DE60131637T2 - Granulare waschmittelkomponente und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Granulare waschmittelkomponente und verfahren zu ihrer herstellung Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer granulären Waschmittelkomponente, die zur Einarbeitung in teilchenförmige Wäschewaschmittelzusammensetzungen geeignet ist. Die granuläre Waschmittelkomponente enthält ein kationisches Tensid.
  • HINTERGRUND
  • Kationische, amphotere und zwitterionische Tenside sind nützliche Bestandteile in Wäschewaschmittelzusammensetzungen, die im Allgemeinen in relativ geringen Mengen als Co-Tenside verwendet werden, um anionische Nichtseifentenside und in einigen Fällen nichtionische Tenside zu ergänzen.
  • Diese Materialien sind als wässrige Lösungen mit relativ niedriger Konzentration, im Allgemeinen unter 50 Gew.-beispielsweise 30 bis 40 Gew. kommerziell erhältlich. Für einige Materialien, beispielsweise in Wasser lösliche kationische quaternäre Ammoniumtenside mit einer einzelnen langen Kohlenwasserstoffkette, sind mobile Lösungen von höherer Konzentration nicht möglich, weil Gelieren auftritt.
  • Obwohl diese Lösungen zum Einschluss in flüssige Waschmittelzusammensetzungen oder zur Einarbeitung in Waschpulver über herkömmliche Aufschlämmungsherstellungs- und Sprühtrocknungsverfahren geeignet sind, kann die große Menge an damit verbundenem Wasser Probleme beim Herstellen von granulären Waschmittelzusammensetzungen oder Komponenten durch Nicht-sprühtrocknungs- (Misch- und Granulierungs-)verfahren aufwerfen. Zur Einarbeitung in „kompakte" oder „konzentrier te" Waschpulver ist ein Granulat, das eine relativ hohe Tensidbeladung enthält, erforderlich.
  • STAND DER TECHNIK
  • WO 96 17042A (Procter & Gamble) offenbart Waschmittelgranulen, die ein in Wasser lösliches kationisches Tensid und einen anorganischen Träger enthalten, wobei die Granulen auch ein anionisches Tensid in einem Gewichtsverhältnis zu dem kationischen Tensid von weniger als 1:1 und vorzugsweise weniger als 0,5:1 enthalten. Das anorganische Trägermaterial ist Zeolith. Die Granulen werden durch Verdampfen und Aufkonzentrieren einer Lösung der kationischen und anionischen Tenside zu einer Konzentration oberhalb 50 Gew.-% und dann Granulieren mit dem Trägermaterial hergestellt. Das Vorliegen von dem anionischen Tensid verhindert Gelieren während des Aufkonzentrierungsschritts.
  • WO 98/53037A (Procter & Gamble) offenbart ein Verfahren für die Herstellung von kationischen Tensidgranulen, worin eine wässrige Lösung oder Dispersion von kationischem Tensid, gegebenenfalls plus Natriumsilikat und/oder Füllstoff, in Gegenwart eines trocknenden Gases, vorzugsweise Luft, bei einer Temperatur von weniger als 250°C getrocknet wird. Das bevorzugte Trocknungsverfahren ist gleichzeitiges Sprühtrocknen.
  • Die Erfinder haben nun gefunden, dass Granulen, die mehr als 20 Gew.-% von kationischem Tensid enthalten, in einem Nichtsprühtrocknungsverfahren ohne die Notwendigkeit für erhöhte Temperaturen und ohne die Notwendigkeit von anionischem Tensid erhalten werden können.
  • DEFINITON DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung stellt folglich ein Verfahren für die Herstellung einer granulären Waschmittelkomponente bereit, umfassend:
    • (a) mindestens 20 Gew.-% eines wie nachstehend definierten kationischen Tensids;
    • (b) ein anorganisches Trägermaterial, wobei das Verfahren Sprühen einer wässrigen Lösung des Tensids (a) auf sich bewegende Granulen in dem anorganischen Trägermaterial (b) in Gegenwart eines trocknenden Gases bei einer Temperatur im Bereich von 65 bis 200°C, vorzugsweise 80 bis 200°C und bevorzugter 100 bis 150°C, umfasst, wobei die wässrige Lösung des Tensids (a) frei von anionischen Tensiden ist.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN
  • Das kationische Tensid
  • Die Erfindung ist auf jedes kationische Tensid anwendbar, welches als eine relativ verdünnte (beispielsweise weniger als 50 Gew.-%) wässrige Lösung zugeführt wird. Es ist insbesondere auf Tenside anwendbar, die auf Wärme empfindlich sind und für einen Abbau oder eine Zersetzung bei Temperaturen oberhalb 200°C oder auch oberhalb 150°C anfällig sind.
