DE2554181B2

DE2554181B2 - Feststoffteilchen mit einem zusammenhängenden Überzug aus Seife und Fettsäuren und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2554181B2
Application number: DE19752554181
Authority: DE
Inventors: Hendrik Willem Vlaardingen Brouwer (Niederlande); Michael Helsby Via Warrington Cheshire Hull (Ver. Koenigreich)
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1974-12-04
Filing date: 1975-12-02
Publication date: 1980-02-07
Also published as: GB1507312A; FR2293241B1; SE7513647L; FR2293241A1; SE425097B; DE2554181A1; DE2554181C3

Description

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Feststoffteilchen mit einem zusammenhängenden Oberzug, d.h. eingekapselten Feststoffteilchen bekannt

So beschreibt die AT-PS 2 59 530 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umhüllung von Granulaten, wobei eine Umhüllungsflüssigkeit auf die in Bewegung gehaltene Masse des teilchenförmigen Materials gesprüht wird.

Gemäß der britischen Patentschrift 9 11 410 werden N-Chlorverbindungen mit Fettsäuren, insbesondere Laurinsäure, beschichtet Die Verwendung von Fettsäuren, Wachsen, Paraffinen und Glyceriden zum Beschichten von Persauerstoffverbindungen ist in den US-Patentschriften 35 25 695, 34 59 665 und der britischen Patentschrift 12 42 247 beschrieben. Aus der britischen Patentschrift 12 07 777 ist die Verwendung von verschiedenen gummiartigen Stoffen, Traganth und Gelatine zum Beschichten von Schaumunterdrückern bekannt Weiter beschreibt die DE-OS 20 54 691 die Verwendung von Mineralwachsen, Fettsäuren oder Seifen als Oberzugsmaterial für Mineralstoffe, wie Calciumcarbonat, Quarz, Kieselsäure oder Tonerde.

Es gibt jedoch schwerwiegende Nachteile, die mit diesen Typen von Beschichtungsmaterialien verbunden sind. So sind Fettsäuren wie Stearinsäure, Wachse, Paraffine und Glyceride in Wasser unlöslich, so daß sich Schwierigkeiten bei der Freisetzung der eingekapselten Feststoffteilchen ergeben. Weiterhin sind zur Erzielung einer zusammenhängenden Beschichtung mit diesen Substanzen hohe Beschichtungsmengen im Bereich von 30-50Gew.-% erforderlich.

Bei der Verwendung von Seife als Oberzugsmaterial ergeben sich Schwierigkeiten während des Einkapselungsvorgangs.

Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor geschilderten Nachteile bei beschichteten Materialien zu vermeiden und ein Verfahren zum Beschichten von Materialien bereitzustellen, das einfach durchzuführen ist.

Es wurde festgestellt, daß eine »saure Seife«, wie sie im folgenden definiert ist, ein geeignetes Material zum Beschichten von Teilchen darstellt

Als »saure Seife« ist eine Zusammensetzung zu

verstehen, welche ein Alkalimetallsalz von langkettigen Fettsäuren mit 8-22 Kohlenstoffatomen sowie freie Fettsäuren mit 8-22 Kohlenstoffatomen in einem Verhältnis innerhalb des Bereichs von etwa 1 :4 bis 2 :1 enthält

Ein Vorteil der sauren Seifen liegt darin, daß sie wie Fettsäuren geschmolzen werden können und daß sie dennoch relativ löslich in Wasser, im wesentlichen vergleichbar zu neutralen Seifen, sind. Auf Grund der

Löslichkeit des Überzugmaterials ergeben sich Vorteile bei der Freisetzung der eingekapselten Teilchen und die vorteilhaften S ,hmelzeigenschaften von Fettsäuren erlauben eine leichte Verarbeitung. Im Hinblick auf die Verarbeitung ist die Anwendung von sauren Seifen als

Beschichtungsmaterial einfacher als diejenige von Seife, da die sauren Seifen leicht geschmolzen und auf die Feststoffteilchen gesprüht werden können.

Durch Veränderung der Länge der Kohlenstoffkette der Seife und der Fettsäuren und durch Veränderung

a; des Verhältnisses von Seife zu Fettsäure können die Löslichkeit und die Schmelzeigenschaften der sauren Seife entsprechend den Erfordernissen für die unterschiedlichen Inhaltsstoffe variiert werden, wobei diese im allgemeinen unterschiedliche Freisetzungsmuster in

V) verschiedenen Stufen der Benutzung erfordern.

