhältlich. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform entspricht das kristalline Aluminosilicat-Ionenaustauschmaterial der Formel
Na&sub1;&sub2;[(AlO&sub2;)&sub1;&sub2;(SiO&sub2;)&sub1;&sub2;] xH&sub2;O,
wobei x 20 bis 30, insbesondere 27 ist und eine Teilchengröße von allgemein weniger als 5 um besitzt.
Die granulären Waschmittel der vorliegenden Erfindung können neutrale oder alkalische Salze enthalten, die einen pH in Lösung von sieben oder größer haben und entweder organischer oder anorganischer Natur sein können. Das Buildersalz trägt dazu bei, den vorliegenden Waschmittelgranulaten die gewünschte Dichte und Masse zu verleihen. Während einige der Salze inert sind, füngieren viele von ihnen auch als Waschmittel-Buildermaterialien in der Waschlösung.
Beispiele neutraler wasserlöslicher Salze schließen die Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumchloride, -fluoride und -sulfate ein. Die Alkalimetallsalze und vor allem Natriumsalze der obigen Verbindungen werden bevorzugt. Natriumsulfat wird typischerweise in Waschmittelgranulaten verwendet und ist ein besonders bevorzugtes Salz.
Andere brauchbare wasserlösliche Salze schließen die Verbindungen ein, die gemeinhin als Waschmittel-Buildermaterialien bekannt sind. Builder werden im allgemeinen aus den verschiedenen wasserlöslichen Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumphosphaten, -polyphosphaten, -phosphonaten, -polyphosphonaten, -carbonaten, -silicaten, -boraten und -polyhydroxysulfonaten gewählt. Bevorzugt werden die Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze der obigen Verbindungen.
Spezielle Beispiele anorganischer Phosphatbuilder sind Natrium- und Kaliumtripolyphosphat, -pyrophosphat, polymeres Metaphosphat mit einem Polymerisationsgrad von 6 bis 21 sowie Orthophosphat. Beispiele für Polyphosphonatbuilder sind die Natrium- und Kaliumsalze der Ethylendiphosphonsäure, die Natrium- und Kaliumsalze der Ethan-1-hydroxy-1,1- diphosphonsäure und die Natrium- und Kaliumsalze der Ethan-1,1,2-triphosphonsäure. Andere Phosphorbuilder-Zusammensetzungen 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.
Beispiele für nichtphosphorhaltige anorganische Builder sind Natrium- und Kaliumcarbonat, -bicarbonat, -sesquicarbonat, -tetraborat-decahydrat und -silicat mit einem Molverhältnis von SiO&sub2; zu Alkalimetalloxid von 0,5 bis 4,0, vorzugsweise von 1,0 bis 2,4. Die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Zusammensetzungen benötigen für die Verarbeitung kein überschüssiges Carbonat und enthalten bevorzugt nicht über 2% feinverteiltes Calciumcarbonat, wie im US-Patent Nr.4 196 093, am 1. April 1980 an Clarke et al. erteilt, veröffentlicht; vorzugsweise enthält es gar kein Calciumcarbonat.
Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält mindestens 26 Gew.-% des Etherpolycarboxylatbuilders (EPB). Eine andere enthält 5 % bis 35% organisches Citratsalz. Wiederum eine andere enthält 3% bis 25% Etherpolycarboxylat und 1% bis 15% organisches Citratsalz, stärker bevorzugt 5% bis 15% Etherpolycarboxylat mit Citrat in einem Verhältnis von 2:1 bis 1:2.
Die EPBs weisen eine synergistische Reinigungsleistung bei der Kombination mit dem Aluminosilicat-Waschmittelbuilder auf, insbesondere mit hydratisiertem Zeolith A mit einer Teilchengröße von weniger als 5 um. Der Nutzen ist für geringere Mengen EPBs bis zu einem Verhältnis von EPB zu Aluminosilicat von 1:1 am größten.
Besonders bevorzugte Beispiele für Etherpolycarboxylat-Waschmittelbuilder, für deren Herstellungsverfahren etc. sind in der zusammen zugewiesenen US-Patentanmeldung Ser. Nr.823 909, eingereicht am 30. Januar 1986 von Rodney D. Bush, Daniel S. Connor, Stephen W. Heinzmann und Larry N. Mackey unter dem Titel "Ether Carboxylate Detergency Builders and Process for Their Preparation" beschrieben. Andere vorliegend brauchbare Ethercarboxylat- Waschmittel-builder sind in den US-Patenten Nr.3 635 830, am 18. Januar 1972 an Lamberti et al. erteilt, Nr.3 784 486, am 8. Januar 1974 an Nelson et al. erteilt, Nr.4 021 376, am 3. Mai 1977 an Lamberti et al. erteilt, Nr.3 965 169, am 22. Juni 1976 an Stahlheber erteilt, Nr. 3 970 698, am 20. Juli 1976 an Lannert erteilt, Nr.4 566 984, am 28. Januar 1986 an Bush erteilt, und Nr.4 066 687, am 3. Januar 1978 an Nelson et al. erteilt, beschrieben.