  • Die in Wasser löslichen kationischen Tenside sind quaternäre Ammoniumsalze der allgemeinen Formel I R1,R2,R3,R4N+X– (I)worin R1 eine C8-C18-Kohlenwasserstoffgruppe, typischerweise eine Alkyl-, Hydroxyalkyl- oder ethoxylierte Alkylgruppe, gegebenenfalls unterbrochen durch ein Heteroatom oder eine Ester- oder Amidgruppe, darstellt, wobei jeder von R2, R3 und R4 (die gleich oder verschieden sein können) eine C1-C3-Alkyl- oder substituierte Alkylgruppe darstellt und X ein solubilisierendes Anion, beispielsweise ein Chlorid-, Bromid- oder Methosulfation, darstellt.
  • In einer bevorzugten Klasse von Verbindungen ist R1 eine C8-C18-Alkylgruppe, bevorzugter eine C8-C10- oder C12-C14-Alkylgruppe, R2 ist eine Methylgruppe und R3 und R4, die gleich oder verschieden sein können, sind Methyl- oder Hydroxyethylgruppen.
  • In einer besonders bevorzugten Verbindung ist R1 eine C12-C14-Alkylgruppe, R2 und R3 sind Methylgruppen, R4 ist eine 2-Hydroxyethylgruppe und X– ist ein Chloridion. Dieses Material ist kommerziell als Praepagen (Handelsmarke) HY von Clariant GmbH in Form einer 40-gewichtsprozentigen wässrigen Lösung erhältlich.
  • Andere Klassen von kationischem Tensid schließen kationische Ester (beispielsweise Cholinester) ein.
  • Das anorganische Trägermaterial
  • Die granuläre Waschmittelkomponente enthält als einen wesentlichen Bestandteil ein anorganisches Trägermaterial.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das anorganische Trägermaterial in einem Ausmaß von mindestens 80 Gew.-% aus in Wasser löslichem Material. Die Verwendung von einem vorwiegend in Wasser löslichen Trägermaterial wird als besonders vorteilhaft in Produkten angenommen, die zum Waschen mit der Hand vorgesehen sind.
  • Bevorzugte in Wasser lösliche Trägermaterialien sind Natriumcarbonat, Natriumtripolyphosphat und Gemische davon. Natriumcarbonat ist besonders bevorzugt.
  • In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform können bis zu 20 Gew.-% des anorganischen Trägermaterials durch in Wasser unlösliches Material aufgebaut sein. Bevorzugte in Wasser unlösliche Trägermaterialien sind Aluminosilikate, insbesondere kristalline Alkalimetallaluminosilikate (Zeolithe), Siliziumdioxide, Calcite und Tone.
  • Somit umfasst das anorganische Trägermaterial vorteilhafterweise 80 bis 100 Gew.-% Natriumcarbonat und gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-% in Wasser unlösliches Trägermaterial, ausgewählt aus kristallinen Alkalimetallaluminosilikaten (Zeolithen), Siliziumdioxiden, Calciten und Tonen.
  • In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der anorganische Träger mindestens teilweise aus in Wasser unlöslichem Material. Vorzugsweise umfasst das anorganische Trägermaterial 80 bis 100 Gew.-% von in Wasser unlöslichem Material. Vorteilhafterweise kann das anorganische Trägermaterial 20 bis 100 Gew.-% von kristallinem Alkalimetallaluminosilikat umfassen. Besonders bevorzugt umfasst das anorganische Trägermaterial 80 bis 100 Gew.-% kristallines Alkalimetallaluminosilikat.
  • Bevorzugte in Wasser unlösliche Trägermaterialien sind Aluminosilikate, Siliziumdioxide, Tone, Calcite und Gemische davon. Kristallines Alkalimetallaluminosilikat (Zeolith) ist bevorzugt. Ein besonders bevorzugtes Zeolithmaterial ist Zeolith-MAP, kommerziell erhältlich von Crosfield Chemicals als Doucil (Handelsmarke) A24. Ein alternatives Zeolithmaterial ist Zeolith-A-Pulver, beispielsweise erhältlich als Wessalith (Handelsmarke) P von Degussa A.
