DE2722698A1

DE2722698A1 - Granuliertes waschmittel

Info

Publication number: DE2722698A1
Application number: DE19772722698
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Nakamura; Toshiaki Ogoshi; Mitsuyoshi Yazaki
Original assignee: Lion Fat and Oil Co Ltd
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1977-05-18
Publication date: 1977-12-01
Also published as: JPS6018717B2; DE2722698C2; US4122044A; JPS52139108A

Description

Die Erfindung betrifft ein granuliertes Waschmittel und insbesondere ein granuliertes Waschmittel mit ausgezeichneten Pulvereigenschaften, welches im wesentlichen kein Phosphat enthält.

Phosphate, z. B. Tripolyphosphat, eignen sich ausgezeichnet als Builderkomponenten für Waschmittel. Es ist bekannt, granulierte Waschmittel mit ausgezeichneten Pulvercharakteristika durch Einverleibung des Phosphats in das Waschmittel zu erhalten. Üie Menge des einsetzbaren Phosphats unterliegt jedoch unter dem Gesichtspunkt der Umweltverschmutzung drastischen Beschränkungen. Es wurden daher verschiedene phosphatfreie Waschmittel-Zusammensetzungen vorgeschlagen. Dabei handelt es sich um Kombinationen von anionischen oberflächenaktiven Mitteln und Alkalibuilderkomponenten in Form von Carbonat und Silikat. Zum Beispiel beschreibt die ungeprUfte japanische Patentanmeldung Nr. 12426/1972 ein phosphatfreies Waschmittel mit einem anionischen oberflächenaktiven Mittel und den Alkalibuilderkomponenten in Form einer Mischung von Carbonat und Silikat. Diese granulierten phosphatfreien Waschmittel mit einem Gehalt an Alkalibuilderkomponenten, wie Carbonat oder Silikat haben jedoch im Vergleich zu granulierten phosphathaltigen Waschmitteln relativ schlechte Pulvercharakteristika und insbesondere eine geringe Teilchenfestigkeit, eine geringe Fließfähigkeit und eine erhebliche Neigung zum Zusammenbacken oder Zusammenklumpen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, herkömmliche granulierte phosphatfreie Waschmittel zu verbessern. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein granuliertes phosphatfreies Waschmittel zu schaffen, welches ausgezeichnete Pulvercharakteristika aufweist, inbesondere eine große Teilchenfestigkeit, eine große Fließfestigkeit und eine geringe Neigung zum Zusammenbacken oder -klumpen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein granuliertes phosphatfreies Waschmittel gelöst, welches die folgenden Komponenten umfaßt:

(a) 20 bis 35 Gew.-t eines oberflächenaktiven Mittels, umfassend ein (A -Olef insulfonat und ein Alkyläthersulfat in einem Gewichtsverhältnis des K-Olefinsulfonats zum Alkyläthersulfat von 1:1 bis 5:1 und

(b) 40 bis 70 Gew.-\ eines Builders, umfassend ein Carbonat und ein Silikat mit einem Gewichtsverhältnis des Carbonats zum Silikat von 2:1 bis 5:1.

Das granulierte Waschmittel der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch ein spezifisches Gewichtsverhältnis des f* -Olefinsulfonats zum Alkyläthersulfat und durch ein spezifisches Gewichtsverhältnis des Carbonats zum Silikat. Gemäß vorliegender Erfindung werden das <* -Olefinsulfonat (im folgenden als AOS bezeichnet) und das Alkyläthersulfat (im folgenden als AES bezeichnet) in einem Gewichtsverhältnis von AOS zu AES von 1:1 bis 5:1 eingesetzt. Wenn das Verhältnis von AOS zu AES oberhalb dieses Bereiches liegt, so neigt das Waschmittel in erhöhtem Maße zur Staubbildung und die Zusammenbackneigung ist ebenfalls erhöht, obgleich die Teilchenfestigkeit des granulierten Waschmittels hierdurch im wesentlichen nicht geändert wird. Wenn andererseits das Verhältnis von AOS zu AES unterhalb dieses Bereichs liegt, so ist die Fließfähigkeit des granulierten Waschmittels herabgesetzt und die Zusammenbackoder Zusammenklumpneigung ist erhöht.

