DE2707280A1

DE2707280A1 - Verfahren zur herstellung freifliessender spruehgetrockneter teilchen aus buildersalzen

Info

Publication number: DE2707280A1
Application number: DE19772707280
Authority: DE
Inventors: David P Joshi
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Current assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1976-02-26
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1977-09-01
Also published as: DK152375C; GR66403B; DE2707280C2; NL186710B; AU514802B2; AU2273777A; US4310431A; SE7702089L; CH630955A5; ZA771147B; MY8300111A; NL7702051A; PT66235B; DK152375B; PH12786A; GB1579262A; MY8300110A; ES456289A1; SE432775B; IE45299L

Description

UEXKÜL*. * STCLBEKG PATENTANWÄLTE

2 HAMBURG 52 97079RH

BESELERSTRASSE 4 *"" ^

A ^OR- ^J--D. FRHR. von UEXKÜLtt ·

OR. ULRICH GRAF STOLBERG OIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE * ,

(13758)-Prio 26.2.76 US 661,471-

New York, N.Y./V.St.A.

Hamburg, den 18. Februar 1977

Verfahren zur Herstellung freifließender sprühgetrockneter Teilchen aus Buildersalzen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung freifließender sprühgetrockneter Teilchen aus Buildersalzen, die verhältnismäßig große Mengen verschiedener oberflächenaktiver Stoffe und anderer flüssiger oder halbfester Materialien zu tragen vermögen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von sprühgetrockneten Teilchen aus Buildersalzen, auf die synthetische Waschaktivstoffe, z.B. nichtionische, anionische und kationische Waschaktivstoffe oder deren Kombinationen unter Bildung körniger Waschmittelfonnulierungen mit verbesserter Waschkraft und Löslichkeit aufgesprüht sind,und die unter Beibehaltung ihrer freien Fließfähigkeit verhältnismäßig große Mengen des synthetischen Waschaktivstoffes enthalten. Das

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erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung körniger freifließender Waschmittel mit hohem Gehalt an nichtionischem synthetischen organischen Waschaktivstoff. Der vorliegend verwendete Ausdruck "aufsprühen" umfaßt alle Maßnahmen zum Aufbringen einer flüssigen oder verflüssigbaren Substanz auf die sprühgetrockneten Teilchen aus Buildersalzen, natürlich auch das tatsächliche Aufsprühen der Flüssigkeit durch eine Düse in Form von feinen Tröpfchen.

Nichtionische synthetische Waschaktivstoffe mit den gewünschten Reinigungseigenschaften für die Einarbeitung in handelsübliche granulierte Waschmittel, wie Waschpulver, stellen üblicherweise dicke viskose klebrige Flüssigkeiten oder halbfeste oder wachsartige Materialien dar. Die Gegenwart dieser Materialien in einer Waschmittelaufschlämmung vor dem Sprühtrocknen in Mengen von mehr als etwa 2 bis 3 Gew.% ist unpraktisch, da der nichtionische synthetische Waschaktivstoff während des Sprühtrocknens "ausblüht" und ein wesentlicher Teil mit den Abgasen des Sprühtrocknungsturmes verlorengehen kann.

Die Aufbringung nichtionischer synthetj scher Waschaktivstoffe dieses Typs auf verschiedene in Teilchenform vorliegende Träger unter Bildung von verhältnismäßig frei-

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fließenden körnigen Produkten, die als Haushaltswaschmittel geeignet sind, ist in der Technik schon beschrieben. Repräsentative Patentschriften, die Verfahren zur Herstellung körniger freifließender Waschmittel durch nachträgliches Aufsprühen von nichtionischen synthetischen organischen Waschaktivstoffen auf sprühgetrocknete,in Teilchenform vorliegende Produkte beschreiben, die Buildersalze enthalten, umfassen u.a. die US-PS 3 849 327, 3 888 098, 3 538 004 und 3 888 781 sowie die GB-PS 918 499. Nach den bekannten Verfahren werden etwa 1 bis maximal 1O Gew.% eines nichtionischen synthetischen Waschaktivstoffes auf · sprühgetrocknete Produkte aufgesprüht, die einen wesentlichen Anteil an oberflächenaktivem Mittel, z.B. anionische Waschaktivstoffe, Füllstoffe sowie Buildersalze enthalten.

Weiterhin können bestimmte erwünschte Bestandteile für Waschmittelformulierungen, wie kationische oberflächenaktive Stoffe, die dem Gewebe weichmachende Eigenschaften verleihen, optische Aufheller, Bläuungsmittel und enzymatisch^ Materialien aufgrund thermischer Zersetzung nicht sprühgetrocknet werden. Diese Materialien können erfindungsgemäß einem körnigen Waschmittel durch nachträgliches Aufsprühen auf die sprühgetrockneten Buildersalze, entweder allein oder zusammen mit dem nichtionischen Waschaktivstoff oder anderen geeigneten Bestandteilen einverleibt werden.

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Eine spezifische Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung sprühgetrockneter Buildersalze zur Verfügung, die verhältnismäßig große Mengen, d.h. etwa 2 bis etwa 4O Gew.% und vorzugsweise etwa 12 bis etwa 4O Gew.% verschiedener Waschmittelbestandteile, wie anionische, nichtionische und kationische oberflächenaktive Stoffe, optische Aufheller, Bläuungsmittel, Schmutzfreisetzungsmittel, eine erneute Ablagerung verhindernde Mittel usw. sowie deren Gemische zu tragen vermögen. Die nachträglich zugefügten Waschmittelbestandteile werden in flüssiger Form auf jede geeignete Weise auf die sprühgetrockneten Teilchen, aufgebracht, vorzugsweise durch Aufsprühen in Form feiner Tröpfchen aus einer Sprühdüse, wobei die Teilchen umgewälzt werden. Im breitesten Sinne betrifft die Erfindung die Aufbringung flüssiger oder verflüssigbarer organischer Substanzen, die für die Einverleibung in eine Waschmittelformulierung geeignet sind, auf sprühgetrocknete Teilchen, die anorganische Buildersalze enthalten.

