DE4211699A1 - Verfahren zur Erhöhung des Schüttgewichts sprühgetrockneter Waschmittel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kör­ nigen Waschmitteln, die in erster Linie für die Textilwäsche vorgesehen sind.

Waschmittel, vor allem solche, die für die Anwendung im Haushalt bestimmt sind, werden im allgemeinen nicht als einfache Gemische ihrer Bestandteile in den Handel gebracht, sondern in Form körniger Zubereitungen, in denen alle oder die Mehrzahl der Bestandteile in inniger Mischung in den einzel­ nen Körnern vorliegen. Diese Form hat verschiedene Vorteile bei der Anwen­ dung der Waschmittel, von denen nur die weitgehende Staubfreiheit und die Sicherheit vor Entmischungen beim Transport genannt werden sollen. Derar­ tige körnige Waschmittel können auf verschiedenen Wegen hergestellt wer­ den. So sind Verfahren bekannt, die Einzelbestandteile der Waschmittel durch kompaktierende Granulierung, beispielsweise mit Hilfe von Strang­ pressen, in die körnige Form zu überführen. Daneben gibt es Verfahren, in denen die feinteiligen Bestandteile mit Hilfe von Flüssigkeiten, beispiels­ weise Alkalisilikatlösungen, zu größeren Teilchen agglomeriert werden (US 4 207 197, US 4 996 001). Für die kontinuierliche Produktion größerer Mengen körniger Waschmittel wird aus verschiedenen technischen Gründen seit längerer Zeit das Sprühtrockenverfahren bevorzugt. Bei diesem Ver­ fahren wird in großen Türmen eine wäßrige Aufschlämmung der Waschmittelbe­ standteile im freien Fall durch heiße Gase zu körnigen Produkten getrock­ net. Neben der leichten Herstellbarkeit in großen Mengen besitzen diese Produkte auch verschiedene anwendungstechnische Vorteile gegenüber den nach anderen Verfahren gewonnenen Waschmitteln. Als ein Nachteil hat sich allerdings in jüngerer Zeit herausgestellt, daß die durch Sprühtrocknung gewonnenen körnigen Waschmittel meist nur niedrige Schüttgewichte von sel­ ten mehr als 550 g/l aufweisen, denn dadurch werden verhältnismäßig große Behälter erforderlich und es wird viel Verpackungsmaterial benötigt. Man ist deshalb in jüngerer Zeit zunehmend bestrebt, Wege zu finden, die es erlauben, die Vorteile der Sprühtrocknung beizubehalten, aber die Schütt­ gewichte der so hergestellten Produkte zu erhöhen. So wird beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung 3 37 330 vorgeschlagen, die sprühge­ trockneten körnigen Waschmittel in einem schnellaufenden Mischer mit nichtionischen Tensiden zu besprühen. Die Schüttgewichtserhöhung ist ab­ hängig von der Menge des aufgebrachten nichtionischen Tensids und ist be­ sonders dann bemerkenswert groß, wenn von sehr leichtem Turmpulver ausge­ gangen wird. Nachteilig ist, daß beim Aufbringen größerer Mengen an nicht­ ionischen Tensiden schlecht rieselnde oder klebrige Produkte resultieren, so daß der Schüttgewichtserhöhung auf diesem Wege Grenzen gesetzt sind.

Auch die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein sprühgetrock­ netes Waschmittel mit höherem Schüttgewicht zu erzeugen, wobei jedoch die Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermieden werden sollen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erhöhung des Schüttgewichts sprühgetrockneter Waschmittel, bei dem das sprühgetrocknete körnige Mate­ rial in einem Mischaggregat gleichzeitig oder nacheinander mit einem flüs­ sigen nichtionischen Tensid und einer wäßrigen Lösung eines Alkalisilikats besprüht wird. Vorzugsweise wird dieses Verfahren in einem Mischaggregat durchgeführt, das eine horizontal angeordnete zylindrische Mischtrommel aufweist, in der auf einer horizontal verlaufenden Achse Mischwerkzeuge rotieren.

Das neue Verfahren zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten dadurch aus, daß durch die Mitverwendung von Silikatlösung eine weitere Erhöhung des Schüttgewichts erreichbar ist, ohne daß die gebildeten Körner klebrig sind. Das körnige Waschmittel ist überraschenderweise unmittelbar nach Verlassen des Mischaggregats frei rieselfähig, ohne daß es dazu eines eigenen Trocknungsschritts bedürfte.

Das Verfahren eignet sich für sprühgetrocknete Waschmittel beliebiger Zu­ sammensetzung, wird aber vorzugsweise mit solchen Waschmittelturmpulvern durchgeführt, die bereits von sich aus ein verhältnismäßig hohes Schütt­ gewicht aufweisen. Besonders bevorzugt wird es auf solche Waschmittelturm­ pulver angewandt, die wenig oder kein Phosphat enthalten und in denen als wesentlicher Builderbestandteil Natriumaluminiumsilikat in Form von Zeo­ lith enthalten ist.