Bei dem erfindungsgemäßen granulierten Waschmittel beträgt die Gesamtmenge der oberflächenaktiven Stoffe 20 bis 35 Gew.-I. Bei Erhöhung der Gesamtmenge der oberflächenaktiven Stoffe steigt die Neigung zum Zusammenklumpen oder Zusammenbacken des granulierten Waschmittels und die Fließfähigkeit des granulierten Waschmittels wird herabgesetzt. Andererseits steigt bei einer Abnahme der Gesamtmenge der oberflächenaktiven Stoffe

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die Gesamtmenge des für einen Waschvorgang benötigten granulierten Waschmittels.

Als AOS verwendet man erfindungsgemäß vorzugsweise Alkalimetallsalze von H. -Olefinsulfonsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, welche nach herkömmlichen Verfahren aus (X -Olefinen durch Sulfonieren, Neutralisieren und Hydrolysieren erhalten werden. Bei dem AOS handelt es sich gewöhnlich um ein Gemisch von Alkensulfonat, Hydroxyalkansulfonat und einer kleinen Menge eines Disulfonats und dieses Gemisch kann ohne Auftrennung in die Komponenten eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäß eingesetzte AES kann erhalten werden durch Bildung eines Addukts von Äthylenoxid mit durchschnittlich 1 bis 5 Molen an einem natürlichen oder synthetischen Alkohol mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen und durch Sulfatieren des erhaltenen Addukts und nachfolgendes Neutralisieren. Das neutralisierte Produkt enthält gewöhnlich eine kleine Menge Alkylsulfat. Es kann jedoch als AES ohne Auftrennung in die Komponenten eingesetzt werden. Vorzugsweise ist unter dem Gesichtspunkt der Waschmittelwirkung die Menge des Alkylsulfats gering.

Bei den Builderkomponenten gemäß vorliegender Erfindung handelt es sich um das Carbonat und das Silikat in einem Mengenverhältnis von Carbonat zu Silikat von 2:1 bis 5:1 (Gewichtsverhältnis). Wenn das Verhältnis von Carbonat zu Silikat ttber dem genannten Bereich liegt, so ist die Teilchenfestigkeit des granulierten Waschmittels herabgesetzt und das Waschmittel neigt durch Kornzerfall stärker zur Staubbildung. Wenn das Verhältnis von Carbonat zu Silikat unter dem genannten Bereich liegt, so ist die Zusammenklumpneigung des granulierten Waschmittels erhöht und die Löslichkeit der Teilchen ist herabgesetzt. Es ist daher erforderlich, das Verhältnis von Carbonat zu Silikat innerhalb des genannten Bereiches zu wählen. Die Gesamtmenge des Carbonats und des Silikats, d. h. die Menge des Builders, liegt im Bereich von 40 bis 70 Gew.-I. Wenn die

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Menge der Builderkomponenten Über oder unter dem genannten Bereich liegt, so ist es schwierig, einen ausgezeichneten Wascheffekt zu erzielen, insbesondere hinsichtlich der Detergentienwirkung und der Schaumbildung und die Waschmittelteilchen haben keine günstigen physikalischen Eigenschaften.

Als Carbonate kann man Alkalimetallcarbonate, -sesquicarbonate und -bicarbonate einsetzen, insbesondere Natriumsalze. Als Silikate kann man Verbindungen der folgenden allgi ^inen Formel einsetzen

M₂O . XSiO₂

wobei M ein Alkalimetall und χ 1,0 bis 3,5 und vorzugsweise 1,8 bis 3,2 bedeutet. Wie bei den Carbonaten sind auch hier Natriumsalze besonders bevorzugt.