Wahlfreie Stoffe

Andere häufig in Waschmittelzusammensetzungen verwendete Bestandteile können in die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen werden. Diese schließen Fließhilfen, Farbfleckentferner, Bleichmittel und Bleichaktivierungsmittel, schaumverstärkende oder schaumunterdrückende Mittel, Anlaufschutz- und Korrosionsschutzmittel, schmutzsuspendierende Mittel, schmutzlösende Mittel, Färbemittel, Füllstoffe, optische Aufheller, keimtötende Mittel, pH-regulierende Mittel, Nichtbuilder-Alkalinitätsquellen, Hydrotropika, Enzyme, enzymstabilisierende Mittel, Chelatbildner und Duftstoffe ein.
Die Waschmittelgranulate der vorliegenden Erfindung sind in einem Produkt, das in einem Dosierbeutel in die Wäsche gegeben wird, besonders nützlich. Materialien wie Natriumperborat-tetrahydrat und -monohydrat können als Teil der granulären Waschmittelzusammensetzungen dieser Erfindung eingeschlossen werden. In Dosierbeuteln flir die Wäsche dargereichte Produkte werden auf dem Fachgebiet beschrieben, z. B. die im zusammen zugewiesenen US- Patent Nr.4 740 326, am 26. April 1988 an Hortel et al. erteilt, beschriebenen. Bei einem anderen nützlichen Beutel besteht mindestens eine seiner Wände aus einem feinmaschigen Polymerfilm.
Die Begriffe "LAS" und "AS", wie sie vorliegend verwendet werden, bedeuten "Natriumlaurylbenzolsulfonat" bzw. "Alkylsulfat". Unter Begriffen wie "C&sub4;&sub5;" versteht man C&sub1;&sub4; und C&sub1;&sub5;- Alkyl, solange nicht anders angegeben.
Angesichts der folgenden nichteinschränkenden Beispiele versteht man die Erfindung besser. Die Prozentsätze beziehen sich auf eine Gewichtsbasis vor dem Trocknen, wenn nicht anders angegeben. Nach den Tabellen folgen zusätzliche Verfahrensbeschreibungen. TABELLE (Teil 1) BEISPIELE 1 - 4 Teigbestandteile Aktivbasis Natriumsilicat Polyethylenglykol (durchschn. MG ca. 8000) Natriumpolyacrylat (durchschn. MG ca. 4500) Neodol 23-6,5(a,h) Natriumtripolyphosphat (b) Optischer Aufheller Silicon/PEG Coflocken (5/95) Natriumcitrat 2H&sub2;O(b) Natriumaluminosilicat 27H&sub2;O(b) nicht in Reaktion getreten Wasser (frei) Granulateigenschaften H&sub2;O nach dem Trocknen Schüttdichte (g/cm³) Fließeigenschaften bei Granulierung gut TABELLE (Teil 1) - Fortsetzg. Verfahrensbedingungen: Mischertyp(d) Mischzeit (min) Mischtemperatur Granulierung (ºC) Wirbelbett-Lufttemp. (ºC) Pastenaktivität (%) Paste/Builder-Verhältnis(b) Verhältnis v. nichtionischem/anionischem Stoff(a)Pastenviskosität(f) TABELLE (Teil 2) BEISPIELE 5-8 Vergleichsbeispiele Teigbestandteile Aktivbasis Natriumsilicat 2,Or(b) Polyethylenglycol (durchschn. MG ca. 8000) Natriumpolyacrylat (durchschn. MG ca. 4500) TABELLE (Teil 2) - Fortsetzg. Teigbestandteile Neodol 23-6,5(a,h) Natriumtripolyphosphat(b) optischer Aufheller Silicon/PEG Coflocken (5/95) Natriumcitrat 2H&sub2;O(b) Natriumaluminosilicat 27H&sub2;O(b) nicht in Reaktiongetreten Wasser Granulateigenschaften H&sub2;O nach dem Trocknen Schüttdichte (g/cm³) Fließeigenschaften bei Granulierung Verfahrensbedingungen: Mischertyp(d) Mischzeit (min) Mischtemperatur Granulierung Wirbelbett-Lufttemp. (ºC) Pastenaktivität (% Paste/Builder-Verhältnis(b) TABELLE (Teil 2) - Fortsetzg. Verfahrensbedingungen: Verhältnis von nichtionischem/anionischem Stoff(a) Pastenviskosität(f)