Vorzugsweise besteht das Turmpulver zu 4 bis 20 Gew.-% aus mindestens einem anionischen Tensid, zu 15 bis 70 Gew.-% aus mindestens einer Buil­ dersubstanz, zu 0 bis 10 Gew.-% aus nichtionischen Tensiden und zu 0 bis 60 Gew.-% aus sonstigen der Heißsprühtrocknung zugänglichen Waschmittelbe­ standteilen.

Bei den im Turmpulver enthaltenen anionischen Tensiden handelt es sich vorzugsweise um anionische Tenside aus den Klassen der Seifen, der Sulfo­ nate und der Sulfate. Geeignete Seifen leiten sich von natürlichen oder synthetischen, gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen ab. Geeignet sind insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, z. B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren abgeleitete Seifengemische. Bevorzugt sind solche, die zu 50 bis 100% aus gesättigten C_12-18-Fettsäu­ reseifen und zu 0 bis 50% aus Olsäureseife zusammengesetzt sind. Vorzugs­ weise beträgt ihr Anteil 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Turmpulver.

Brauchbare Tenside von Sulfonattyp sind lineare Alkylbenzolsulfonate C_9-13-Alkyl) und Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxylal­ kansulfonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C_12-18- Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte enthält. Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C_12-18-Alkanen durch Sulfochlorierung oder Sulfoxydation und anschließende Hydrolyse bzw. Neutralisation erhältlich sind, sowie alpha-sulfonierte hydrierte Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren und deren Methyl- oder Ethylester sowie deren Gemische. Weiterhin eignen sich auch die Sulfobern­ steinsäureester mit vorzugsweise 8 bis 16 C-Atomen in den Alkoholgruppen.

Geeignete Tenside vom Sulfattyp sind die Schwefelsäuremonoester aus langkettigen Alkoholen natürlichen und synthetischen Ursprungs, d. h. aus Fettalkoholen, wie z. B. Kokosfettalkoholen, Talgfettalkoholen, Oleylalko­ hol, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl- oder Stearylalkohol, oder den C_10-18- Oxoalkoholen sowie die Schwefelsäureester sekundärer Alkohole dieser Ket­ tenlänge. Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 3 Mol Ethylenoxid ethoxylierten primären Alkohole bzw. Alkylphenole sind geeignet. Ferner eignen sich sulfatierte Fettsäurealkanolamide und sulfatierte Fettsäure­ monoglyceride.

Sulfonatgruppen enthaltende Tenside sind bevorzugt und unter diesen wiede­ rum die Alkylbenzolsulfonate, Alpha-Sulfofettsäureestersalze und die Alpha-Sulfofettsäureester-disalze. Die anionischen Tenside liegen üb­ licherweise in Form ihrer Natriumsalze vor. Ihr Anteil, bezogen auf das Turmpulver, beträgt vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%.

Nichtionische Tenside können im Turmpulver völlig fehlen und dem fertigen Waschmittel ausschließlich im nachgeschalteten Mischprozeß zugesetzt wer­ den. Vorzugsweise enthält aber auch das Turmpulver bereits einen geringen Anteil dieser Tenside von insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-%.

Als nichtionische Tenside sind Anlagerungsprodukte von 2 bis 20, vorzugs­ weise 3 bis 15 Mol Ethylenoxid (EO) an 1 Mol einer langkettigen Verbindung mit im wesentlichen 10 bis 20, insbesondere 12 bis 18 Kohlenstoffatomen vorzugsweise aus der Gruppe der Alkohole verwendbar. Geeignete nichtioni­ sche Tenside leiten sich insbesondere von primären Alkoholen ab, z. B. Kokos- oder Talgfettalkohol, Oleylalkohol, oder von sekundären Alkoholen mit 8 bis 18, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen. Bevorzugt werden Kombina­ tionen von wasserlöslichen nichtionischen Tensiden und wasserunlöslichen bzw. in Wasser dispergierbaren nichtionischen Tensiden eingesetzt. Zu je­ nen zählen solche mit 6 bis 15 EO oder einem HLB-Wert von mehr als 11, zu letzteren solche mit 2 bis 6 EO oder einem HLB-Wert von 11 oder weniger. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die weniger löslichen Ethoxylate vollständig dem bereits sprühgetrockneten Pulver im Mischer zuzumischen. Der andere Teil kann sowohl ganz oder teilweise mitversprüht werden als auch ganz oder teilweise im Mischer zudosiert werden.

Die nichtionischen Tenside können auch Propylenglykolether-Gruppen (PO) aufweisen. Diese können endständig angeordnet oder statistisch mit den EO-Gruppen verteilt sein. Bevorzugte Verbindungen dieser Klasse sind sol­ che vom Typ R-(PO)_x-(EO)_y, worin R für den hydrophoben Rest steht, x Zahlen von 0,5 bis 3 und y Zahlen von 3 bis 20 bedeuten.