Die sprühgetrockneten Buildersalze gemäß der Erfindung haben normalerweise eine kugelige oder irreguläre Form und enthalten etwa 45 bis etwa 80 oder 90 % Phosphatbuildersalz, etwa 5 bis etwa 15 % Alkalimetallsilikatfeststoffe und etwa 5 bis etwa 15 % Wasser. Etwa 3O bis etwa 60 % der Alkalimetallphosphatkomponente werden in

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ι»

Gegenwart der Alkalimetallsilikatkomponente hydratisiert, während der Rest in wasserfreier Form vorliegt. Die Teilchen können im Gegensatz zu den hohlen Kügelchen, die für sprühgetrocknete Pulver typisch sind, als Feststoffe klassifiziert werden, die eine poröse schwammähnliche äußere Oberfläche und eine innere Skelettstruktur aufweisen.

Erfindungsgemäß werden die nachträglich aufgesprühten Bestandteile hauptsächlich im Innern der Teilchen abgelagert und sind nur in minimaler Menge auf der äußeren Oberfläche der Teilchen anzutreffen. Das gebildete Produkt ist freifließend ohne wesentliche Tendenz aneinanderzukleben oder zu agglomerieren. Vorzugsweise befinden sich weniger als etwa 10 Gew.% des aufgesprühten Materials auf der äußeren Oberfläche der endgültigen Teilchen.

Die freie Fließfähigkeit eines körnigen oder in Teilchenform vorliegenden Produktes kann im Verhältnis zur Fließbarkeit von sauberem trockenen Sand unter vorbestimmten Bedingungen, wie der Neigung zur Horizontalen, der man die Fließfähigkeit 100 zuschreibt, festgestellt werden. Typische sprühgetrocknete Waschmittelpulver, wie sie zur Zeit auf dem Markt sind, haben in Bezug auf Sand eine relative Fließfähigkeit von etwa 60, d.h. ihre Fließfähigkeit macht unter den gleichen Bedingungen 60 % der Fließfähigkeit

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ft

von Sand aus. überraschenderweise besitzen die neuen körnigen Produkte gemäß der Erfindung einen Fließfähigkeitswert von mindestens etwa 70 in Bezug auf sauberen trockenen Sand unter den gleichen Bedingungen und bis zu etwa 90 oder mehr.

Die neuen sprühgetrockneten Builderteilchen gemäß der Erfindung können ferner wie folgt charakterisiert werden: Teilchengrößenverteilung: mindestens etwa 90 Gew.% passieren

ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 mm und werden von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten. Dichte (spez.Gewicht): 0,5 bis 0,8 Fließfähigkeit: 70 bis 100

Die neuartigen Builderteilchen gemäß der Erfindung können wie folgt hergestellt werden:

Eine erste Menge hydratisierbares Alkalimetallphosphat-Buildersalz wird in Gegenwart einer zweiten Menge eines Alkalimetallsilikats hydratisiert. Das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge beträgt im allgemeinen etwa 1,5 bis etwa 5. Das hydratisierte Phosphat und das Silikat werden in einem wässrigen Medium bei einer Temperatur, die normalerweise mindestens etwa 76°C beträgt, mit einer dritten Menge wasserfreiem Alkalimetallphosphat-Buildersalz unter Bildung einer Aufschlämmung oder einer Hilfsmischung

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gemischt, wobei das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur dritten Menge etwa 0,3 bis etwa 0,7 beträgt. Verschiedene andere Waschmittelkomponenten, d.h. Buildersalze, wie Carbonate, Zitrate, Silikate usw. und organische Builder sowie oberflächenaktive Stoffe können der Hilfsmischung nach der Hydratisierungsstufe zugefügt werden. Erfindungsgemäß macht die Menge der organischen oberflächenaktiven Stoffe in der Hilfsmischung vorzugsweise weniger als 2 % der vorhandenen Feststoffe aus. Noch besser ist es, wenn die Hilfsmischung frei von organischen oberflächenaktiven Mitteln ist. Die Hilfsmischung wird gerührt und auf einer Temperatur von etwa 76 bis etwa 93°C gehalten, um eine wesentliche Hydratisierung der dritten Menge des wasserfreien Phosphatbuildersalzes zu verhindern. In der Aufschlämmung ist gewöhnlich soviel Wasser enthalten, daß die Hilfsmischung etwa 40 bis etwa 55 % Feststoffe aufweist. Hilfsmittel, wie optische Aufheller, Bläuungsmittel oder andere untergeordnete Bestandteile können in der Hilfsmischung, falls notwendig oder erwünscht, vorhanden sein oder nachträglich zu den sprühgetrockneten Teilchen gegeben werden.

Die Hilfsmischung wird dann in einen Sprühtrocknungsturm gepumpt, wo sie in herkömmlicher Weise sprühgetrocknet wird. Die Sprühtrocknung kann im Gegenstrom oder im Gleichstrom bei einer Einlaßtemperatur der Luft von 260 bis 37O°C und einem Sprühdruck von etwa 14 bis etwa 70 atü durchgeführt werden.

