DE2918742C2

DE2918742C2 - Verfahren zur Herstellung seifehaltiger Waschpulver

Info

Publication number: DE2918742C2
Application number: DE2918742A
Authority: DE
Inventors: Johannes Laurentius Cornelis Roosendaal Manders; Robert Ernst Rotterdam Niemantsverdriet
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1978-05-11
Filing date: 1979-05-09
Publication date: 1987-02-12
Also published as: NO791574L; NL7903622A; IT7967997A0; AU4684179A; GR64953B; US4261850A; FR2425474B1; SE7904130L; BE876210A; NO151206B; ZA792276B; ES8100344A1; NL186824B; BR7902830A; FR2425474A1; AU525124B2; ES480455A0; IT1118609B; NL186824C; SE434063B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von seifenhaltigen Waschpulvern durch Sprühtrocknen.
Sprühgetrocknete Waschpulver sind mit einer Vielzahl waschaktiver Substanzen zusammengestellt worden. Anionische Bestandteile, wie Alkylbenzolsulfonate und Alkylsulfate, Seifen, nicht-ionische Bestandteile, wie Alkoholäthoxylate und deren Gemische sind alle verwendet worden. Wie in einigen eigenen früheren Patentanmeldungen beschrieben, wurden bei der Verwendung von recht großen Mengen Seife in Waschpulvern zahlreiche Vorteile gefunden. Insbesondere ist Seife nahezu vollständig biologisch abbaubar und verleiht der gewaschenen Kleidung auch einen sehr erwünschten weichen Griff.
Waschpulver mit großen Mengen Seife sind jedoch nicht leicht herzustellen. Eine Schwierigkeit liegt darin, daß Breie mit großen Mengen Seife extrem viskos sind, wenn normale Mengen Wasser verwendet werden, was dazu führt, daß sie in größerem Ausmaß als üblich verdünnt werden müssen. Dies führt zu einer größeren Menge Wasser als wünschenswert ist, mit der Notwendigkeit, es zu verdampfen, was unwirtschaftlich ist. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, daß Breie für solche Pulver äußerst leicht Luft aufnehmen und folglich Pulver sehr geringer Schüttdichte liefern, was nachteilig sein kann.
In der DE-OS 25 19 655 und der GB-PS 17 74 688 wird die Herstellung von Waschmitteln beschrieben, wobei zwei voneinander getrennt hergestellte Waschmittelansätze unmittelbar vor dem Versprühen miteinander gemischt werden. Dabei kann ein Ansatz allein aus einer Tensidkomponente bestehen, die jedoch keine Seife ist.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird nun vorgeschlagen, einen Teil oder die gesamte Seife oder ihre Fettsäurevorstufe aus dem Hauptbrei der Waschpulverkomponenten zu entfernen und einen getrennten Strom zu bilden und die beiden Ströme in einem späteren Stadium wieder zu vereinigen.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung eines seifenhaltigen Waschpulvers, bei dem ein wäßriger Brei von Waschpulverkomponenten in einem ersten Strom und ein wäßriger Brei einer Tensidkomponente in einem zweiten Strom gebildet wird, der erste mit dem zweiten Strom vor dem Versprühen vermischt und die Mischung versprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Tensidkomponente Seife oder deren Fettsäure- Vorstufe ist.
Eine erste bevorzugte Art des Zumischens des zweiten Stroms zum ersten Strom besteht darin, ihn mit unter Druck stehendem Brei im ersten Strom zusammenzumischen, erwünschtermaßen durch Einspritzen in die Brei zum Sprühtrocknungsturm führende Hochdruckleitung.
Eine zweite bevorzugte Art besteht darin, beide Ströme einer Pumpe zuzuführen, wo sie unter Druck gesetzt und zugleich zusammengemischt werden.
Die Erfindung ist auf Waschpulver mit 8 bis 25 Gewichtsprozent Seife besonders anwendbar.
Vorzugsweise liegt in dem wäßrigen Brei der Waschpulverkomponenten Alkali vor oder wird zugemischt, und zwar in einer Menge, die sowohl zum Neutralisieren der zugemischten Säure als auch zur Einstellung des gewünschten pH im sprühgetrockneten Pulver ausreicht.