Als nichtionische Tenside kommen auch Ethoxylate von Alkylphenolen, 1,2- Diolen, Fettsäuren und Fettsäureamiden sowie Blockpolymere aus Polypropy­ lenglykol und Polyethylenglykol bzw. alkoxylierte Alkylendiamine (Typ Plu­ ronics und Tetronics) in Betracht. Weiterhin lassen sich die vorbeschrie­ benen nichtionischen Tenside vom EO-Typ teilweise durch Alkylpolyglycoside ersetzen. Geeignete Alkylpolyglycoside weisen beispielsweise einen C_8-16- Alkylrest und eine oligomeren Glycosidrest mit 1 bis 6 Glucosegruppen auf. Tenside vom Alkylglycosid-Typ sind vorzugsweise in dem sprühgetrockneten Pulver inkorporiert.

Der Gehalt der fertig konfektionierten Waschmittel an nichtionischen Ten­ siden bzw. nichtionischen Tensidgemischen beträgt 2 bis 15 Gew.-%, vor­ zugsweise 3 bis 12 Gew.-% und insbesondere 4 bis 10 Gew.-%.

Der Builderanteil des Turmpulvers besteht vorzugsweise überwiegend aus feinkristallinen, synthetischen, wasserhaltigen Zeolithen vom Typ NaA, die ein Calciumbindevermögen im Bereich von 100 bis 200 mg CaO/g (gemäß den Angaben in DE 22 24 837) aufweisen. Ihre Teilchengröße liegt üblicherweise im Bereich von 1 bis 10 µm. Der Gehalt der Turmpulver an diesen Zeolithen beträgt vorzugsweise 10 bis 50, insbesondere 15 bis 35 Gew.-%.

Vorzugsweise wird der Zeolith zusammen mit polyanionischen Co-Buildern verwendet. Hierzu zählen Verbindungen aus der Klasse der Polyphosphon­ säuren sowie der homo- bzw. copolymeren Polycarbonsäuren, abgeleitet von Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und olefinisch ungesättigten co­ polymerisierbaren Verbindungen.

Als bevorzugte Phosphonsäuren bzw. phosphonsaure Salze werden 1-Hydroxy­ ethan-1,1-diphosphonat, Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP) und Diethylentriamin-pentamethylenphosphonat, meist in Form ihrer Natriumsalze sowie ihre Gemische eingesetzt. Die eingesetzten Mengen, als freie Säure berechnet, betragen üblicherweise bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf die Turmpul­ ver, vorzugsweise 0,1 bis 0,8 Gew.-%.

Weitere geeignete Co-Builder sind Aminopolycarbonsäuren, insbesondere Ni­ trilotriessigsäure, ferner Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriamin­ pentaessigsäure sowie deren höhere Homologen. Sie liegen im allgemeinen in Form der Natriumsalze vor. Ihr Anteil kann bis zu 2 Gew.-%, im Falle der Nitrilotriessigsäure bis 10 Gew.-% betragen.

Weitere brauchbare Co-Builder sind Homopolymere der Acrylsäure und der Methacrylsäure, Copolymere der Acrylsäure mit Methacrylsäure und Copoly­ mere der Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäure mit Vinylethern, wie Vinylmethylether oder Vinylethylether, ferner mit Vinylestern, wie Vinyl­ acetat oder Vinylpropionat, Acrylamid, Methacrylamid sowie mit Ethylen, Propylen oder Styrol. In solchen copolymeren Säuren, in denen eine der Komponenten keine Säurefunktion aufweist, beträgt deren Anteil im Inte­ resse einer ausreichenden Wasserlöslichkeit nicht mehr als 70 Molprozent, vorzugsweise weniger als 60 Molprozent. Als besonders geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, wie sie beispielsweise in EP 25 551 charakterisiert sind. Es handelt sich dabei um Copolymerisate, die 50 bis 90 Gewichtsprozent (Meth)acrylsäure enthalten. Besonders bevorzugt sind solche Copolymere, in denen 60 bis 85 Gewichtsprozent Acrylsäure und 40 bis 15 Gew.-% Maleinsäure vorliegen und die ein Molekulargewicht zwischen 30 000 und 120 000 aufweisen.

Brauchbar sind ferner Polyacetalcarbonsäuren, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 4 144 226 und 4 146 495 beschrieben sind und durch Polymerisation von Estern der Glykolsäure, Einführung stabiler terminaler Endgruppen und Verseifung zu den Natrium- oder Kaliumsalzen erhalten wer­ den. Geeignet sind ferner polymere Säuren, die durch Polymerisation von Acrolein und Disproportionierung des Polymers nach Canizzaro mittels starker Alkalien erhalten werden. Sie sind im wesentlichen aus Acrylsäure­ einheiten und Vinylalkoholeinheiten bzw. Acroleineinheiten aufgebaut.