  • Die Auswahl des Trägermaterials kann durch die Waschmittelformulierung diktiert werden, in die die granuläre Komponente einzuarbeiten ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ausreichend flexibel, um jedes anorganische granuläre Material mit ausreichend Trägerkapazität anpassen zu können.
  • Das Verfahren
  • Die granuläre Waschmittelkomponente wird durch ein Nichtsprühtrocknungsverfahren hergestellt, worin eine wässrige Lösung des Tensids A auf bewegte Granulen des anorganischen Trägermaterials B in Gegenwart eines trocknenden Gases bei einer Temperatur von 65 bis 200°C, vorzugsweise 80 bis 200°C, bevorzugter 100 bis 150°C, gesprüht wird.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wenn die Tensidlösung mit den Trägergranulen in Kontakt kommt, gleichzeitig schnell Wasser ausgetrieben. Die Bildung von Gelphasen der Zwischenproduktkonzentration wird somit vermieden und es ist nicht notwendig, spezielle Bestandteile, wie anionische Tenside, einzuschließen, um Gelieren zu vermeiden. Dies wird ohne die Notwendigkeit von hohen Temperaturen, beispielsweise oberhalb 250°C, welche Abbau des Tensids (a) verursachen könnten, erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit die große Wassermenge, die mit dem Tensid (a) in der Ausgangslösung verbunden ist, auszutreiben, wenn die Lösung auf die Granulen des Trägermaterials trifft, ohne die Bildung von nicht verarbeitbaren Gelphasen und ohne die Verwendung von hohen Temperaturen, die eine Zersetzung und den Abbau des Tensids (a) verursachen könnten.
  • Die maximale Temperatur während des Verfahrens ist nicht höher als 200°C und ist vorzugsweise nicht höher als 150°C.
  • Die Ausgangstensidlösung hat vorzugsweise eine Konzentration von weniger als 50 Gew.-% und liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 45 Gew.-%. Die obere Grenze wird von dem jeweiligen Tensid und der Konzentration, bei der die Lösung zum Versprühen zu viskos wird, abhängen. Die untere Grenze ist eine Frage der Ausführbarkeit oder Brauchbarkeit, weil, wenn die Wassermenge zu hoch ist, wird das Verfahren zu langsam sein und zu viel Energie verbrauchen, um wirtschaftlich zu sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren in einer Wirbelschicht ausgeführt. Dieses bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte von:
    • (i) Fluidisieren von Granulen des anorganischen Trägermaterials (b) unter Verwendung eines Gases mit einer Temperatur im Bereich von 100 bis 150°C,
    • (ii) Sprühen einer wässrigen Lösung des Tensids (a) auf die Masse von fluidisierten Granulen,
    • (iii) Kühlen der sich ergebenden granulären Waschmittelkomponente durch Vermischen in Gegenwart eines Gases mit einer Temperatur, die 50°C nicht übersteigt.
  • Vorzugsweise sind die trocknenden und kühlenden Gase, die in Schritten (i) und (iii) verwendet werden, Luft. Das bevorzugte kühlende Gas ist Luft bei Umgebungstemperatur.
  • Die wässrige Lösung des Tensids (a) wird vorteilhafterweise auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 70°C vorerhitzt.
  • In dieser Ausführungsform werden Granulen des Trägermaterials unter Anwendung eines Trocknungsgases, vorzugsweise Luft, beispielsweise bei 100 bis 150°C, fluidisiert. Die Tensidlösung wird, vorzugsweise vorerhitzt auf 50 bis 70°C, auf die Masse von fluidisierten Granulen gesprüht. Nachdem ausreichend Tensidlösung zugegeben wurde, um die gewünschte Konzentration in dem Endprodukt, beispielsweise 20 bis 40 Gew.-%, zu erreichen, werden die Granulen gekühlt.
  • Der Kühlschritt (iii) wird vorzugsweise in einer Wirbelschicht ausgeführt. Die erhitzenden (aufsprühenden) und kühlenden Stufen des Verfahrens können innerhalb einer einzigen Wirbelschicht, entweder unter Betreiben von abwechselnden Heiz- und Kühlzyklen oder geteilt in zwei Bereiche, einer für die Heizstufe und der andere für die Kühlstufe, ausgeführt werden. Alternativ können zwei Wirbelschichten in Reihe verwendet werden.