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Das sprühgetrocknete Produkt weist eine Vielzahl von Teilchen mit einer neuartigen schwammähnlichen Struktur im Vergleich zu der hohlen Struktur auf, die in typischer Weise beim Sprühtrocknen einer Waschmittelmischung erhalten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein in Teilchenform vorliegendes Waschmittel zum Waschen von Textilien im Haushalt oder in Wäschereien zur Verfügung gestellt. Das neue Waschmittel enthält vorzugsweise etwa 10 bis etwa 40 % eines nichtionischen synthetischen organischen Waschaktivstoffes, insbesondere etwa 12 bis etwa 30 Gew.%, obgleich manchmal auch geringere Prozentsätze an nichtionischem Waschaktivstoff eingesetzt werden können, z.B. 3 bis 5 %, und vorzugsweise keine Füllstoffe, wie Alkalimetallsulfate, die herkömmlicherweise in sprühgetrockneten Waschmittelpulvern enthalten sind, um hohe Sprühtrocknungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Das neue Waschmittelgranulat kann als solches oder mit verschiedenen Zusätzen, wie Parfüms, Farbstoffen, Bleichmitteln, z.B. 15 bis 50 % eines Alkalimetallpersalzes, wie Natriumperborat, Natriumpercarbonat, Kaliumpercarbonat und Kaliumperborat sowie deren Gemischen, optischen Aufhellern, z.B. 0,01 bis 2 % Stilben und Triazolylaufheilern, Gewebeweichmachern, z.B. 0,1 bis 5 % quaternären Ammoniumhalogeniden, wie Di-höher alkyl-di-nieder alkyl-ammoniumchloriden, 0,2 bis 4 % Enzymen, wie einem proteolytischen Enzym der von der Novo Industries unter den Handels-

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lic

bezeichnungen Alcalase und Espersase vertriebenen Arten, oder amylotischen Enzymen oder deren Gemischen verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der neuen Waschmittelgranulate besteht darin, daß man zuerst eine Vielzahl von Buildersalzteilchen mit den oben angegebenen physikalischen Eigenschaften herstellt.Dann wird der nichtionische synthetische Waschaktivstoff vorzugsweise in einer Menge von etwa 10 bis etwa 40 Gew.% des Endproduktes auf die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen aufgebracht, wobei man diese umwälzt. Der nichtionische synthetische Waschaktivstoff imprägniert die Poren oder Öffnungen auf der Oberfläche der Teilchen und dringt in die innere Skelettstruktur ein. Falls überhaupt,bleibt eine unwesentliche Menge der nichtionischen Komponente auf der Teilchenoberfläche zurück. Diese minimale Menge an nichtionischem Waschaktivstoff auf der äußeren Oberfläche ergibt sich aus den im wesentlichen gleichen Fließfähigkeitswerten vor und nach der Aufsprühung der nichtionischen Komponente auf die Buildersalzteilchen. Ein ähnliches Verfahren wird zur Aufbringung der angegebenen anderen Bestandteile auf die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen angewandt.

Die beigefügten Abbildungen zeigen zwei Mikrofotographien eines erfindungsgemäß sprühgetrockneten Buildersalzteilchens

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vor der Aufbringung des nichtionischen Waschaktivstoffes und anderer Bestandteile.

Die Abbildung 1 zeigt den größeren Anteil eines Teilchens in 200-facher Vergrößerung,

die Abbildung 2 einen Teil des Teilchens gemäß der Abbildung in 2000-facher Vergrößerung.

Die Abbildungen der erfindungsgemäßen Buildersalzteilchen veranschaulichen, daß diese aus festen irregulären Teilchen bestehen und eine schwanunähnliche poröse äußere Oberfläche sowie eine innere Skelettstruktur besitzen. Im Gegensatz hierzu bestehen die in üblicher Weise sprühgetrockneten Waschmittelteilchen, wie sie zur Zeit auf dem Markt sind, aus kugeligen Teilchen mit im wesentlichen zusammenhängender äußerer Oberfläche, die innen hohl sind.

Die erfindungsgemäß hergestellten Buildersalzteilchen enthalten vorzugsweise etwa 45 bis etwa 80 Gew.% Phosphatbuildersalze, insbesondere etwa 50 bis etwa 70 Gew.%, etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Alkalimetallsilikatfeststoffe und 5 bis etwa 15 Gew.% Wasser. Obgleich das Produkt gewöhnlich nicht freifließend ist, wenn geringere Mengen Phosphat verwendet werden, z.B. von nur 20 bis 25 Gew.% (wenn der Gehalt an nichtionischem Waschaktivstoff und Wasser ebenfalls niedrig ist), kann dennoch ein brauchbares Produkt hergestellt werden.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht ein wesentlicher Teil der Buildersalzkomponente der erfindungsgemäßen Buildersalzteilchen von etwa 30 bis etwa 60 % der Phosphatbuildersalzkomponente aus dem in Gegenwart von Alkalimetallsilikat hergestellten höchstmöglichen Hydratisierungsprodukt, in typischer Weise dem Hexahydrat. Weiterhin soll das Gewichtsverhältnis hydratisiertes Phosphatbuildersalz zu Alkalimetallsilikat sowohl in der Hilfsmischung als auch in den Buildersalzteilchen etwa 1,5 bis etwa 5 und vorzugsweise etwa 2 bis etwa 4 und das Gewichtsverhältnis hydratisiertes Phosphatbuildersalz zu wasserfreiem Buildersalz in der Hilfsmischung und in den Buildersalzteilchen etwa 0,3 bis etwa 0,7 und vorzugsweise etwa 0,4 bis etwa 0,6 betragen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Hilfsmischung nur anorganische Buildersalze und Wasser und keine organischen oberflächenaktiven Mittel. Vorteilhaft ist die Hilfsmischung auch frei von Füllstoffen, wie Natriumsulfat.