Tabellen-Fußnoten

(a) - verwendet bei Berechnung des Verhältnisses von nichtionischem/anionischem Stoff
(b) - verwendet bei Berechnung des Paste/Builder-Verhältnisses
(c) - Tergitol 80L-50N ersetzt Neodol und ist ein ethoxyliertes propoxyliertes 5,3 EO und 0,9 PO, ungefähr mit Alkylkettenlängen von C&sub8; (20%) bis C&sub1;&sub0; (80%).
(d) - L = Batch Littleford , Modell #FM-130-D-12 mit innenliegenden Hochgeschwindigkeitsflügelblättem mit einem Durchmesser von 10,2, 15,2 und 20,3 Zentimetern (4, 6 und 8 Inch), die mit 3500 U/min zur Erreichung von Spitzengeschwindigkeiten von 18,6 bzw. 27,9 bzw. 37,3 m/s betrieben werden.
C = Cuisinart Nahrungsmittelprozessor, Modell #DCX-Plus mit 19,7-cm-Flügelblättern (7,75 Inch) bei 1800 U/min Spitzengeschwindigkeit 18,55 m/s
(e) - Hat keine Granulate gebildet.
(f) - mit Brooktield HAT Serial #74002 gemessene Viskositat.
Für LAS bei 0,5 U/min mit T-A-Spindel bei 50ºC.
Für AS bei 0,5 U/min mit T-E-Spindel bei 50ºC.
(g) - LAS-Wirkstoff=49%; AS-Wirkstoff=70%.
(h) - Neodol 23-6,5 ist ein prlmares Alkoholethoxylat (C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub3;) mit nominal 6,5 Mol Ethylenoxid.
(i) - Natrium-diethylentriaminpentaacetat.

BEISPIEL 1

Mit Bezug auf Beispiel 1 in der Tabelle wird die wäßrige Paste mit einer Waschaktivität von 70% und ausgeglichen durch Wasser zum Bilden eines Waschmittelteigs mit trockenen Waschmittelbuildern und anderen Formulierungs-Nebenbestandteilen in einem Littleford- Mischer, Modell #FM-130-D-12, ausgestattet mit innen befindlichen Hochgeschwindigkeitsblättern gemischt. Zuerst werden trockene Bestandteile zugefügt und weniger als eine Minute lang gemischt. Dann werden die Paste und die Flüssigkeiten hinzugefügt. Die Viskosität beträgt 7MM cp. bei der C&sub4;&sub5;-AS-Paste und 800M cp. bei der C&sub1;&sub3;-LAS-Paste. Die Pastentemperatur beträgt 25ºC. Der Haupt-Mischerschacht wird bei 60 U/min und mit drei Sätzen Schneidblättern (d) bei 3500 U/min betrieben. Der Feuchtigkeitsgehalt des Teigs beträgt 8,9%, das Paste/Builder-Verhältnis ist 0,36, die Teigtemperatur beträgt vor dem Granulieren 28ºC, und das Verhältnis von nichtionischem zu anionischem Stoff beträgt 0,07. Dem Mischer wird nach Bedarf Trockeneis zugeführt, um die Teigtemperatur zum Bilden diskreter Waschmittelteuchen (Granulate) von 28ºC auf 10ºC zu senken. Die Granulate werden in einem Wirbelbettrockner unter Verwendung von 70ºC warmer Luft getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt von 8,9% auf 2,5% zu reduzieren. Die fertigen Granulate sind gering staubhaltig und freifließend mit einer Schüttdichte von 0,86 g/cm³. Das Verfahren und Wasch-mittelgranulat dieses Beispiels sind besonders bevorzugte Erscheinungsformen der vorliegenden Erfindung.