  • Die Anwendung einer Wirbelschicht für den Erhitzungsschritt (Aufsprühen) löst das Problem des Austreibens von Wasser aus der Tensidlösung ausreichend schnell, um die Bildung von Gelphasen mit höherer Konzentration zu vermeiden, wobei Temperaturen vermieden werden, die Zersetzung oder Abbau des Tensids verursachen würden.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren in einem Flashtrockner, entweder unter Vakuum oder bei Atmosphärendruck, ausgeführt werden.
  • Die Granulen können anschließend mit einer fein verteilten Fließhilfe in jedem geeigneten Mischer beschichtet werden. Vorzugsweise sind Fließhilfen aus Zeolithen und amorphen Aluminosilikaten ausgewählt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren als ein Chargenverfahren ausgeführt.
  • Das Verfahren kann vorteilhafterweise einen vorausgehenden Schritt einschließen, worin eine Teilmenge des Tensids zu dem anorganischen Trägermaterial vor dem Hauptverfahrensschritt oder -schritten gegeben wird.
  • Dies kann von besonderem Wert sein, wenn das Trägermaterial Zeolith ist, insbesondere Zeolith-MAP, der typischerweise eine mittlere primäre Teilchengröße von 0,1 bis 5 μm aufweist.
  • Der vorausgehende Schritt wird geeigneterweise in einem Mischergranulator ausgeführt. Alternativ kann er in einer Wirbelschicht mit einer wesentlich verminderten Gasflussgeschwindigkeit als in dem Hauptverfahren verwendet ausgeführt werden.
  • Der Einschluss des vorausgehenden Schritts verbessert das Verfahren, indem er eine höhere Anfangsgasgeschwindigkeit in dem Hauptwirbelschichtverfahren aufgrund der größeren Abmessungen der Bestandteilsteilchen des anorganischen Trägermaterials gestattet, wodurch die Chargenzeiten vermindert werden oder der Durchsatz in einem kontinuierlichen Verfahren erhöht wird. Der vorausgehende Schritt kann auch beim Ermöglichen, dass ein größerer Anteil des Tensids zu dem anorganischen Trägermaterial gegeben werden, hilfreich sein, ungeachtet dessen, ob das Trägermaterial eine kleine Teilchengröße aufweist oder nicht.
  • Die granuläre Waschmittelkomponente
  • Die granuläre Waschmittelkomponente, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurde, enthält als wesentliche Bestandteile das Tensid (a) und das anorganische Trägermaterial (b).
  • Die Komponente enthält mindestens 20 Gew.-% des Tensids (a) und enthält vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%. Typischerweise wird die Komponente 20 bis 40 Gew.-% des Tensids (a), bevorzugter 25 bis 35 Gew.-%, enthalten.
  • Das anorganische Trägermaterial liegt vorzugsweise in einer Gesamtmenge von 50 bis 80 Gew.-%, bevorzugter 60 bis 75 Gew.-%, vor.
  • Vorteilhafterweise kann die granuläre Komponente eine äußere Schicht oder Beschichtung von fein verteilter in Wasser unlöslicher Fließhilfe, vorzugsweise ausgewählt aus Zeo lithen und amorphen Aluminosilikaten, aufweisen. Die Fließhilfe liegt vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-%, bevorzugter 1 bis 3 Gew.-%, vor. Die besonders bevorzugte Fließhilfe ist Zeolithpulver.
  • In der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die granuläre Komponente geeigneterweise umfassen:
    20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 35 Gew.-%, des Tensids (a);
    60 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise 65 bis 70 Gew.-%, Natriumcarbonat;
    1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, Zeolith, wobei der Zeolith in einer äußeren Schicht oder Beschichtung vorliegt.
  • In der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die granuläre Komponente geeigneterweise umfassen:
    20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 35 Gew.-%, Tensid (a);
    60 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 65 bis 75 Gew.-%, Zeolith (Zeolith kann als Teil von Beschichtung vorliegen).