Der Anteil der (co-)polymeren Carbonsäuren bzw. ihrer Salze kann, auf Säu­ re bezogen, bis zu 8 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 8 Gew.-% betragen.

Die genannten Co-Builder verhindern aufgrund ihrer komplexierenden und fällungsverzögernden Eigenschaften (sogenannter Threshold-Effekt) die Aus­ bildung von Faserinkrustationen und verbessern die schmutzlösenden und schmutzdispergierenden Eigenschaften der Waschmittel.

Die Mittel sind vorzugsweise phosphatfrei. In den Fällen, in denen dies aus ökologischen Gründen unbedenklich bzw. zulässig ist kann aber der Builderanteil des Waschmittels zum Teil auch aus Polyphosphaten, insbeson­ dere Pentanatriumtriphosphat (Na-TPP), bestehen. Der Gehalt an Na-TPP soll jedoch nicht mehr als 25 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 20 Gew.-% und insbesondere 0 bis höchstens 5 Gew.-% im Turmpulver betragen.

Als Co-Builder können auch die sogenannten Waschalkalien zu den Builder­ substanzen gezählt werden.

Geeignete Waschalkalien sind in erster Linie die Alkalimetallsilicate, insbesondere Natriumsilicate der Zusammensetzung Na₂O : SiO₂ = 1 : 1 bis 1 : 3,5, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 3,35. Ihr Anteil im Turmpulver beträgt vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 3 Gew.-% . Im fertigen Waschmittel kann der Anteil höher liegen und beispielsweise 1 bis 15 Gew.-% betragen. Das Natriumsilikat verbessert die Kornstabilität und die Kornstruktur der pulverförmigen bzw. granularen Mittel und wirkt sich günstig auf das Einspül- und Lösungsverhalten der Mittel bei Eingabe in Waschautomaten aus. Außerdem wirkt es antikorrosiv und verbessert das Waschvermögen. Zwar ist bekannt, daß größere Anteile, d. h. solche von mehr als 2 bis 3 Gew.-% an Alkalisilikaten in zeolithhaltigen Waschmitteln zu einem Agglomerieren der Zeolithpartikel führen, die sich dadurch auf den Textilien absetzen, deren Aschewert erhöhen und deren Aussehen beein­ trächtigen können. Bei Anwesenheit von weiteren Co-Buildern, insbesondere (co-)polymeren Carbonsäuren wird dieser nachteilige Einfluß jedoch weit­ gehend aufgehoben, und der Gehalt an Natriumsilikat kann ohne die ge­ nannten Nachteile angehoben werden.

Wird erfindungsgemäß das Alkalisilikat ganz oder vorzugsweise überwiegend dem Turmpulver erst im nachgeschalteten Mischvorgang zugefügt, wird über­ raschenderweise auch in Abwesenheit polymerer Carbonsäuren und Polyphos­ phon- bzw. Polyaminosäuren diese Agglomeration der Zeolithpartikel und damit die Ablagerung auf den Textilien vermieden. Die im Mischvorgang auf­ gebrachte Menge an Alkalisilikat beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% (wasserfrei gerechnet), bezogen auf Turm­ pulver.

Als weitere Waschalkalie kommt ferner beispielsweise Natriumcarbonat in Frage, dessen Anteil bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 12 Gew.-% und insbesondere 5 bis 10 Gew.-% betragen kann.

Zu den sonstigen Bestandteilen im Turmpulver, deren Anteil 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-% beträgt, zählen beispielsweise optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren (Schmutzträger), textilweichmachende Stoffe, Farbstoffe, Neutralsalze, wie Natriumsulfat, und Wasser.

Vergrauungsinhibitoren dienen dazu, den von der Faser abgelösten Schmutz in der Flotte suspendiert zu halten und so das Vergrauen zu verhindern. Geeignet sind beispielsweise Celluloseether, wie Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxyalkylcellulose und Mischether, wie Methylhydroxy­ ethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose und Methylcarboxymethylcellu­ lose. Geeignet sind ferner Gemische verschiedener Celluloseether, insbe­ sondere Gemische aus Carboxymethylcellulose und Methylcellulose bzw. Methylhydroxyethylcellulose. Ihr Anteil beträgt vorzugsweise 0,3 bis 3 Gew.-%.

Als textilweichmachende Zusätze eigenen sich beispielsweise Schichtsili­ kate aus der Klasse der Bentonite und Smectite, z. B. solche gemäß DE 23 34 899 und EP 26 529. Geeignet sind ferner synthetische feinteilige Schichtsilikate mit smectitähnlicher Kristallphase und verringertem Quell­ vermögen der Formel

MgO(M₂O)_a(Al₂O₃)_b(SiO₂)_c(H₂O)_n

mit M = Natrium, gegebenenfalls zusammen mit Lithium mit der Maßgabe, daß das Molverhältnis Na/Li wenigstens 2 beträgt, a = 0,05 bis 0,4, b = 0 bis 0,3, c = 1,2 bis 2 und n = 0,3 bis 3, wobei (H₂O)_n für das in der Kri­ stallphase gebundene Wasser steht. Geeignet sind ferner synthetische Schichtsilikate, wie sie in DE 35 26 405 näher gekennzeichnet sind. Der Gehalt an Schichtsilikaten kann beispielsweise 5 bis 30 Gew.-% betragen.