Die Fettsäuren, die dem Brei zugemischt werden können, sind die wohlbekannten natürlichen oder synthetischen Fettsäuren mit etwa 8 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen. Sie sind gewöhnlich geradkettige Materialien und können gesättigt oder ungesättigt sein. Normalerweise leiten sich die Fettsäuren von natürlich vorkommenden Ölen und Fetten ab, wie von Kokosnußöl, Erdnußöl und Talg, und sind deshalb Gemische. Zur leichteren Einarbeitung werden Fettsäuren, die bei niederen Temperaturen flüssig sind oder werden, das heißt unter 70°C, bevorzugt. Dies sind im allgemeinen die niedermolekularen Säuren und insbesondere die ungesättigten. Solche Säuren überwiegen in Kokosnußöl, Erdnußöl und Sonnenblumenöl eher als in anderen üblichen Ölen, wie Rapssamenöl und Fetten der Talgklasse.
Wie oben angedeutet, kann statt freie Fettsäure zuzumischen ein flüssiges oder verflüssigtes Gemisch von Seifen zugemischt werden. In einem solchen Falle ist natürlich eine geringere Menge Alkali im Brei erforderlich. Das Zumischen von Seifen kann als Zumischen eines Gemischs von Fettsäure und Alkali angesehen werden.
Bei einem solchen Verfahren kann ein eutektisches Gemisch verwendet werden, und ein Beispiel für ein solches Gemisch ist in der (eigenen) britischen Patentanmeldung 14 61 586 beschrieben.
Ferner ist es sogar möglich, eine Seifenlösung zuzumischen, wenngleich, da Breie normalerweise so zusammengestellt werden, daß sie die minimal mögliche Menge Wasser enthalten (da das Verdampfen von unnötigem Wasser kostspielig ist), und da das Zumischen einer Lösung den Zusatz weiteren Wassers mit sich bringt, diese Ausführungsform nur unter besonderen Umständen wirtschaftlich attraktiv wäre.
Der Rest des wäßrigen Breies enthält herkömmliche Waschpulverbestandteile in herkömmlichen Mengen. Beispielsweise kann er anionische grenzflächenaktive Mittel, wie eine Seife entweder gleicher oder einer anderen Fettsäure als der später zugemischten, ein Alkylbenzolsulfonat, ein Alkylsulfat, ein Olefinsulfonat oder ein sec.-Alkansulfonat enthalten. Diese grenzflächenaktiven Mittel oder Tenside können in solchen Mengen vorliegen, daß sie bis zu 10 Gewichtsprozent des sprühgetrockneten Pulvers ausmachen.
Alternativ kann ein nicht-ionisches Tensid, wie ein äthoxylierter Alkohol oder Phenol, enthalten sein.
Bevorzugte äthoxylierte Alkohole zur erfindungsgemäßen Verwendung leiten sich von den folgenden Reihen ab:
Äthoxylate sec.-Alkohole, insbesondere die Äthoxylate eines Gemischs von C_11-15-Alkoholen und die Äthoxylate eines Gemisches von C₁₄- und C₁₅-Alkoholen, wobei der Grad der Äthoxylierung zwischen 7 und 15 liegt.
Äthoxylate primärer Alkohole, hergestellt nach dem Oxo-Verfahren und mit etwa 20% α-verzweigtem Material, insbesondere die Äthoxylate eines Gemischs von C₁₂-C₁₅-Alkoholen und die Äthoxylate eines Gemischs von C_14-15-Alkoholen.
Äthoxylate von Oxo-Alkoholen mit etwa 25% α-Methyl-Verzweigung und etwa 10% äthylverzweigtem Material und lineare höhere Oxoalkohole, die sich von einem Gemisch von C_13-15- Alkoholen ableiten.
Äthoxylate von Alkoholen mit 45 bis 55% Alkylverzweigung, hauptsächlich Methylverzweigung, insbesondere solche auf der Grundlage eines C_13-15-Gemischs von Alkoholen und äthoxyliert zu 7, 9, 11 und 15 Einheiten Äthylenoxid.
Äthoxylate von primären Ziegler-Alkoholen aus der oxydativen Polymerisation von Äthylen, die Äthoxylate von Gemischen von C&sub1;&sub2;- und C&sub1;&sub4;-Alkoholen sind.