  • Falls erwünscht, kann die granuläre Komponente eine geringe Menge Natriumsilikat enthalten, jedoch vorzugsweise ist die Menge an vorliegendem Silikat weniger als 5 Gew.-%. Die granuläre Komponente ist vorzugsweise frei von Natriumsulfat, das, obwohl stark in Wasser löslich, unzureichende Trägerkapazität aufweist, um verwendbar zu sein.
  • Geringe Mengen von anderen Materialien können, falls erwünscht, vorliegen, jedoch enthält die granuläre Komponente, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurde, keine anionischen Tenside.
  • Waschmittelzusammensetzungen
  • Die granuläre Waschmittelkomponente, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurde, stellt einen geeigneten Weg für die Einarbeitung von kationischen Tensiden in teilchenförmige Waschmittelzusammensetzungen bereit, die nur als verdünnte wässrige Lösungen verfügbar sind. Die Gra nulen können einfach mit anderen teilchenförmigen Bestandteilen oder Komponenten trocken vermischt werden, um die fertige Waschmittelzusammensetzung zu bilden.
  • BEISPIELE
  • Die Erfindung wird weiterhin genauer durch die nachstehenden nicht begrenzenden Beispiele erläutert, worin Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen sind, sofern nicht anders ausgewiesen.
  • Die nachstehenden Parameter und Testverfahren werden in den Beispielen verwendet.
  • Dynamische Fließgeschwindigkeit
  • Der Pulverfluss kann mithilfe der dynamischen Fließgeschwindigkeit (DFR) in ml/s, gemessen mithilfe des nachstehenden Verfahrens, quantifiziert werden. Die verwendete Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 35 mm und einer Länge von 600 mm. Das Rohr ist in einer derartigen Position festgeklammert, dass seine Längsachse vertikal ist. Sein unteres Ende ist mithilfe eines glatten Kegels aus Polyvinylchlorid mit einem Innenwinkel von 15° und einer unteren Auslassöffnung mit dem Durchmesser 22,5 mm abgeschlossen. Eine erste Lichtschranke wird 150 mm oberhalb des Auslasses positioniert und eine zweite Lichtschranke wird 250 mm oberhalb der ersten Lichtschranke positioniert.
  • Um die dynamische Fließgeschwindigkeit einer Pulverprobe zu bestimmen, wird die äußere Öffnung temporär verschlossen, beispielsweise durch Bedecken mit einem Stück Karton, und Pulver wird durch den Trichter in das Obere des Zylinders gegossen, bis der Pulverspiegel etwa 10 cm höher als die obere Lichtschranke ist. Ein Abstandshalter zwischen dem Trichter und dem Rohr sichert, dass das Füllen gleichförmig ist. Der Auslass wird dann geöffnet und die Zeit t (Sekunden), in der der Pulverspiegel von der oberen Lichtschranke zur unteren Lichtschranke sinkt, wird elektronisch gemessen.
  • Die Messung wird normalerweise zwei- oder dreimal wiederholt und ein Mittelwert genommen. Wenn V das Volumen (ml) des Rohrs zwischen der oberen und unteren Lichtschranke ist, wird die dynamische Fließgeschwindigkeit DFR (ml/s) durch die nachstehende Gleichung angegeben: DFR = Vt ml/s
  • Die Durchschnittsbildung und Berechnung werden elektronisch ausgeführt und eine Direktablesung von dem DFR-Wert erhalten.
  • Kompressibilität
  • Das Verfahren zum Messen der Kompressibilität, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist wie nachstehend.
  • Der Versuch wird bei 20 bis 25°C und einer relativen Feuchtigkeit von etwa 40 ausgeführt. Diese Werte geben typische Umgebungsbedingungen in einer nordeuropäischen Laborinnenumgebung wieder. Die exakte relative Feuchtigkeit, bei der die Messung ausgeführt wird, ist nicht kritisch, vorausgesetzt, dass sie nicht so hoch ist, dass die Proben Feuchtigkeit aufnehmen.
  • Die Vorrichtung umfasst einen Perspex-Zylinder mit einem Innendurchmesser von 54 mm und einer Höhe von 170 mm. Die Seite des Zylinders ist in mm eingeteilt. Ein Kolben wird bereitgestellt, der in den Innendurchmesser des Perspex-Zylinders passt.