Die Löslichkeit und die Schmelzeigenschaften der sauren Seife, die eng mit dem Freisetzungsmuster der hiermit eingekapselten Teilchen zusammenhängen, können in geeigneter Weise abgeschätzt werden, indem

der »Krafft-Punkt« gemessen wird. Der »Krafft-Punkt« wird als die Temperatur definiert oberhalb der Seife in Wasser leicht löslich wird. Aus Gründen der Einfachheit wird der Schmelzpunkt eines 20gew.-%igen wäßrigen Seife/Fettsäure-Systems als »Krafft-Punkt« der sauren

ho Seife angenommen. Die saure Seife kann in einfacher Weise durch Auflösen von Seife in geschmolzenen Fettsäuren hergestellt werden. Als Fettsäuren können die natürlichen Fettsäuren verwendet werden, z. B. solche, die von tierischen und pflanzlichen Fetten abstammen, weiterhin synthetische Fettsäuren. Es werden saure Seifen verwendet, die einen Krafft-Punkt von 25" C bis 70" C besitzen. Die Erfindung betrifft Feststoffteilchen mit einem

zusammenhängenden Oberzug aus Seifen und Fettsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Zusammensetzung besteht, die ein Alkalimetallsalz von langkettigen Fettsäuren mit 8—22 Kohlenstoffatomen und freie Fettsäuren mit 8-22 Kohlenstoffatomen in einem Gewichtsverhältnis innerhalb des Bereiches von etwa 1:4 bis 2 :1 enthält, und die einen Krafft-Punkt von 25 bis 70° C besitzt

Bei einem niedrigeren Verhältnis als 1 :4 überwiegen die Fettsäureeigenschaften zu stark, wodurch eine Verminderung des gewünschten Effektes erreicht wird. Bei einem höheren Verhältnis als 2 :1 wird die Masse zu dick wird, wodurch sich Probleme bei der Verarbeitung ergeben.

Vorzugsweise enthält die Beschichtungszusammensetzung ein Triglycerid, das ein Ester von Glycerin und Carbonsäuren) mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Kette ist, in einer Menge bis zu 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesaratzusammensetzung.

Die Erfindusj betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Feststoffteilchen, bei dem auf die in Bewegung gehaltenen Feststoffteilchen eine Überzugsflüssigkeit gesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsflüssigkeit eine geschmolzene Zusammensetzung eingesetzt wird, die ein Alkalimetallsalz von langkettigen Fettsäuren mit 8—22 Kohlenstoffatomen und freie Fettsäuren mit 8 — 22 Kohlenstoffatomen in einem Gewichtsverhältnis innerhalb des Bereichs von etwa 1 : A bis 2 :1 enthält und einen Krafft-Punkt von 25 bis 70° C besitzt

Eine Beschichtung aus saurer Seife gemäß der Erfindung ist insDesondere für feste, teilchenförmige Bestandteile bzw. Inhalvsstoffe von Detergenszusammensetzungen vorteilhaft, 7. B. für Sauerstoffbleichverbindungen, Chlorbleichverbindu'.jen, Schauminhibitoren, Bleichaktivatoren oder Enzyme.

Bevorzugte, saure Seifen sind solche, in denen das Verhältnis von Seife zu Fettsäure innerhalb des Bereichs von 1 :2 bis 2 :1 liegt und die einen Krafft-Punkt von 40⁰C bis 65° C besitzen. Die saure Seife wird vorzugsweise mit einem Triglycerid in einer Menge bis zu 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung aus Seife/Fettsäure/Triglycerid, zusammengemischt Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit eines Triglycerides die Kohärenz bzw. den Zusammenhalt der Beschichtungsschicht verbessert, ohne daß die anderen, erwünschten Eigenschaften wesentlich beeinträchtigt werden. Bevorzugte Triglyceride sind Ester von Glycerin mit Carbonsäuren) mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Kette, insbesondere Ester von Glycerin und gesättigten Carbonsäuren) mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Kette. Ein Beispiel von solchen Triglyceriden ist vollständig hydrierter Talg.

Da der Krafft-Punkt der Zusammensetzungen aus saurer Seife und Triglycerid nicht durch die üblichen Mittel bestimmt werden kann, wird hierzu eine modifizierte Methode angewandt, die im folgenden näher erläutert wird:

Modifizierte Methode zur Bestimmung des Krafft-Punktes

12 g eines Gemisches aus saurer Seife/Triglycerid werden in 300 ml destilliertem Wasser für 1 h erhitzt. Während dieser Zeit wird die Temperatur auf den gewünschten Wert erhöht, so daß für di<s hohen Temoeraturen die Maximaltemperatur nur für 40 min aufrechterhalten wird. Das Gemisch wird immer gerührt Nach der Heizperiode wird das Gemisch unter vermindertem Druck durch ein grobes Filterpapier filtriert Das Filtrat wird dann mit destilliertem Wasser, das auf pH — 11 mit Natriumhydroxid alkalisch gemacht wurde, in drei oder vier verschiedene Verdünnungen verdünnt Die optische Dichte wird dann bei 800 ran in 1-cm-Küvetten gemessen. Der Verdünnungsfaktor, multipliziert mit der gemessenen opJschen