BEISPIEL 2

Unter Bezugnahme auf die Tabelle ist Beispiel 2 ähnlich wie Beispiel 1. Die wesentlichen Unterschiede schließen das Ersetzen der Nichtphosphatbuilder (Citrat und Aluminosilicat) durch Natriumtripolyphosphat (STPP), ein geringeres Paste/Builder-Verhältnis von 0,27 gegenüber 0,36 und eine geringere Teigfeuchtigkeit von 6,8% ein. Andere Unterschiede schließen geringfügig niedrigere Misch- und Granulierungstemperaturen, eine leicht höhere Pastenaktivität von 73%, eine längere Mischzeit und eine endgültige Granulat-Schüttdichte von 0,74 g/cm³ ein.

BEISPIEL 3

Mit Bezug auf die Tabelle ist Beispiel 3 ähnlich wie Beispiel 2, mit der Ausnahme, daß ein anderes AS/LAS-Verhältnis angewandt wird (30/70 gegenüber 50/50) und Neodol durch Tergitol als nichtionischer Stoff ersetzt wird. Die fertigen Granulate haben eine Schüttdichte von 0,84 g/cm³.

BEISPIEL 4

Beispiel 4 verwendet als Feindispersionsmischer einen Cuisinart Nahrungsmittelprozessor, Modell #DCX-Plus mit 7,75 Inch großen Metallflügelblättern, die bei 1800 U/min betrieben werden. Die Pastenviskosität beträgt 7MM bei dem C&sub4;&sub5;-AS und 800M bei dem C&sub1;&sub3;-LAS, wobei die Temperatur bei 27ºC liegt. Der Feuchtigkeitsgehalt des Teigs beträgt 13,2%, das Paste/Builder-Verhältnis lautet 0,68 und das Verhältnis von nichtionischem zu anionischem Stoff ist 0. Trockeneis wird zur Senkung der Teigtemperatur von 27ºC auf -3ºC zum Bilden von Waschmittelgranulaten zugefügt. Die Granulate werden in einem Wirbelbettrockner bis auf einen endgültigen Feuchtigkeitsgehalt von 1,8% und eine Dichte von 0,82 g/cm³ getrocknet.

VERGLEICHSBEISPIEL 5

Beispiel 5 macht deutlich, wie imminent wichtig das Kühlen des Teigs für eine solche Formulierung zum Bilden von diskreten Granulaten ist. Die Eigenschaften der Paste sind ähnlich wie in Beispiel 4. Der Feuchtigkeitsgehalt des Teigs beträgt 5,02%, das Paste/Builder-Verhältnis ist 0,12 und das Verhältnis von nichtionischem zu anionischem Stoff beträgt 1,00. Die Teigtemperatur beträgt jedoch 24ºC. Trockeneis wird diesem Teig nicht zugefügt, und es werden keine Granulate gebildet. Siehe Beispiel 6 bezüglich einer Lösung des Problems.

BEISPIEL 6

Beispiel 6 ist eine Weiterführung von Beispiel 5. Trockeneis wird zusätzlich in den Mischer gegeben, um die Temperatur auf -23ºC zu senken. Es werden diskrete Waschmittelgranulate gebildet. Nach dem Trocknen haben die Granulate einen Feuchtigkeitsgehalt von 2,4% und eine Schüttdichte von 0,78 g/cm³.

BEISPIEL 7

Beispiel 7 ist Beispiel 1 ähnlich, mit der Ausnahme, daß der Cuisinart Lebensmittelprozessor anstelle des Littleford Mischers als Feindispersionsmischer verwendet wird.