Äthoxylate primärer Oxo-Alkohole, etwa 60% verzweigtes Material, zuweilen als Liale bezeichnet, hergestellt aus Olefinen.
Schließlich können auch Äthoxylate von Alkoholen, die aus natürlichen Materialien stammen, wie aus Fetten und Ölen, insbesondere aus Fetten der Talgklasse, verwendet werden. Beispiele hierfür sind Talgalkoholäthoxylate mit 5 bis 30, insbesondere 10 bis 25 Mol Äthylenoxid pro Mol Alkohol.
Der erforderliche HLB-Wert kann durch Auswahl der Kohlenstoffkettenlänge der hydrophoben Kette und der Länge der Äthylenoxy- Kette in einem einzelnen oder praktisch einzelnen Material erreicht werden (aufgrund der Natur des Herstellungsverfahrens sind alle nicht-ionische Tenside, von denen die Rede ist, als wären sie einzelne Substanzen, in Wirklichkeit Gemische). Er kann auch durch willkürliche Wahl zweier "Substanzen" stark unterschiedlicher HLB-Werte und Mischen dieser Substanzen erreicht werden. Diese Lösung ist in der niederländischen Patentanmeldung 74 13 522 und 74 06 003 beschrieben. Der erforderliche HLB-Wert kann auch durch "Kappen" oder Entfernen von Kettenlängen aus einem nicht-ionischen Tensidgemisch erhalten werden, wie in den Patentanmeldungen beschrieben, die auf der USSN 4 53 464 und der US-PS 36 82 849 basieren.
Diese nicht-ionischen Tenside können in Mengen von 2 bis 20 Gewichtsprozent des sprühgetrockneten Pulvers, vorzugsweise in Mengen von 4 bis 15%, vorliegen.
Sowohl herkömmliche Waschmittelbuilder als auch solche, die als Reaktion auf den Zwang zur Herabsetzung von Phosphorgehalten in Abwässern vorgeschlagen worden sind, eignen sich zur Verwendung gemäß der Erfindung. So können die Orthophosphate, Pyrophosphate, Tripolyphosphate, Carbonate und Silikate mit oder ohne Kristallisationskeimen im Falle der Fällungsbuilder verwendet werden, zum Beispiel Calcit mit Natriumcarbonat, ebenso auch Nitrilotriacetate, Oxydisuccinate, Citrate, Oxydiacetate, Alkenylsuccinate, Polyacrylate und Malonate. Weitere Beispiele sind Carboxymethylsuccinate, sulfonierte Fettsäuresalze und Aluminosilikat- Ionenaustauschverbindungen, zum Beispiel Zeolithe A und K. Diese Materialien können entweder sparsam oder im Gemisch in Mengen von 10 bis 40% verwendet werden, in Abhängigkeit von der Wirksamkeit des gewählten Builders und der Seifenmenge in der Zusammensetzung, da Seife auch als Waschmittelbuilder wirkt.
Andere herkömmliche Waschpulverkomponenten können natürlich beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet und können dem wäßrigen Brei zugesetzt oder in das sprühgetrocknete Pulver je nach ihrer bekannten Eignung für Sprühtrocknungsvorgänge nachdosiert werden.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren weiter erläutert; von diesen zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung und
Fig. 2 eine ähnliche Darstellung einer zweiten Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung.
Nach Fig. 1 sind Seifenmischer (10) über eine Niederdruckleitung mit einer Druckpumpe (11) verbunden. Eine Hochdruckleitung (12) führt dann zu den Düsen (14) eines Sprühtrocknungsturms (13). Der Sprühtrocknungsturm ist mit einem Heißluft-Hauptringrohr (15) und einer Fördereinrichtung (16) zum Entfernen sprühgetrockneten Pulvers in herkömmlicher Weise ausgestattet.
Das besondere Merkmal der ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin, daß eine zusätzliche Hochdruckleitung (19) zur Leitung (12) führt, die von einem Behälter (17) über eine Druckpumpe (18) beschickt wird.
In Strömungsrichtung gesehen unmittelbar hinter der Verbindungsstelle zwischen den Leitungen (19) und (12) liegt ein statischer Mischer (20) eingebaut. Er besteht aus einer zylindrischen Kammer mit stationär angeordneten Prallflächen.