ίο Dichte wird in diesem Fall »Trübung« genannt Ein pH von 11 ist erforderlich, um das Sol zu stabilisieren, sonst würde sich die optische Dichte mit der Zeit verändern. Ein Diagramm der Trübung gegen die Temperatur wird aufgetragen, und es wird die Temperatur bestimmt, wo sich die Neigung merklich ändert Diese Temperatur ist der Krafft-Punkt des Gemisches.

Bei einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung wurde ein stabiler, granulatförmiger Träger für Sauerstoffbleichmittel in Form einer beschichteten, anorganischen Persauerstoffverbindung hergestellt, welche eine geringe Menge einer sauren Seife als Beschichtungsmaterial enthielt und die ein Freisetzungsmuster zeigte, das die optimale Ausnutzung der Bleichkapazität sicherstellte.

Natriumperborattetrahydrat ist die üblichste Persauerstoffverbindung, die in Detergensbleichmitteln verwendet wird. Eine weitere, wenigstens gleich wirksame, jedoch weniger lagerstabile Persauerstoffverbindung ist Natriumpercarbonat, das zu der Gruppe

jo der Carbonatperoxyhydrate gehört z. B. 2 Na2CC>3 · 3 H2O2. Andere Beispiele von Persauerstoffverbindungen sind Alkalimetallperboratmonohydrat Alkalimetallperpyrophosphat und Alkalimetallpersilikat

Diese Persauerstoffverbindungen besitzen nur eine geringe Bleichwirkung bei Waschtemperaturen unterhalb 60° C, jedoch bleichen sie rasch und am wirksamsten bei relativ hoher Temperatur, z. B. etwa 80°C bis etwa 100⁰C. Unter den normalen Bedingungen

4n wird kaltes Wasser in der Waschmaschine auf eine thermostatisch regulierte Temperatur erhitzt Bei den Heißwaschzyklen erfordert diese Aufheizung etwa 30 bis 40 min, um 6O⁰C zu erreichen. Jedoch neigen die Persauerstoffverbindungen durch Einwirkung von be stimmten Enzymen in dem Schmutz dazu, sich zu zersetzen und Sauerstoff während dieser Erhitzungsstufe freizusetzen, so daß eine verminderte Konzentration der Persauerstoffverbindungen für das wirkliche Bleichen zur Verfügung steht wenn die hohen

>o Temperaturen erreicht sind. Es wurde durch Versuche feststellt, daß diese Zersetzung von Natriumperborat in diesen frühen Stufen des Waschvorgangs in Waschmaschinen mehr als 50 Gew.-% betragen kann. Erfindungsgemäße beschichtete Persauerstoffverbin-

v, düngen zeigen keine vorzeitige Zersetzung und ermöglichen eine wirksame Ausnutzung der Persauerstoffverbindungen durch die geeignete Freisetzung zu dem geeigneten Zeitpunkt bzw. in der gewünschten Stufe des Waschvorgangs.

«> Es wurden die folgenden Beschichtungszusammensetzungen aus saurer Seife hergestellt, indem Seife zu geschmolzener Fettsäure bei 100°C zugesetzt wurde und die Menge an Seife ständig erhöht wurde, bis die Maximalkonzentration an Seife erreicht war. Die

hi Eigenschaften solcher Beschichtungen aus saurer Seife sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Die Kettenlängenverteilungen der hier verwendeten, sauren Seifen sind in der Tabelle Il angegeben.

Tabelle I

Eigenschaften der Zusammensetzungen aus saurer Seife

Zusammensetzung	Max. Seifen-	KrafTt-Punkt-	Konsistenz bei	Auflösungseigenschaften bei Zimmer
	konz. in	Bereich	20 C	temperatur
	Fettsäure
	bei 100 C
	(Gew.-%)	Γ Π
(I) NaHTVHT	47	40-50	fest, gering	nach Hydratation halbschwimmend/
			pastenförmig	sinkend, Lösung transparent
(II) NaHRP/HT	54	45-60	fest	nach Hydratation suspendiert in der
				Lösung
(IH) NaHRP/CN	55	45-55	fest, gering	nach Gelierung hauptsächlich
			pastenförmig	schwimmend. Lösung trüb

Tabelle II

Kettenlängenverteilung der Fettsäuren

20

HT

HRP

(gehärtete (gehärtete

Talgfettsäure) Rapssaatfettsäure)

CN

(Kokosnußfettsaure)

C„:l

4
32
64

5 40

11
44

13

47

20

Die folgenden Beschichtungszusammensetzungen aus saurer Seife wurden hergestellt, und ihre Krafft-Punkte wurden nach der modifizierten Untersuchungsmethode bestimmt.