Die Alkalimetallphosphat-Buildersalzkomponente besteht aus Phosphatsalzen mit Buildereigenschaften für Waschmittel. Beispiele für solche Phosphatbuildersalze sind Alkalimetalltripolyphosphate und -pyrophosphate, von

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denen die Natrium- und Kaliumverbindungen am häufigsten angewandt werden. Diese Phosphate sind als Builder bzw. Gerüststoffe auf dem Waschmittelsektor bekannt und können entweder allein oder in Form von Mischungen verschiedener Phosphate verwendet werden. Spezielle Beispiele für Phosphatbuildersalze sind: Natriumtripolyphosphat, Tetranatriumpyrophosphat, Mono-, Di- und Trinatriumphosphat, Dinatriumpyrophosphat und Mononatriumpyrophosphat. Die entsprechenden Kaliumsalze können ebenfalls verwendet werden, sowohl als Gemische der Kaliumsalze als auch im Gemisch mit Natriumsalzen.

Die Alkalimetallsilikatkomponente wird in Form einer wässrigen Lösung, die vorzugsweise etwa 40 bis 60 Gew.% und in typischer Weise etwa 50 Gew.% Silikatfeststoffe enthält, eingesetzt. Vorzugsweise besteht die Silikatkomponente aus Natriumsilikat mit einem Na-O : SiO--Verhältnis von etwa 1:1,6 bis etwa 1:3,4, vorzugsweise von etwa 1:2 bis etwa 1:3 und insbesondere von etwa 1:2,4.

Die nachträglich aufzusprühenden Bestandteile können aus jedem flüssigen oder verflüssigbaren Material bestehen, das für die Einarbeitung in Waschmittelformulierungen erwünscht oder zweckmäßig ist. Geeignete Materialien, die in einer Menge von etwa 2 bis etwa 40 Gew.% aufgebracht

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werden können, sind z.B. oberflächenaktive Mittel, Mittel, die eine erneute Schmutzablagerung verhindern, optische Aufheller, Bläuungsmittel und enzymatische Verbindungen.

Als oberflächenaktive Mittel kommen anionische und nichtionische Waschaktivstoffe sowie kationische Materialien in Frage. Typische anionische Materialien sind z.B. Seife, organische Sulfonate, wie lineare Alkylsulfonate, lineare Alkylbenzolsulfonate und lineare Tridecylbenzylsulfonate. Repräsentative kationische Materialien haben gewebeweichmachende oder antibakterielle Eigenschaften, wie die quaternären Verbindungen. Die zuletzt genannten kationischen Materialien eignen sich vor allem für die nachträgliche Aufbringung, da sie sich, wenn sie als Bestandteil der Mischung sprühgetrocknet werden, thermisch zersetzen können. Beispiele für quaternäre Verbindungen mit den erwünschten gewebeweichmachenden Eigenschaften sind Distearyl-dimethylammoniumchlorid (Warenzeichen Arosurf TA 100 der Ashland Chemical Company) und 2-Hexadecyl-1 -methyl-1 -/_ (2-stearoylamido) -äthyiy-imidazolinium-methylsulfat (Warenzeichen Varisoft 475 der Ashland Chemical Company).

Die nichtionische oberflächenaktive Komponente kann ein flüssiger oder bei Raumtemperatur halbfester polyäthoxylierter organischer Waschaktivstoff sein. Solche Waschaktivstoffe sind z.B. äthoxylierte aliphatische Alkohole

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mit gerader oder verzweigter Kette und etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen sowie etwa 5 bis etwa 30 Äthylenoxideinheiten je Molekül. Eine besonders geeignete Klasse nichtionischer organischer Waschaktivstoffe dieses Typs ist von der Shell Chemical Company unter dem Warenzeichen "Neodol" erhältlich. Neodol 25-7 (12 bis 15 Kohlenstoffatome in der Alkoholkette; durchschnittlich 7 Äthylenoxideinheiten) und Neodol 45-11 (14 bis 15 Kohlenstoffatome in der Kette; durchschnittlich 11 Äthylenoxideinheiten) werden besonders bevorzugt.

Andere als nichtionische synthetische Waschaktivstoffe geeignete äthoxylierte aliphatische Alkohole sind unter dem Warenzeichen "Alphonic" der Continental Oil Company erhältlich, insbesondere Alphonic 1618-65, eine Mischung aus äthoxylierten primären Alkoholen mit 16 bis 18 Kohlen stoffatomen und 65 Mol% Äthylenoxid.

Weitere Beispiele für nichtionische synthetische organische Waschaktivstoffe sind:

(1) Die unter dem Warenzeichen "Pluronic" erhältlichen Verbindungen, die durch Kondensation von Äthylenoxid mit einer hydrophoben Base, die durch Kondensation von Propylenoxid mit Propylenglykol gebildet wird, erhalten werden. Der hydrophobe Anteil des Moleküls, der natürlich wasserunlöslich ist, hat ein Molekulargewicht von etwa 1500 bis 1800. Die Addition von Polyoxyäthylenresten an diesen hydrophoben Teil erhöht die Wasserlöslichkeit des Moleküls

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als Ganzes, und das erhaltene Produkt bleibt flüssig bis zu dem Punkt, an dem der Polyoxyäthylengehalt etwa 50 % des Gesamtgewichts des Kondensationsproduktes ausmacht. (2) Die Polyäthylenoxidkondensationsprodukte von Alkylphenolen, z.B. die Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit einer geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppe mit etwa 6 bis 12 Kohlenstoffatomen mit Äthylenoxid in einer Menge von 5 bis 25 Molen Äthylenoxid je Mol Alkylphenol. Der Alkylsubstituent in diesen Verbindungen kann sich z.B. von polymersiertem Propylen, Diisobutylen, Octen oder Nonen ableiten.