Als weichmachende Zusätze eignen sich auch langkettige Fettsäurealkanol­ amide bzw. -dialkanolamide sowie Umsetzungsprodukte von Fettsäuren oder Fettsäurediglyceriden mit 2-Hydroxyethyl-ethylendiamin sowie quartäre Ammoniumsalze, die 1 bis 2 Alkylketten mit 12-18 C-Atomen und 2 kurz­ kettige Alkylreste bzw. Hydroxyalkylreste, vorzugsweise Methylreste, ent­ halten. Diese weichmachenden Zusätze werden dem Pulver vorzugsweise zu­ sammen mit den nichtionischen Tensiden im Mischer zugesetzt, beispiels­ weise in Anteilen bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Turmpulver.

Die Sprühtrocknung der zu verarbeitenden Pulver erfolgt in an sich be­ kannter Weise durch Versprühen eines Slurry unter hohem Druck mittels Düsen und Entgegenleiten heißer Verbrennungsgase in einem Trockenturm.

Das sprühgetrocknete, den Trockenturm verlassende Pulver (kurz auch als "Turmpulver" bezeichnet) soll im Interesse einer gewünschten hohen End­ dichte eine Anfangsdichte (Litergewicht) von wenigstens 350 g/l aufweisen. Vorzugsweise beträgt die Dichte des Turmpulvers mindestens 400 g/l und insbesondere mindestens 500 g/l. Spezifisch leichte Turmpulver, bei­ spielsweise solche mit einem hohen Gehalt an Zeolith, lassen sich stärker verdichten als solche, die bereits eine höhere Anfangsdichte aufweisen.

Hinsichtlich der Korngröße bzw. des Kornspektrums des Turmpulvers bestehen grundsätzlich keine besonderen Anforderungen. Vielmehr lassen sich nach dem Verfahren Pulver mit einem breiten wie mit engem Kornspektrum verar­ beiten. Das Turmpulver sollte aber nicht zu fein, beispielsweise mehl­ artig, sein, sondern eine körnige Struktur aufweisen, so daß vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% und insbesondere mindestens 50 Gew.-% einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,4 mm (Siebanalyse) aufweisen. Das Verfahren be­ wirkt, daß lockere voluminöse Bestandteile verdichtet, unregelmäßig ge­ formte abgerundet und Feinstanteile kompaktiert werden.

Die den Turm verlassenden Pulver können sofort in der erfindungsgemäßen Weise verarbeitet werden. Die Temperatur des Pulvers ist an sich nicht kritisch, insbesondere dann nicht, wenn es gut durchgetrocknet ist, d. h. wenn sein Wassergehalt dem theoretischen Wasserverbindevermögen entspricht oder darunter liegt. Bei plastischen, insbesondere wasserreicheren Pul­ vern, sollte sie jedoch 50°C, vorzugsweise 40°C, nicht übersteigen, so wie sie sich im allgemeinen einstellt, wenn man das Pulver pneumatisch fördert. Das Pulver kann auch beliebig lange zwischengelagert werden, was aber im allgemeinen nur bei Produktionsunterbrechungen eine Rolle spielt. Vorteilhaft ist stets ein kontinuierlicher Materialfluß, wozu sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders eignet.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich prinzipiell alle Trocken­ mischgeräte, die die gleichmäßige Aufbringung von Flüssigkeiten auf das Korn gestatten und nicht derart kompaktierend wirken, daß es beim Misch­ vorgang zu einer stärkeren Verbackung der Körner kommt. Bevorzugt werden schnell laufende Mischer, wobei die Geschwindigkeit der Mischwerkzeuge so beschaffen sein soll, daß eine Zerkleinerung der einzelnen Körner des Turmpulvers weitgehend vermieden wird. Die genauen Bedingungen hängen im einzelnen vom inneren Aufbau des Mischers ab und werden der Festigkeit des Turmpulvers und seiner Fähigkeit, Flüssigkeiten schnell aufzunehmen, angepaßt. Bevorzugt werden kontinuierlich arbeitende Mischaggregate ein­ gesetzt.

Ein für die Ausübung des erfindungsemäßen Verfahrens besonders gut geeig­ netes Aggregat wird in der europäischen Patentanmeldung 3 37 330 beschrie­ ben. Diese Mischvorrichtung besteht aus einer länglichen Mischtrommel von im wesentlichen zylindrischer Gestalt, die horizontal oder mäßig abstei­ gend gegen die Horizontale gelagert ist und mit mindestens einem Einfüll­ stutzen bzw. -trichter sowie einer Austragsöffnung ausgestattet ist. Im Inneren ist eine zentrale, drehbare Welle angeordnet, die mehrere radial ausgerichtete Schlagwerkzeuge trägt. Diese sollen beim Rotieren einen ge­ wissen Abstand von der glatten Innenwand der Trommel aufweisen. Die Länge der Schlagwerkzeuge soll 80% bis 98%, vorzugsweise 85% bis 95% des Innenradius der Mischtrommel betragen.