JO

35

40

Bestandteile

Gew.- KrafTt-Teile Punkt

( C)

55

(IV) Rapssaatfettsäuren 1 I Gehärtete 1 algnatriumseife 1 > 52 Gehärtetes Talgfett 1J

(V) Rapssaatfettsäuren 11 Gehärtete Talgnatriumseife 1 > 58 Gehä;tetes Talgfeü 2)

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

In einem Lödige-Mischer wurde Natriumperborat- tetrahydrat mit einer Durchschnittsteilchengröße von etwa 500 um mit einem geschmolzenen Gemisch aus gehärteter Rapssaatfettsäureruiriumseife, gehärteter Talgfettsäure und gehärtetem "laijfett (Gewichtsverhältnis 1 :3,5 :2) besprüht, um einen zusammenhängenden Überzug bei einer Menge von 25 Gew.-% an Beschichtungsmaterial herzustellen. Das Gemisch besaß eh.en Krafft-Punkt (modifizierte Methode) von 59° C. Dieses beschichtete Perborat wurde auf sein Freisetzungsmuster in einem Aufheiz-Maschinenwaschzyklus mit folgenden Ergebnissen untersucht:

Eine Freisetzung von nur 11% des Perborats in die Lösung wurde bei einer Aufheiz-Wäsche zu dem Zeitpunkt, zu dem die Temperatur 50⁰C erreicht hatte, beobachtet Die Geschwindigkeit der Freisetzung steigerte sich rasch bei höheren. Temperaturen. Bei einem 60°C-Waschzyklus mit 10 min bei 60⁰C war die Beschichtung vollständig aufgelöst, und nach 10 min bei 50⁰C waren 88% aufgelöst

Beispiel 2

Eine Zusammensetzung aus saurer Seife, die aus einem Gemisch aus gehärtetem Talgfett Kokosnußfettsäure und Kokosnußfettsäurenatriumseife in einem Gewichtsverhältnis von 2:1:1 bestand, wurde hergestellt Diese Zusammensetzung aus saurer Seife zeigte einen Krafft-Punkt (modifizierte Methode) von 41 ° C.

Um ihr Freisetzungsmuster zu bestimmen, wurde Natriumperborattetrahydrat mit der Zusammensetzung unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Methode beschichtet Es wurde eine zusammenhängende Beschichtung bei einer Menge von 8 Gew.-% des Beschichtungsmaterials erreicht Die beschichteten Teilchen zeigten folgendes Freisetzungsmuster:

11 % Freisetzung bei 30° C
43% Freisetzung bei 40° C
93% Freisetzung bei 50⁰C.

Diese Zusammensetzung aus saurer Seife kann zum Beschichten eines Inhaltsstoffes verwendet werden, welcher die .reisetzung bei niedrigeren Temperaturen erfordert, z. B. bei Enzymen, Bleichaktivatoren und Chlorbleichverbindungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Feststoffteilchen mit einem zusammenhängenden Oberzug aus Seifen und Fettsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug aus einer Zusammensetzung besteht, die ein Alkalimetallsalz von langkettigen Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und freie Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in einem Verhältnis innerhalb des Bereichs von 1:4 bis 2 :1 enthält, und die einen Krafft-Punkt von 25 bis 70° C besitzt

2. Feststoffteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberzug weiterhin ein Triglycerid, das ein Ester von Glycerin und Carbonsäuren) mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Kette ist, in einer Menge bis zu 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, enthält

3. Verfahren zur Herstellung von Feststoffteilchen

nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem auf die in Bewegung gehaltenen Feststoffteilchen eine Oberzugsflüssigkeit gesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Überzugsflüssigkeit eine geschmolzene Zusammensetzung, die ein Alkalimetallsalz von langkettigen Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und freie Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in einem Verhältnis innerhalb des Bereichs von 1:4 bis 2:1 enthält und einen Krafft-Punkt .von 25 bis 70⁰C besitzt, oder die außerdem ein Triglycerid, welches ein Ester von Glyceriden und Carbonsäure^) mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Kette ist, in einer Menge bis zu 50 Gew.-% der GesamtzusaTjjiensetzung enthält, eingesetzt wird.