Andere geeignete oberflächenaktive Mittel sind z.B. in "Surface Active Agents and Detergents", Band 11, von Schwarz, Perry and Berch, 1958, Interscience Publishers, Inc., und in "Detergents and Emulsifiers", 1969 von John W. McCutcheon beschrieben.

Eine besonders bevorzugte Waschmittelformulierung gemäß der Erfindung enthält etwa 12 bis 30 % nichtionischen synthetischen organischen Waschaktivstoff vor allem solche vom Typ der polyäthoxylierten aliphatischen Alkohole, die auf die in erfindungsgemäßer Weise sprühgetrockneten Buildersalzteilchen aufgesprüht sind.

Die folgenden Beispiele, in denen sich alle Prozentsätze auf das Gewicht beziehen, sofern nichts anderes angegeben ist, erläutern die Erfindung.

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Beispiel 1

Aus den folgenden Bestandteilen wurde eine wäßrige Aufschlämmung

hergestellt.

Bestandteile

Natriumtripolyphosphatpulver, wasserfrei

Natriumsilikat, fest (Na₂O/SiO₂ =2,4) Wasser

%, bezogen auf die gesamte Hilfsmischung

14,5

7,6

28,6

Die Aufschlämmung wurde auf etwa 60 C erhitzt und zur Bildung des Hexahydrats des Phosphats gut gemischt. Anschließend wurde auf etwa 88 C erhitzt und zwischen etwa 88 und 93°C gehalten, um eine Hydratisierung des dann zugefügten Phosphates zu verhindern.

Zu der wäßrigen Aufschlämmung wurden bei etwa 88 bis 93°c zur Bildung der Hilfsmischung die folgenden Bestandteile gegeben.

Bestandteile

Natriumtripolyphosphatpulver, wasserfrei

Wasser

%, bezogen auf die gesamte Hilfsmischung

28,3 21,0

Die so hergestellte Mischung enthielt etwa 45 bis etwa 50 Gew.% Feststoffe.

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Die Mischung wurde in einen im Gegenstrom geführten, etwa 2,5 m hohen Sprühtrocknungsturm eingeführt und bei einer Verteilungstemperatur von 82 C und einem Druck von 42 bis 63 atü unter Verwendung einer Whirljet 15-1 oder Fulljet 3007 Sprühdüse versprüht.

Im Sprühturm wurde eine Einlaßtemperatur (T₁) der Luft von etwa 315°C angewandt.

Die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen hatten die folgenden Eigenschaften und eine ähnliche innere Struktur sowie äußere Oberfläche wie das in der Abbildung 1 gezeigte Teilchen.

Eigenschaften

Feuchtigkeitsgehalt 10 %

Tripolyphosphat, Natriumsalz 77 %

Silikatfeststoffe 13 %

Füllgewicht 130 g (scheinbares

spezifisches Gewicht =0,55 oder Schüttgewicht = 0,55

Fließgeschwindigkeit 86

Klebrigkeit 0

Siebanalyse, zurückgehalten von einem Sieb lichter

Maschenweite

0,841 mm 1 %

0,420 mm 19 %

0,250 mm 50 %

0,177 mm 20 %

0,149 mm 6 %

0,074 mm 3 %

passiert 0,074 mm 1 %

100 %

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cfe

Die Teilchen wurden dann in eine chargenweise beschickte Rotationstrommel eingeführt und mit Neodol 25-7 sowie kleineren Mengen anderer Bestandteile, wie Farbstoffen, Parfüms, optischen Aufhellern bei etwa 5O°C besprüht. Es wurde das folgende Endprodukt erhalten:
Buildersalzteilchen, wie oben 78 %

Neodol 25-7 bei etwa 50 C

19,7 %

andere Bestandteile, nämlich Farbstoffe, Parfüm, optische Aufheller 2,3 %

100,0 %

Das Neodol wurde zuerst aufgesprüht, dann folgten die anderen Bestandteile.

Jeder geeignete Mischer, der mit Vorrichtungen zum Aufsprühen von Flüssigkeiten in Form feiner Tröpfchen oder als Nebel versehen ist, kann in der vorstehenden Stufe verwendet werden, z.B. ein Patterson Kelly-Zwillingsmischer. Das nachfolgende Aufsprühen kann auch auf kontinuierlicher Basis unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung, wie eines Patterson-Kelly Zig-Zag-Mischers durchgeführt werden.

Das erhaltene Waschmittelgranulat hatte die folgenden Eigenschaften:

Eigenschaften des Endproduktes Füllgewicht

Fließgeschwindigkeit Klebrigkeit

160 g (scheinbares spezifisches Gewicht = 0,68)

79
0

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Siebanalyse, zurückgehalten von einem Sieb lichter Maschenweite

0,841 mm 1 %

0,420 mm 20 %

0,250 mm 52 %

0,177 mm 20 %

0,149 mm 5 %

0,074 mm 2 %

passiert O,074 mm 0 %

1OO %

Das fertige Produkt kann in herkömmlichen Vorrichtungen zum Verpacken körniger Produkte verpackt werden. Alternativ kann es trocken mit Kaliumpercarbonat (oder Natriumpercarbonat) oder Natriumperborat zu Produkten mit einem Bleichmittelgehalt von 15 bis 50 %, z.B. 21,5 % Kaliumpercarbonat oder Natriumpercarbonat und 30 % Natriumperborat vermischt werden. Auch pulvrige Enzyme können nachträglich zugefügt werden, um ein enzymatisches Waschmittel, das auch Bleichmittel enthalten kann, und das 0,2 bis 4 % eines Enzympräparates, z.B. 0,7 % Alcalase oder Esperase enthält, zu erhalten. Auch andere Bestandteile, wie die Schaumbildung kontrollierende Mittel und Stabilisierungsmittel, insbesondere Bleichstabilisatoren können nachträglich zugegeben werden.