In der Praxis werden die Waschmittelbestandteile mit Wasser aufgeschlämmt und in einem ersten Strom unter dem Druck der Pumpe (11) dem Sprühtrocknungsturm (13) vorgeführt, wo der Brei in herkömmlicher Weise sprühgetrocknet wird. Zugleich wird Fettsäure oder Seife, entweder flüssig, verflüssigt oder in Lösung, in einem zweiten Strom zur Pumpe (18) und dann in die Hochdruckleitung (12) zum Sprühtrocknungsturm geführt, wo sie durch Düsen (14) in herkömmlicher Weise gesprüht wird.
Nach Fig. 2, die, in Strömungsrichtung gesehen, hinter dem statischen eingebauten Mischer (20) mit Fig. 1 identisch ist, sind Seifenmischer (10) über eine Niederdruckleitung, eine Hochdruckleitung (12) und statischen Mischer (20) mit dem Sprühtrocknungsturm verbunden. Der für Fettsäure, teilweise oder vollständig neutralisierte Fettsäure oder deren Lösung vorgesehene Behälter (17) ist direkt mit der Druckpumpe (11) verbunden.
In der Praxis wird Fettsäure oder Seife, entweder flüssig, verflüssigt oder in Lösung, in einem zweiten Strom der Druckpumpe (11) zugeführt, wo sie auf einen Brei von Waschpulverkomponenten trifft. In der Pumpe werden die beiden Ströme innig gemischt und unter Druck gesetzt und über eine Hochdruckleitung (12) dem statischen eingebauten Mischer (20) zugeführt, wo weiteres Mischen erfolgt, bevor zum Sprühtrocknungsturm weitergeleitet und in herkömmlicher Weise sprühgetrocknet wird.
Wichtig ist, daß die beiden Fluidströme gründlich zusammengemischt werden, sonst können nicht-neutralisierte Fettsäure und freies Alkali in den Sprühtrocknungsturm gelangen.
Die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile sind zweifach. Zuerst erlaubt die Senkung der Breiviskosität, die das Einspritzen hervorruft, eine Herabsetzung des Wassergehalts. Zum anderen hat, da der Brei eine geringere Neigung zur Luftaufnahme in Abwesenheit großer Seifenmengen zeigt, das sprühgetrocknete Pulver eine höhere Schüttdichte.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.

Beispiel 1

Die folgenden Waschpulverzusammensetzungen wurden nach einer herkömmlichen Breiherstellungs- und Sprühtrocknungsarbeitsweise hergestellt: °=c:180&udf54;H&udf53;vu10&udf54;&udf53;ta10,6:23,6:28,6&udf54;&udf53;tw,4&udf54;&udf53;tz5&udf54; &udf53;sg8&udf54;\Komponente\ Gewichtsteile&udf50;A&udf53;tz5,10&udf54; &udf53;tw,4&udf54;&udf53;sg9&udf54;\Nicht-ionisches Tensid\ Æ2,0&udf53;tz&udf54; \KokosnuÅseife\ Æ4,0&udf53;tz&udf54; \Talgseife\ Æ8,0&udf53;tz&udf54; \Geh¿rtete RapsÐlseife\ Æ3,0&udf53;tz&udf54; \Natriumsilikat\ 10,0&udf53;tz&udf54; \Natriumtripolyphosphat\ 24,0&udf53;tz&udf54; \Trinatriumphosphat\ ^&udf53;tz&udf54; \Natriumsulfat\ 14,0&udf53;tz&udf54; \Natriumcarboxymethyl-&udf50;cellulose\ Æ1,0&udf53;tz&udf54; \Feuchtigkeit und Minder-&udf50;bestandteile\ 10,4&udf53;tz&udf54; &udf53;te&udf54;&udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;
Der Feuchtigkeitsgehalt des Breies betrug 47 Gewichtsprozent. Die Schüttdichte des sprühgetrockneten Waschpulvers war 0,19 g/ml.
Es wurden auch die folgenden Pulverzusammensetzungen hergestellt, aber ein Teil der Seife wurde aus dem Seifenmischerbrei weggelassen und statt dessen eine äquivalente Menge Fettsäure mit dem Brei in der Hochdruckleitung (12) zusammengemischt, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Brei enthielt zusätzliche Natronlauge zum Neutralisieren der Fettsäure. °=c:170&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz16&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Der Feuchtigkeitsgehalt des Breies betrug 45 Gewichtsprozent. Die Schüttdichten der sprühgetrockneten Waschpulverzusammensetzungen waren 0,29 bzw. 0,31.