Das granulierte Waschmittel gemäß vorliegender Erfindung umfaßt als oberflächenaktive Mittel AOS und AES in einem spezifischen Gewichtsverhältnis und als Builderkomponenten das Carbonat und das Silikat in einem spezifischen Gewichtsverhältnis,, wobei 20 bis 35 Gew.-I der Gesamtmenge an AOS und AES und 40 bis 70 Gew.-l der Gesamtmenge an Carbonat und Silikat vorliegen. Das erfindungsgemäße granulierte Waschmittel kann noch weitere übliche Komponenten enthalten, z. B. Mittel zur Steuerung der Schaumbildung, wie Seifen; Mittel zur Verhinderung des Absetzens, z. B. Carboxymethylcellulose, Polyäthylenglycol, Polyvinylalkohol; fluoreszierende aufhellende Farbstoffe, farbgebende Mittel, Parfümierungsstoffe oder dgl. Zusätze dieser Art können dem granulierten Waschmittel einverleibt werden. Man· kann weniger als 25 Gew.-l weiterer oberflächenaktiver Mittel neben AOS und AES, bezogen auf die Gesamtmenge der oberflächenaktiven Mittel, einsetzen. Als weitere oberflächenaktive Mittel kommen Alkylsulfate, Alkylbenzolsulfonate, Polyoxyäthylenalkyläther (Alkylgruppe mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen und Äthylenoxid-Addukt mit im Durchschnitt 1 bis 20 Molen Äthylenoxid) oder ampholytische oberflä-

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chenaktive Mittel oder dgl. in Frage. Es ist ferner möglich, andere Typen von Buildern einzusetzen, außer Phosphat-Buildern, wie Polycarbonate oder Polycärboxylate, z. B. Citrate, Tartrate; wasserunlösliches anorganisches feinpulveriges Kationenaustauschermaterial, z. B. Aluminosilikate.

Das granulierte Waschmittel gemäß vorliegender Erfindung hat einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 250 bis 500 fi. Vorzugsweise enthält es weniger als 2 Gew.-t feiner Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 50 ^u und es ist frei von groben Teilchen mit einem Durchmesser von mehr als 2000 μ. Das erfindungsgemäße granulierte Waschmittel kann hergestellt werden durch Sprühtrocknen einer Aufschlämmung der Mischung in etwa 35 bis 45 Gew.-t Wasser, nach herkömmlicher Arbeitsweise. Das granulierte Waschmittel kann hergestellt werden durch Bereitung einer Waschmittelaufschlämmung mit allen Komponenten der Mischung und nachfolgendes Sprühtrocknen der Aufschlämmung. Das erfindungsgemäße granulierte Waschmittel, welches durch Sprühtrocknen hergestellt wird, hat einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 250 bis 500 fm und ein durchschnittliches Schuttgewicht von etwa 0,25 bis 0,4.

Wenn man der Waschmittelaufschlämmung das Bicarbonat oder Sesquicarbonat zusetzt, so kommt es zur Schaumbildung oder zur Bildung von wasserunlöslichem Silikat. Daher setzt nan das Bicarbonat oder Sesquicarbonat vorzugsweise den sprühgetrockneten Teilchen zu.

Parfümierungsstoffe oder farbgebende Stoffe werden gewöhnlich auf die getrockneten Teilchen in flüssiger Form aufgesprüht oder den Teilchen einverleibt und mit den getrockneten Teilchen vermischt.

Wie erwähnt, umfaßt das erfindungsgemäße granulierte Waschmittel AOS und AES in dem spezifischen Gewichtsverhältnis als oberflächenaktive Komponenten und das Carbonat und das

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Silikat in dem spezifischen Gewichtsverhältnis als Builderkomponenten. Es hat ausgezeichnete physikalische Eigenschaften und führt zu einer ausreichenden Waschmittelschäumung, obgleich kein Phosphatbuilder zugesetzt wird. Demgemäß neigt das erfindungsgemäße granulierte Waschmittel nicht in wesentlichem Maße zur Staubbildung, verursacht durch Pulverisierung der Korner, und zwar weder während der Herstellung noch während der Lagerung in einem Karton. Ferner führt dieses Waschmittel nicht zu einer Zusammenklumpung oder zu einem Zusammenbacken der Teilchen und die Fließfähigkeit bleibt erhalten.