Beispiel 2

Aus den folgenden Bestandteilen wurde eine wäßrige Aufschlämmung hergestellt.

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Bestandteile in der Reihenfolge ihrer Zugabe %, bezogen auf die

gesamte Hilfsmischung

Heißes Wasser von 6O⁰C 25,0

Natriumsilikatfeststoffe (SiO./Na-O =2,4) 3,5

Natriumtripolyphosphatpulver, wasserfrei 13,0

Die wäßrige Aufschlämmung wurde in einem von einem Wasserdampfmantel umgebenen Kessel gut gemischt, um die Phosphatkomponente zu hydratisieren. Dann wurde mit Wasserdampf auf 93°C erhitzt.

Anschließend wurden die nachstehend angegebenen Bestandteile zugefügt. Die Temperatur wurde auf über etwa 82°C gehalten, um eine Hydratisierung des anschließend zugefügten wasserfreien Phosphatbuilders zu verhindern.

Bestandteile in der Reihenfolge ihrer Zugabe %, bezogen auf die

gesamte Hilfsmischung

Natriumtripolyphosphat, wasserfrei 13,0

Wasser 25,0

Natriumtripolyphosphat, wasserfrei 13,0

Natriumcarbonat 7,5

Die Hilfsmischung wurde bei einer Temperatur von etwa 75 C einem im Gegenstrom geführten Sprühtrockner zugeführt und bei einem Druck von 56 atü versprüht. Die Einlaßtemperatur der Luft (T.) betrug etwa 345°C und ihre Auslaßtemperatur (T_) etwa 113°C.

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Die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen hatten eine solche Teilchengrößenverteilung, daß 90 Gew.% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 nun passierten und 90 Gew.% von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten wurden.

Die sprühgetrockneten Teilchen wurden dann nach dem Verfahren

des Beispiels 1 wie folgt übersprüht:

ttbersprüh — Formulierung Menge, %

Sprühgetrocknete Teilchen 78,0

Neodol 25-7 19,5

In kleineren Mengen verwendete Bestandteile,
nämlich optische Aufheller, Parfüm usw. 2,5

100,0

Das Endprodukt hatte ein Füllgewicht von 180 g, eine Fließgeschwindigkeit von 75 % und einen Wassergehalt von 5 Gew.%.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde mit der folgenden Mischung (etwa 50 % Feststoffe) der folgenden Zusammensetzung wiederholt;

Bestandteile Menge, %

Natriumtripolyphosphat Hexahydrat 13,0

Natriumtripolyphosphat, wasserfrei 26,0

Wasser 47,0

organische Builder "M" (Monsanto Chemical Co.) 7,5

Natriumsilikat, fest 6,5

100,0

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Die sprühgetrockneten Builderteilchen wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 wie folgt übersprüht:

Bestandteile Menge, %

Sprühgetrocknete Builderteilchen 85,0

nichtionischer Waschaktivstoff (Neodol 45-11) 12,0 in kleinen Mengen zugefügte Bestandteile 3,0

100,0

Das gebildete Waschmittelgranulat ist freifließend, nicht klebrig und zum Waschen von Kleidungsstücken im Haushalt sowie in Wäschereien geeignet.

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit Alfonic 1618-65 als nichtionischem Waschaktivstoff in solcher Menge wiederholt, daß das endgültige Waschmittelgranulat 30 Gew.% des nichtionischen Waschaktivstoffes enthielt.

Beispiel 5

Buildersalzaufschlämmungen wurden aus den folgenden Zusammensetzungen nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt: Bestandteile Menge,

Natriumtripolyphosphat Hexahydrat Natriumsilikat, fest (SiO₂/Na₂O=2,4) Natriumtripolyphosphat, wasserfrei Wasser

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I	II	III	IV
10	12	18	20
3	8	6	4
30	30	26	28
57	50	50	48

Die Aufschlänunungen I, II, III und IV wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 sprühgetrocknet. Die sprühgetrockneten Teilchen wurden wie folgt übersprüht:

Bestandteile Menge, %

I II III IV Sprühgetrocknete Teilchen 74,5 80,5 59 83

in kleinerer Menge zugefügte Bestandteile 0,5 1,5 1 2

Neodol 45-11 — 18,0 —

Neodol 25-7 25,0 — 40

Alfonic 1618-65 — — — 15

Die Waschmittelformulierungen I, II, III und IV sind freifließend und in Waschwasser sehr gut löslich.

Beispiel 6

Sprühgetrocknete Buildersalzteilchen aus den Aufschlämmungen I bis IV des Beispiels 5 wurden wie folgt übersprüht:

Bestandteile Menge, %

I II III IV

Sprühgetrocknete Buildersalzteilchen 94 79,9 73,5 79,4

Neodol 25-7 — 15 20 12

lineares Tridecylbenzolsulfonat — 3 — 5

AROSURF TA1OO (versprüht bei 82-

99°C) 6—42

Bläuungsmittel — 0,1 — 0,1

optische Aufheller — 2 1,5 1 enzymatische Verbindung, disper-

giert in eine* Träger , „ , , 3 g , „ fl _t - 1 0,5

Die Formulierungen II, III und IV eignen sich als Waschmittel. Die Formulierung I kann als Gewebeweichmacher in einer Waschmaschine verwendet werden.

Die verschiedenen nachträglich aufgesprühten Bestandteile des Beispiels 6 und die der anderen Beispiele können auf die sprühgetrockneten Buildersalzteilchen getrennt oder in jeder geeigneten Kombination aufgebracht werden.