Die Form der Schlagwerkzeuge kann beliebig sein, d. h. sie können gerade oder abgewinkelt, von einheitlichem Querschnitt oder an ihren Enden zuge­ spitzt, abgerundet oder verbreitert sein. Ihr Querschnitt kann kreisförmig oder eckig mit abgerundeten Kanten sein. Auch können verschieden geformte Werkzeuge kombiniert werden. Bewährt haben sich solche mit tropfen- bis keilförmigem Querschnitt, wobei eine flache, bzw. abgerundete Fläche in die Drehrichtung weist, da mit solchen Werkzeugen der Verdichtungseffekt gegenüber dem Zerkleinerungseffekt überwiegt. Die Werkzeuge können zwecks Vermeidung von Unwuchten diametral paarweise oder sternförmig auf der Welle angebracht sein. Als vorteilhaft hat sich eine spiralförmige Anord­ nung erwiesen. Die Zahl der Werkzeuge ist nicht kritisch, jedoch empfiehlt es sich im Interesse eines hohen Wirkungsgrades sie im Abstand von 5 bis 25 cm anzuordnen. Weiterhin ist es vorteilhaft, sie drehbar auf der Welle zu montieren, wodurch man die Möglichkeit hat, die horizontale Förderung des Mischgutes dadurch zu beeinflussen, daß man eine ebene Seitenfläche der Werkzeuge unter einem schrägen Winkel in Richtung des Materialflusses einstellt. Die Gestalt der Werkzeuge braucht auch nicht einheitlich zu sein, vielmehr ist es möglich, Werkzeuge mit mehr verdichtender und mehr fördernder Wirkung im Wechsel anzuordnen.

Das Fördern des Mischgutes im Mischer kann auch durch zusätzliche Förder­ schaufeln bewerkstelligt oder beschleunigt werden. Diese Förderschaufeln können einzeln oder paarweise zwischen den Mischwerkzeugen angeordnet sein. Der Grad der Förderung kann durch den Anstellwinkel der Schaufeln reguliert werden.

Der Innenradius des Mischers beträgt, in Abhängigkeit vom gewünschten Durchsatz, zweckmäßigerweise 10 bis 60, vorzugsweise 15 bis 50 cm, seine Innenlänge 70 bis 400 cm, vorzugsweise 80 bis 300 cm und das Verhältnis von Innenlänge zu Innenradius 4 : 1 bis 15 : 11, vorzugsweise 5 : 1 bis 10 : 1. Bei diesen Abmessungen beträgt die Zahl der Schlagwerkzeuge üblicher­ weise 10 bis 100, meist 20 bis 80. Die Innenwand des Zylinders soll blank sein, um ein unerwünschtes Ankleben des Pulvers zu vermeiden. Bei kleine­ ren Abmessungen liegen die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle unter der Berücksichtigung der Froude-Zahl oberhalb 800 Upm (Umdrehungen pro Minu­ te), meist zwischen 1 000 und 3 000 Upm. Bei größeren Mischern kann sie entsprechend reduziert werden.

Die Verweilzeit des Pulvers in diesem Mischer richtet sich nach der Lei­ stungsfähigkeit der Anlage und nach der Größe des angestrebten Effektes. Sie soll vorzugsweise nicht weniger als 10 sec. und nicht mehr als 60 sec. betragen, insbesondere liegt sie bei 20 bis 50 sec. Sie läßt sich durch die Neigung des Mischers, durch die Form und Anordnung der Schlag- und Förderwerkzeuge und in gewissem Maße auch durch die Menge des zugeführten und entnommenen Pulvers beeinflussen. So läßt sich durch eine Verkleine­ rung des Ausgangsquerschnittes ein gewisser Rückstau und damit eine Ver­ längerung der Verweilzeit in dem Mischer bewirken. Der Mischer soll so betrieben werden, daß nach der Anlaufzeit ein konstanter Pulverdurchsatz erfolgt, d. h., daß die Menge des zugeführten und des entnommenen Pulvers jederzeit gleichgroß und konstant ist.

Ein wesentliches Maß für den Betrieb dieses Mischers ist die Froude-Zahl, eine dimensionslose Zahl, die durch die Beziehung

gegeben ist (w = Winkelgeschwindigkeit, r = Länge der Werkzeuge ab Mittel­ achse, g = Erdbeschleunigung). Die Froude-Zahl soll 50 bis 1 200, vorzugs­ weise 100 bis 800 und insbesondere 250 bis 500 betragen.