Beispiel

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Waschmittels stellt man jeweils eine Waschmittelaufschlämmung her, welche die in Tabelle 1 angegebenen Komponenten enthält, sowie etwa 40 Gew.-I Wasser. Die Aufschlämmung wird bei 60 bis 80 C hergestellt und dann in herkömmlicher Weise einer Sprühtrocknung unterworfen, wobei jeweils ein granuliertes Waschmittel mit etwa 8 Gew.-\ Wasser entsteht.

Die in Tabelle 1 verwendeten Symbole haben die folgende Bedeutung :

AOS: Natrium-C.,.--K-olefinsulfonat AES: Natrium-C.. ^ ,.-alkyläthersulfat

(Addukt von etwa 3 Molen

Äthylenoxid) AS: Natrium-C.. ,r-alkylsulfat LAS: geradkettiges Natriumalkyl-

benzolsulfonat SAA (nicht-ionisch): Polyoxyäthylenalkyläther

^^C11-15» Addukt von etwa 10 Molen

Äthylenoxid) SiI: Natriumsilikat Ash: Natriumcarbonat

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andere Zusatzstoffe: fluoreszierender aufhellender

Farbstoff und

Mittel zur Verhinderung des Wiederabsetzens.

Tabelle 1

	oberflächenaktive Komponenten (i) Builder-	AES	ι ι ·» ι Komponenten	I OAA LAS (nicht- SiI ionisch)	7	- ¹⁵	Ash	I ·■·
1	AOS	_	AS	-I- '⁵		⁴ '■*	50	ι e*aw dere
2	25	3	I _	I- I- ¹⁵		2 ^1S	50	'"
3	22	5		I ■ I ⁱ⁵	50
4	20	10		- - ¹⁵	50	2
5	15	12.5		I ■ I ⁱ⁵	50	² ,
6	12.5	15		I- - ^l5	50	2
7	10	25		- ³⁵	30	2
8	-	10		30	30	2
9	20	10		I- **	⁴² I	2
10	20	10		■ I I ^u	49 I	2
U	20	10	Il I ⁷	53 I	2
12	20	4		50	2
13	16	15	■ ²⁰	39	2
14	20	7	■ " ^lö	46 I	2
15	15	10	49 I	2
16	12	¹⁰ I	50	2
13	2
2

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Die Zusammenbackeigenschaften, die Kompressionseigenschaften, der Schüttwinkel, die Staubbildungsneigung, die Teilchenfestigkeit und die Löslichkeit des granulierten Waschmittels werden nach folgenden Methoden gemessen.

Zusammenbackneigung:

Das jeweilige granulierte Waschmittel wird in einen Karton (22 cm χ 15,5 cm χ 5,5 cm) gefüllt und in einem Raum bei 35 ⁰C unter einer relativen Feuchtigkeit von 85 \ während 7 Tagen gelagert. Dann wird der Karton geöffnet und das granulierte Waschmittel wird vorsichtig auf ein Sieb überführt und das Sieb wird langsam in Schwingungen versetzt. Das Gewichtsverhältnis der auf dem Sieb verbleibenden Teilchen zu den Gesamtteilchen wird als Prozentwert der Zusammenbackneigung angegeben.

Kompressionseigenschaften:

Das jeweilige granulierte Waschmittel wird in einen Zylinder mit einem Innendurchmesser von 10 cm und einer Höhe von 15 cm gefüllt und mit einem Gewicht von 5 kg komprimiert. Hierdurch wird eine Testprobe geformt und das Gewicht (kg) zum Zerbrechen der Testprobe wird festgestellt.

Staubbildungseigenschaften:

Das jeweilige granulierte Waschmittel läßt man aus einem Karton ausfließen, und zwar aus einer Höhe von 20 cm. Dabei wird die Staubbildung beobachtet. Bei Proben, bei denen die Staubbildung als stark bezeichnet ist, kommt es zu einer erheblichen Staubbildung und zu einem starken Niesreiz, während bei Waschmitteln mit geringer Staubbildung im wesentlichen kein Niesreiz hervorgerufen wird.