Beispiel 7

Das Verfahren des Beispiels 1 wird zur Herstellung sprühgetrockneter Buildersalzteilchen der folgenden Zusammensetzung wiederholt:
Bestandteile Gew.%

TPP, Natriumsalz	86,031
Natriumsilikat 2/1	5,111
Stilben 4 hoch konzentriert	0,852
Feuchtigkeit	8,007
	100,000

Der Stilbenaufheller wird der Aufschlämmung nach der ersten Phosphathydratisierungsstufe zugefügt. Die Aufschlämmung kann einen Feststoff gehalt von etwa 40 bis etwa 50 Gew.% haben.

Die erhaltenen sprühgetrockneten Teilchen werden dann in einen chargenweise beschickten Rotationsmischer eingeführt, worauf die die folgenden zusätzlichen Bestandteile zugefügt werden:

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Bestandteile % im fertigen Produkt

Nichtionischer Waschaktivstoff 7 EO 17,0

PSE⁺ 1,5

Natriumpercarbonat 21,5

Sydex 8O8⁺⁺ 0,3

Alcalase 0,7

Parfüm 0,3

PSE: Phosphorsäureester mit der Bezeichnung LPKn 158 der Knapsack/Hoechst, ein C₁₆ bis C.g 2 EO Mono/Diester, mit der Säureform:

RO-P- (OH)₀

Il *

P-OH

die als Antischaummittel wirken und auch zur Waschkraft beitragen.

⁺⁺Sydex 808:

92/8 Magnesiumsilikat/DTPA-Mischung, die als Perborat/Percarbonatstabilisierungsmittel wirkt.

Der nichtionische Waschaktivstoff und der PSE können geschmolzen und zusammen auf die Buildersalzteilchen aufgesprüht werden.

Anstelle des Natriumpercarbonatbleichmittels kann Natriumperborat in etwas größerer Menge verwendet werden, d.h. von 30 % Perborat.

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Die endgültige Formulierung hat die folgende Zusammensetzung:

Bestandteile Gew.%

TPP 50,5

Natriumsilikat 2/1 3,0

Stilben 4 hoch konzentriert 0,5

Feuchtigkeit 4,7

nichtionischer Waschaktivstoff 7 EO 17,0

PSE 1 ,5

Natriumpercarbonat 21,5

Sydex 808 0,3

Alcalase 0,7

Parfüm 0,3

100,0

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung freifließender Waschmittelteilchen in einem Verfahren, das nicht zu einer Verschmutzung führt (rauchen) und bei hohen Durchsätzen unter Verwendung herkömmlicher Vorrichtungen wirtschaftlich durchführbar ist. Das erhaltene Produkt ist freifließend, nicht klebrig und zeigt im Vergleich zu bekannten Waschmittelpulvern verbesserte Wasserlöslichkeit. Längere Alterungszeiten für die sprühgetrockneten Teilchen des Zwischenproduktes, bevor diese mit den zuvor genannten,zum Übersprühen verwendeten Bestandteilen behandelt werden können, sind nicht notwendig, ebenso keine Alterungszeiten vor dem Abfüllen. Bei verschiedenen anderen Verfahren zur Herstellung von Waschmittelteilchen, die nichtionische

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Waschaktivstoffe enthalten, sind solche Alterungszeiten oft erforderlich, wodurch die Produktion verlangsamt und die Lagerungsvorrichtungen lahmgelegt werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung freifließender Buildersalzteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine erste Menge wasserfreies Phosphatbuildersalz in Gegenwart einer zweiten Menge Alkalimetallsilikat in eine hydratisierte wäßrige Aufschlämmung überführt, eine dritte Menge wasserfreies Phosphatbuildersalz zu der hydratisierten Aufschlämmung gibt und die gebildete Vormischung zu einem teilchenförmigen Material sprühtrocknet, wobei das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge etwa 1,5 bis etwa 5 und das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur dritten Menge etwa 0,3 bis etwa 0,7 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die hydratisierte Aufschlämmung auf eine Temperatur von etwa 76 bis 93°C erhitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zu der hydratisierten Aufschlämmung Wasser gibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydratisierungsstufe bei einer Temperatur durchführt, die eine Hydratisierung der ersten Menge des Phosphatbuildersalzes bewirkt und dann die Aufschlämmung auf eine höhere Temperatur erhitzt, bei der eine Hydratisierung der dritten Menge des Phosphatbuildersalzes verhindert wird.

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ORIGINAL INSPECTED
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischung etwa 40 bis etwa 55 % Feststoffe enthält, das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur dritten Menge etwa 0,5 beträgt und die Sprühtrocknung in einem im Gegenstrom geführten Sprühtrockner bei einem Sprühdruck von etwa 14 bis etwa 70 atü und einer Einlaßtemperatur der Luft von etwa 260 bis etwa 37O°C durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe der Vormischung ,bis zu 10 Gew.% weitere Buildersalze zugibt, nämlich Carbonate, Zitrate oder Silikate oder deren Gemische.
7. Verfahren zur Herstellung eines freifließenden in Teilchenform vorliegenden Waschmittels, das flüssige oder halbfeste nichtionische Waschaktivstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man den nichtionischen Waschaktivstoff auf sprühgetrocknete Buildersalzteilchen mit einer porösen äußeren Oberfläche und einer inneren Skelettstruktur aufbringt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Buildersalzteilchen etwa 45 bis etwa 80 Gew.% Phosphatbuildersalz, etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Alkalimetallsilikatfeststoffe und etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Wasser enthalten und der nichtionische Waschaktivstoff in einer Menge von etwa 12 bis etwa 30 Gew.% vorhanden ist.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Buildersalzteilchen im wesentlichen frei von organischen oberflächenaktiven Mitteln sind und der nichtionische Waschaktivstoff auf die umgewälzten Buildersalzteilchen auf ge- ■'"» sprüht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man nachträglich ein Bleichmittel zufügt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man nachträglich ein Enzym zufügt.
12. Verfahren zur Herstellung eines freifließenden körnigen Produkts, das etwa 2 bis etwa 40 Gew.% eines für die Einarbeitung in eine Waschmittelformulierung geeigneten flüssigen oder verflüssigbaren organischen Materials enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine erste Menge wasserfreies Natriumtripolyphosphat Buildersalz in Gegenwart einer zweiten Menge Natriumsilikat unter Bildung einer Aufschlämmung hydratisiert,