Als Folge der mechanischen Bearbeitung kann sich das Pulver geringfügig erwärmen. Eine zusätzliche Kühlung ist jedoch im allgemeinen entbehrlich und nur erforderlich, wenn das zugeführte Pulver bei erhöhter Temperatur zum Kleben neigt. Dieses Problem läßt sich jedoch vorteilhaft durch eine vorherige ausreichende Abkühlung des Turmpulvers, beispielsweise bei der pneumatischen Förderung, lösen.

Die Zuführung des nichtionischen Tensides und der Silikatlösung in den Mischer erfolgt in getrennten Strömen in den Bereich, in dem eine inten­ sive mechanische Bearbeitung des Pulvers stattfindet. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zuführungen in der Mischerwandung anzuord­ nen. Die sonst allgemeine übliche Anordnung kurzer Sprühdüsen in der hohlen Drehwelle macht bei niedrigen Rotationsgeschwindigkeiten den Ein­ satz von Sprühdüsen erforderlich, die mit Uberdruck arbeiten bzw. nach dem Prinzip des Parfümzerstäubers mit Druckluft betrieben werden. Diese Ar­ beitsweise erfordert zusätzlich Aufwendungen für Druckpumpen bzw. Ent­ staubungsanlagen für die aus dem Mischer abgeführte Druckluft. Die An­ ordnung in der Mischerwandung erfordert keine vergleichbaren Investionen. Die zugeführten Flüssigkeiten können sich auf der Innenwandung ausbreiten und werden ständig von dem auf die Wandung auftreffenden Pulver aufge­ nommen, verteilt und adsorbiert. Sofern auf Grund konstruktiver Gege­ benheiten die Flüssigkeiten über die hohle Drehwelle zugeführt werden müssen, werden die an der Hohlwelle angeordneten Austrittsdüsen vorteil­ haft soweit verlängert, daß sie bis in den Pulverstrom hineinragen. Auf Grund der erhöhten Fliehkräfte wird hierdurch eine druckluftfreie Förde­ rung und Zerstäubung der Flüssigkeiten ermöglicht, die dann von dem Pul­ verstrom verteilt und aufgenommen werden. Die Zahl der Zuführungen beträgt zweckmäßigerweise 1 bis 10, wobei sie bei einer Anordnung in der Zylin­ derwandung vorzugsweise seitlich im Bereich des aufsteigenden Pulverstro­ mes angebracht sind. Bei mehreren hintereinander angeordneten Zuführungen sollte die letzte soweit vor der Auslaßöffnung installiert sein, daß die austretenden Flüssigkeiten noch homogen verteilt werden.

Das nichtionische Tensid wird den Mischern in flüssiger Form zugeführt. Höherschmelzende Verbindungen werden zuvor aufgeschmolzen und bei Tempera­ turen oberhalb des Schmelzpunktes zugeführt. Auch das bewegte Pulver weist zweckmäßigerweise eine Mindesttemperatur auf, die im Bereich des Schmelz­ punktes des nichtionischen Tensids bzw. darüber liegt. Dieser Temperatur­ bereich ist durch eine geeignete Produktführung im Anschluß an die Sprüh­ trocknung leicht einstellbar.

Das nichtionische Tensid kann insgesamt auf diese Weise in das Pulver ein­ gebracht werden. Es ist auch möglich, einen Teil davon dem Sprühansatz zuzusetzen und nur den Rest über den Mischer einzugeben. Grundsätzlich sollen jedoch Tenside mit einem niedrigen Ethoxlierungsgrad (niedrigem HLB-Wert ausschließlich über den Mischer eingearbeitet werden. Der Anteil der über das Turmsprühpulver eingebracht wird, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtgehalt an nichtionischem Tensid im Fertigprodukt. Vorzugsweise werden im Mischer 0,5 bis 10 Gew.-%, insbe­ sondere 1 bis 7 Gew.-% an nichtionischem Tensid, bezogen auf Turmpulver, eingebracht.

Die Lösung von Alkalisilikat, die getrennt vom nichtionischen Tensid im Mischer auf das Pulver aufgebracht wird, soll vorzugsweise möglichst kon­ zentriert sein. Die Lösung kann gleichzeitig mit dem nichtionischen Ten­ sid, aber auch kurz vor oder nach diesem eingespeist werden. Die Menge an Silikatlösung, die im Mischer aufgebracht wird, steht vorzugsweise zum aufgebrachten nichtionischen Tensid in einem Gewichtsverhältnis von 2 : 1 bis 1 : 2. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden von bei­ den Flüssigkeiten in den Mischer etwa gleiche Gewichtsmengen aufgebracht.