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Teilchenfestigkeit:

Jedes gekörnte Waschmittel wird in einen Karton (22 cm χ 15,5 cm χ 5,5 cm) gefüllt und der Karton wird in vertikaler Richtung mit einer Amplitude von 3 cm während 30 min geschüttelt und die Abnahme der Tiefe (mm) des granulierten Waschmittels im Karton wird gemessen.

Tabelle 2

	Zusammen	Kompres-	(kg)	2.5	Schutt	Staubbil-	Teil-	Löslich-
	back-	sionsei-	2.5	winkel	dungsei-	chen-	k»i t
	eigen-	genschaf-	2		genschaf-	festig-
	schaften	ten	2		ten	keit	(zweite)
	(*)	2			(mm)
1	90	4	45	stark	20
2	90	5	45	Il	20
3	50	1 .5	45	gering	20	30 - 90
4	GO	2	45	11	20
5	(iO	2	45	Il	20	30 - 90
6	80	3	60	Il	• 20
7	100	2	70	Il	15	300
8	100	2.5	45	Il	15	30 - 90
9	50	2. 5	45	Il	20
10	40	2.5	45	Il	25
11	40	2.5	45	stark	40
12	40	40	gering	20
13	50	45	Il	20
14	60	50	Il	20
15	60	50	It	20
16	60	55	Il	25

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Man erkennt aus Tabelle 2, daß das erfindungsgemäße granulierte Waschmittel ausgezeichnete physikalische Eigenschaften aufweist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Granuliertes Waschmittel, welches im wesentlichen frei von Phosphatbuilderkomponenten ist und

(a) 20 bis 35 Gew.-I eines oberflächenaktiven Mittels

mit einem 0<-Olefinsulfonat und einem Alkyläthersulfat im Gewichtsverhältnis des K-Olefinsulfonats zum Alkyläthersulfat von 1:1 bis 5:1 umfaßt sowie

(b) 40 bis 70 Gew.-\ eines Builders mit einem Carbonat und einem Silikat im Gewichtsverhältnis des Carbonats zum Silikat von 2:1 bis 5:1.

2. Granuliertes Waschmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das K-Olefinsulfonat ein Alkalimetallsalz einer t^-Olefinsulfonsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist und daß das Alkyläthersulfat ein Alkalimetallsalz eines Alkyläthersulfats mit einer Alkylgruppe mit 9 bis 18. Kohlenstoffatomen und einem Addukt von 1 bis 5 Molen Xthylenoxid ist.

3. Granuliertes Waschmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbonat ein Alkalimetallcarbonat, -sesquicarbonat oder -bicarbonat ist und daß das Silikat ein Alkalimetallsilikat der Formel M-O.xSiO- ist, wobei M ein Alkalimetall und χ 1,0 bis 3,5 bedeuten.

4. Granuliertes Waschmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das <*-01efinsulfönat ein Gemisch von Alkenylsulfonat und Hydroxyalkansulfonat, hergestellt durch Sulfonieren eines ^(-Olefins und Neutralisieren und Hydrolysieren ist, und daß das Alkyläthersulfat ein Gemisch ist, welches erhalten wird bei der Bildung eines Äthylenoxid-Addukts von durchschnittlich 1 bis 5 Molen Äthylenoxid

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ORtGWAL INSPECTS)

an einen natürlichen oder synthetischen Alkohol mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen und Sulfatieren des erhaltenen

Addukts und nachfolgendes Neutralisieren.

5. Granuliertes Waschmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das granulierte Waschmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von 250 bis 500 μ hat.

6. Granuliertes Waschmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das 0^-Olefinsulfonat und das Alkyläthersulfat jeweils mit den Builderkomponenten des Carbonats und des Silikats kombiniert werden und daß jeweils Teilchen durch Sprühtrocknen eines Gemisches derselben erhalten werden.

7. Granuliertes Waschmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschmittel eine durchschnittliche scheinbare Teilchendichte von 0,25 bis 0,4 und eine durchschnittliche Teilchengröße von 250 bis 500 ^u hat.

8. Granuliertes Waschmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Builderkomponenten mit den das (K-Olefinsulfonat, das Alkyläthersulfat, das Carbonat und das Silikat enthaltenden Teilchen vermischt wird.

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