(b) die Hydratisierungsstufe in einem wäßrigen Medium bei einer Temperatur von mindestens etwa 60°C und nicht mehr als etwa 77°C durchführt,

(c) wobei das Gewichtsverhältnis der ersten Menge zur zweiten Menge etwa 1,5 bis etwa 5 beträgt,

(d) die Temperatur der hydratisieren Aufschlämmung auf über etwa 77°C und unter etwa 93°C erhöht,

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H- 7707280

(e) eine dritte Menge wasserfreies Natriumtripolyphosphat zu der hydratisierten Aufschlämmung gibt,

(f) die erhaltene Vormischung einem Sprühtrockner zuführt,

(g) die hydratisierte Aufschlämmung bzw. die Vormischung während der Stufen (e) und (f) auf einer Temperatur von mindestens etwa 77°C hält,

(h) die Vormischung in einem Sprühturm sprühtrocknet, und

(e) das organische Material in einer Menge auf die sprühgetrockneten Teilchen aufbringt, daß ein freifließendes körniges Produkt erhalten wird.
13. Körniges Waschmittel auf der Basis sprühgetrockneter Buildersalzteilchen und etwa 12 bis etwa 30 Gew.% eines nichtionischen polyäthoxylierten synthetischen organischen Waschaktivstoffes, wobei die Buildersalzteilchen etwa 45 bis etwa 90 Gew.% eines Phosphatbuildersalzes, etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Alkalimetallsilikat und etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Wasser enthalten.
14. Waschmittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphatbuildersalz einen hydratisierten Anteil und einen wasserfreien Anteil aufweist, wobei das Gewichtsverhältnis von hydratisiertem Anteil zu wasserfreiem Anteil etwa 0,3 bis etwa 0,7 beträgt.

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5 Γ/07280
15. Waschmittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtionische synthetische Waschaktivstoff aus einem äthoxylierten aliphatischen Alkohol mit etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen in der Kette und etwa 5 bis etwa 30 Äthylenoxideinheiten je Molekül besteht.
16. Waschmittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphatbuildersalz Natriumtripolyphosphat umfaßt.
17. Körniges Waschmittel mit einer Vielzahl von Buildersalzteilchen, die eine poröse äußere Oberfläche und eine innere Skelettstruktur aufweisen, sowie etwa 2 bis etwa 40 Gew.% eines flüssigen oder verflüssigbaren organischen Materials für die Einarbeitung in eine Waschmittelformulierung, wobei sich das organische Material im Inneren der Teilchen befindet und die äußere Oberfläche der Teilchen im wesentlichen frei von nichtionischem Waschaktivstoff ist.
18. Körniges Waschmittel nach Anspruch 17 mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,5 bis etwa 0,7 und einer Fließfähigkeit von mindestens 75, wobei das organische Material aus anionischen, nichtionischen oder kationischen oberflächenaktiven Mitteln bzw. deren Gemischen besteht und die Buildersalzteilchen als solche von organischen Waschaktivstoffen im wesentlichen frei sind.

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19. Körniges Waschmittel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Buildersalzteilchen eine solche Teilchengrößenverteilung aufweisen, daß mindestens 90 Gew.% der Teilchen ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 mm passieren und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten werden.
20. Körniges Waschmittel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es nachträglich zugefügtes Bleichmittel und Enzym enthält.
21. Körniges Waschmittel aus

(a) etwa 65 bis etwa 90 Gew.% Buildersalzteilchen und

(b) etwa 10 bis etwa 35 Gew.% nichtionischem polyäthoxyliertem synthetischem organischem Waschaktivstoff,

(c) wobei die Buildersalzteilchen eine poröse äußere Oberfläche und eine innere Skelettstruktur aufweisen,

(d) die Buildersalzteilchen etwa 45 bis etwa 90 Gew.% Phosphatbuildersalz, etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Alkalimetallsilikat und etwa 5 bis etwa 15 Gew.% Wasser enthalten,

(e) das Phosphatbuildersalz einen hydratisierten und einen wasserfreien Anteil aufweist, wobei das Gewichtsverhältnis hydratisierter Anteil zu wasserfreiem Anteil etwa 0,3 bis etwa 0,7 beträgt,

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(f) das körnige Waschmittel ein spezifisches Gewicht von etwa 0,5 bis etwa 0,7 hat,

(g) die Fließfähigkeit des körnigen Waschmittels mindestens 75 beträgt, und

(h) die Teilchengrößenverteilung so ist, daß mindestens 90 Gew.% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,841 mm passieren und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm zurückgehalten werden.
22. Körniges Waschmittel nach Anspruch 21, dadurch gekenn-, zeichnet, daß das Phosphatbuildersalz aus Natriumtripolyphosphat und das Alkalimetallsilikat aus Natriumsilikat besteht.
23. Körniges Waschmittel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtionische synthetische Waschaktivstoff aus äthoxylierten aliphatischen Alkoholen mit etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen in der Kette und etwa 5 bis etwa 30 Äthylenoxideinheiten je Molekül besteht.
24. Körniges Waschmittel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß es 15 bis 50 % nachträglich zugefügtes Alkalimetallpersalz als Bleichmittel und 0,2 bis 4 % proteolytisches Enzym enthält.

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