Die den Mischer verlassenden Produkte sind ausgezeichnet rieselfähig und bedürfen keiner Nachbehandlung, insbesondere keiner Nachtrocknung. Dies gilt auch dann, wenn größere Mengen an nichtionischen Tensiden aufgebracht werden, die für sich allein zu schlecht fließenden bis hin zu klebrigen Körnern führen würden. Es ist aus diesem Grunde auch nicht nötig, während des Mischvorgangs zusätzlich trockene, Feuchtigkeit adsorbierende Pulver einzuarbeiten, um die Klebrigkeit durch oberflächliche Anlagerung des Pulvers an die Körner zu mindern. Andererseits ist die Zugabe von weiteren Feststoffen, beispielsweise Zeolith oder feingepulverte anorganische Salze, die mit dem Turmpulver verbunden werden sollen, natürlich auch im erfindungsgemäßen Verfahren möglich, wenn dies aus anderen Gründen ge­ wünscht wird.

Die erhaltenen Produkte können unmittelbar nach Verlassen des Mischers weiterverarbeitet, das heißt, in Versandbehälter abgefüllt oder mit wei­ teren Bestandteilen des fertigen Waschmittels, wie Bleichmittel (z. B. Natriumperborat als Monohydrat oder Tetrahydrat), Bleichaktivatoren (z. B. granuliertes Tetraacetylethylendiamin), Enzymgranulate und Entschäumer (z. B. auf Trägermaterial aufgebrachte Silikon- oder Paraffin-Entschäumer) gemischt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, zwei oder mehrere getrennt hergestellte Turmpulver unterschiedlicher Zusammensetzung gemein­ sam im Mischer zu behandeln oder nur eines davon zu verdichten und ein zweites nachträglich beizumischen.

Beispiele

In einem herkömmlichen Trockenturm wurde durch Sprühtrocknung ein Waschmittelturmpulver hergestellt und dieses Pulver direkt mit Hilfe eines Airlifts in einen Bunker von 2 m³ Inhalt über dem Mischaggregat gefördert. Das Turmpulver hatte folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):

Natriumdodecylbenzolsulfonat
12,5
Oleyl/Cetylalkohol + 10 EO	2,5
Talgseife	1,7
Zeolith NaA	25,5
Natriumsilikat (1 : 3,35)	3,9
Na₂CO₃	16,8
Aufheller	0,3
Natriumsulfat + Salze aus Rohstoffen	26,3
Maleinsäure-Copolymerisat, Na-Salz	3,5
Wasser	7,0

Aus dem Bunker wurde das Turmpulver mit einer Temperatur von durchschnitt­ lich 40°C in kontinuierlichem Strom von ca. 80 bis 100 kg pro Minute ei­ nem Lödige-Mischer vom Typ CB 60 zugeführt, der mit einer Drehzahl von 850 pro Minute betrieben wurde. Nichtionisches Tensid (Kokosalkohol + 3 EO) und Wasserglaslösung (Na₂O : SiO₂ = 1 : 2, 35%ig) wurden durch Düslanzen von unten in den Innenraum des waagrecht liegenden zylindrischen Mischers eingeführt, wobei über die Lanzen 1 bis 3 das nichtionische Tensid und über die Lanzen 4 bis 6 die Wasserglaslösung eingebracht wurde. Die Was­ serglaslösung hatte eine Temperatur von etwa 30°C, das Niotensid von etwa 40°C.

In der folgenden Tabelle sind die Mischungsverhältnisse in den einzelnen Versuchen sowie die Schüttgewichte und die Siebanalysen der Produkte aufgeführt.

Aus den Zahlenwerten wird die stärkere Erhöhung des Schüttgewichts bei gemeinsamer Verwendung von nichtionischem Tensid und Silikatlösung in den erfindungsgemäßen Beispielen 5,6 und 7 deutlich.

Außerdem war festzustellen, daß die nur mit nichtionischem Tensid verdichteten Pulver ab 5 Gew.-% Beladung ein schlechtes Rieselverhalten aufwiesen (nur zögernd flossen), während sämtliche erfindungsgemäß hergestellten Pulver locker und glatt rieselten.

Claims (6)

1. Verfahren zur Erhöhung des Schüttgewichts sprühgetrockneter Waschmit­ tel, bei dem das sprühgetrocknete körnige Material in einem Misch­ aggregat gleichzeitig oder nacheinander mit einem flüssigen nichtio­ nischen Tensid und einer wäßrigen Lösung eines Alkalisilikats besprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Mischaggregat eine horizontal angeordnete Mischtrommel aufweist, in der auf einer horizontal verlau­ fenden Achse Mischwerkzeuge rotieren.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Einspeisung der Flüssigkeiten über Düsen, die in der Trommelwand angeordnet sind, erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem ein phosphatarmes oder phosphatfreies Waschmittel eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem, bezogen auf das eingesetzte sprühgetrocknete Waschmittel 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugs­ weise 1 bis 7 Gew.-% an flüssigem nichtionischen Tensid und 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% an Alkalisilikat in Form einer wäßrigen Lösung aufgebracht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Menge an flüssigem Niotensid und die Menge an Silikatlösung, die auf das Turm­ pulver im Mischaggregat aufgebracht werden, im Gewichtsverhältnis von 2 : 1 bis 1 : 2 stehen.