Die Menge des während des Sprühtrocknens verdampften Wassers zur Produktion einer Tonne sprühgetrockneten Textilwaschpulvers war 798 kg im Falle des herkömmlichen Verfahrens A und 566 kg im Falle der Verfahren unter Zumischen von Fettsäure, B und C.

Beispiel 2

Ein Waschpulver der folgenden Zusammensetzung wurde nach zwei verschiedenen Sprühtrocknungsmethoden hergestellt. Bei der einen wurde das gesamte Fettsäurematerial in den Seifenmischerbrei gegeben, und bei der anderen wurde alles dem Brei in der Hochdruckleitung (12) gemäß Fig. 1 zugemischt. Im letzteren Falle war eine der eingespritzten Fettsäure äquivalente Menge an freiem Natriumhydroxid im Brei vorhanden (3,8 Teile Natriumhydroxid zu 15,4 Teilen Kokosnußölfettsäure und 6,5 Teilen Talgfettsäure). &udf53;vu10&udf54;&udf53;ta10,6:23,6:28,6&udf54;&udf53;tw,4&udf54;&udf53;tz5&udf54; &udf53;sg8&udf54;\\ Gewichtsteile&udf53;tz5,10&udf54; &udf53;tw,4&udf54;&udf53;sg9&udf54;\lin.-Natrium-dodecylbenzol-&udf50;sulfonat\ 21,0&udf53;tz&udf54; \KokosnuÅseife\ 17,0&udf53;tz&udf54; \Talgseife\ Æ7,0&udf53;tz&udf54; \Alkalisches Natriumsilikat\ Æ8,0&udf53;tz&udf54; \Natriumsulfat\ 16,8&udf53;tz&udf54; \Natriumcarboxymethyl-&udf50;cellulose\ Æ1,0&udf53;tz&udf54; \Feuchtigkeit und Minder-&udf50;bestandteile\ 13,2&udf53;tz&udf54; &udf53;te&udf54;&udf53;sb37,6&udf54;&udf53;el1,6&udf54;&udf53;vu10&udf54;
Die Schüttdichte des nach dem Verfahren mit dem Einspritzen von Fettsäure hergestellten Pulvers betrug 0,31 g/cm³, während die des in herkömmlicher Weise hergestellten Pulvers 0,43 g/cm³ betrug.
Die Menge des während des Sprühtrocknens zur Produktion einer Tonne sprühgetrockneten Textilwaschpulvers verdampften Wassers betrug 625 kg im Falle des herkömmlichen Verfahrens und 591 kg im Falle des Zumischens der Fettsäure.
Die Versuche der Beispiele 1 und 2 zeigen den Einfluß des Zusammenmischens der Fettsäure mit einem wäßrigen Brei bei der Erhöhung der Schüttdichte sprühgetrockneter Pulver mit verhältnismäßig großen Mengen Seife und bei der Senkung der zu verdampfenden Wassermenge.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines seifenhaltigen Waschpulvers, bei dem ein wäßriger Brei von Waschpulverkomponenten in einem ersten Strom und ein wäßriger Brei einer Tensidkomponente in einem zweiten Strom gebildet wird, der erste mit dem zweiten Strom vor dem Versprühen vermischt und die Mischung versprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Tensidkomponente Seife oder deren Fettsäure-Vorstufe ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strom Fettsäure und der erste Strom genügend Alkali zum Neutralisieren der Fettsäure enthält.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strom mit mit Druck beaufschlagtem Brei im ersten Strom zusammengemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Strom gleichzeitig zusammengemischt und unter Druck gesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fettsäure mit einem Schmelzpunkt unter 70°C verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Seifenkomponente oder deren Fettsäurevorstufe auch im ersten Strom eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fettsäure- und/oder Seifengehalt des ersten und zweiten Stroms so bemessen wird, daß das gebildete Waschpulver 8 bis 25 Gewichtsprozent Seife enthält.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Strom mit einer solchen Menge an nicht-ionischem Tensid verwendet wird, daß das gebildete Waschpulver 2 bis 20 Gewichtsprozent nicht-ionisches Tensid enthält.