BEISPIEL 8

Beispiel 8 verwendet ein geringer aktives C&sub1;&sub3; LAS (49%ige Aktivität mit einer Viskosität von etwa 20M cp.) als die anderen genannten Beispiele. Der Feuchtigkeitsgehalt des Teigs beträgt 21,5%. Trockeneis wurde zur Senkung der Temperatur von 26ºC auf -10ºC zum Bilden von Waschmittelgranulaten zugefügt. Die Fließeigenschaften der nicht getrockneten Granulate sind angesichts des hohen Feuchtigkeitsgehalts nur mittelmäßig. Nach dem Trocknen waren die Granulate mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2,5% und einer Schüttdichte von 0,73 g/cm³ freifließend.
Die vorliegende Erfindung wird in den obigen nichteinschränkenden Beispielen veranschaulicht. In Vergleichsbeispiel 5 können keine Granulate gebildet werden, weil die Teigtemperatur für das Granulieren zu hoch ist. Gleichermaßen wird der Teig nicht granulieren, wenn die Spitzengeschwindigkeiten beim Mischen zu hoch sind. Die vorliegende Erfindung ist somit ein schnelles und wirksames Granulierungsverfahren mit den folgenden sechs Eigenschaften: (1) Vermeiden des Sprühturms und daraus resultierende umweitschädliche Auswirkungen des Entleerens; (2) Beseitigung der Abhängigkeit von sauren Tensidformen als Einsatzstoff, wodurch Versandkosten eingespart werden; (3) geringerer Wasserbedarf wodurch weniger Energie zum Trocknen der Ausgangsstoffe benötigt wird; (4) Vermeidung des Problems der Granulatklebrigkeit durch Kühlen; (5) das Produkt ist ein ansehnliches freifließendes Granulat mit hoher Schüttdichte; und (6) Formulierungsflexibilität für eine gute Löslichkeit des Produkts.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines freifließenden granulären Waschmittels, umfassend:

A. Vermischen einer wäßrigen Tensidpaste mit einer Waschwirkungsaktivität von mindesten 40 % und eines trockenen Waschmittelbuilders, wobei der Tensidpaste-Wirkstoff und der Builder ein Verhältnis von mindestens 0,05:1 und weniger als 1:1 aufweisen;

B. Bilden eines gleichmäßigen Teiges aus der Mischung bei einer Teigtemperatur von 15ºC bis 35ºC;

C. Kühlen des Teiges auf eine Granulierungstemperatur von -25ºC bis 20ºC;

D. Granulieren des gekühlten Teiges in diskrete Waschmittelgranulate unter Anwendung eines Feindispersionsmischens bei einer Spitzengeschwindigkeit von 5-50 m/s; und

wobei das Tensid aus der anionische, zwitterionische, ampholytische und kationische Tenside und Mischungen davon umfassenden Gruppe gewählt wird;

und

wobei das Vermischen und Granulieren mit einer Mischerverweilzeit von 0,1 bis 10 Minuten durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Granulierungstemperatur des Teiges -15ºC bis 15ºC beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Spitzengeschwindigkeit 10-40 m/s und die Verweilzeit 0,5-8 Minuten betragen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Tensidpaste und der trockene Waschmittelbuilder ein Gewichtsverhältnis im Bereich von mindestens 0,1:1 und weniger as 1:1 aufweisen; und wobei die Paste eine Waschwirkungsaktivität bis zu 90 % besitzt; und wobei die Paste eine Viskosität von 10 000 bis etwa 10 000 000 cps aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Paste und die trockenen Waschmittelbuilder ein Verhältnis von mindestens 0.15:1 und weniger als 1:1 aufweisen; und wobei die Paste eine Waschwirkungsaktivität von 50-80 % besitzt; und wobei die Paste eine Viskosität von 70 000 bis 7 000 000 cps aufweist; wobei die Paste bei einer anfänglichen Temperatur von 20-30ºC eingesetzt wird, und wobei die Granulierungstemperatur -15ºC bis 15ºC beträgt, und wobei die aus dem Teig gebildeten, diskreten Waschmittelgranulate eine durchschnittliche Teilchengröße von 300 Mikron bis 1200 Mikron aufweisen und wobei die diskreten Waschmittelgranulate eine Schüttdichte von 0,5 bis 1,1 g/cm³ besitzen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der Paste zu dem trockenen Waschmittelbuilder 0,2:1 bis 0,5:1 beträgt, und wobei die Waschwirkungsaktivität der Paste etwa 65-75 % ist; und wobei die Dichte der Granulate 0,7 bis 0,9 g/cm³ beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die wäßrige Tensidpaste weiterhin ein nichtionisches Tensid umfaßt, wobei das Verhältnis von nichtionischen und anionischen Tensiden 0,01:1 bis 1:1 beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch, wobei die Feuchtigkeit in den diskreten Granulaten durch Trocknen in einem Wirbelbettrockner auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 1-8 % verringert wlrd.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Feuchtigkeitsgehalt der diskreten Teilchen 2-4 % beträgt.