  • Das Obere des Kolbens hat eine Vorrichtung, um ein Gewicht zu tragen, wodurch Druck auf das Waschmittelpulver angewendet werden kann, das in dem Perspex-Zylinder enthalten ist. Die vereinigte Masse des Kolbens und das Gewicht sind 25 kg.
  • Um die Kompressibilität einer Probe zu messen, wird der Perspex-Zylinder mit einer teilchenförmigen Waschmittel zusammensetzung (nachstehend „Pulver") gefüllt. Das Obere der Pulverschicht wird durch Entfernen von überfließendem Pulver mit einer geraden Kante gleichgemacht. Somit wird ein Standardpulvervolumen getestet. Das Anfangsvolumen wird mithilfe der Skale auf der Seite des Zylinders gemessen. Der Kolben und Gewicht werden dann auf die Oberfläche des Pulvers gesenkt und zwanglos auf dem Pulver für 60 Sekunden ruhen lassen. Das Volumen des Pulvers nach 60 Sekunden wird mithilfe der Skale an der Seite des Zylinders gemessen.
  • Die Volumenverminderung wird verwendet, um die Kompressibilität unter Anwendung der nachstehenden Gleichung zu berechnen:
    Figure 00120001
  • Komponenten mit einer Kompressibilität von 17 oder mehr können zu Klebrigkeit oder Lagerungsproblemen, falls bei zu hohem Anteil vorliegend, führen.
  • BEISPIEL 1
  • Eine granuläre Waschmittelkomponente wurde nach der nachstehenden Nominalformulierung hergestellt:
    Gew.-%
    Kationisches Tensid (als wasserfreies Material) 30,00
    Natriumcarbonat 68,00
    Zeolith 2,00
  • Das kationische Tensid war C12-C14-Alkyldimethylhydroxyethylammoniumchlorid, Praepagen HY (Handelsmarke), bezogen von Clariant GmbH als eine 40-gewichtsprozentige wässrige Lösung.
  • Die Granulen wurden in einem Chargenverfahren mit ungefähr 10 kg unter Verwendung einer Vomatec-Wirbelschicht (Handelsmarke) hergestellt. Verwendete Ausgangsmaterialien waren wie nachstehend:
    kg
    Kationisches Tensid (40%ige Lösung) 11,4
    wasserfreies Natriumcarbonat (leichte Soda (light soda ash)) 10,0
    Zeolith-MAP-Pulver 0,4
  • Die leichte Soda (light soda ash), die eine mittlere Ausgangsteilchengröße von 90 μm hatte, wurde unter Anwendung von Luft bei 120°C fluidisiert und die kationische Tensidlösung, vorerhitzt auf 60°C, wurde darauf gesprüht. Wenn die Lösung auf die Natriumcarbonatteilchen trifft, wird das Wasser schnell ausgetrieben unter Hinterlassen des kationischen Tensids, das auf dem Natriumcarbonat abgeschieden war. Weitere Abscheidung und Verdampfung fand mit etwas Agglomeration statt, bis die Granulen innerhalb der Wirbelschicht etwa 30 Gew.-% kationisches Tensid enthielten. Die sich ergebenden Granulen wurden unter Anwendung von fluidisierender Luft bei Umgebungstemperatur (20°C) gekühlt und Zeolith wurde darauf geschichtet.
  • Die Granulen hatten die nachstehenden Eigenschaften:
    Gemessener kationischer Tensidgehalt (Gew.-%) 31,6
    Schüttdichte (g/l) 588
    Dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) 134
    Kompressibilität (Vol.-%) 12,4
    Mittlere Teilchengröße d50 (Mikrometer) 394
    Teilchen < 180 Mikrometer (Gew.-%) 2,5
    Auflösungszeit T90 (s) 16
    Verlust bei 135°C (Gew.-%) 1,6
  • BEISPIELE 2 BIS 8
  • Beispiel 1 wurde wiederholt unter Anwendung der festen Gemische, die nachstehend aufgeführt sind, um die 10 kg leichte Soda (light soda ash), die in Beispiel 1 verwendet wurde, zu ersetzen.
  • Beispiel 2 3 4 5 6 7 8
    Bestandteil (kg)
    Leichte Soda (light soda ash) 9 9 9 9 9 9 9
    Alkalisches Natriumsilikat 1
    Calcit (Durcal 15) 15 μm 1 2
    Calcit (Durcal 40) 40 μm 1
    Kaolin 1
    Speswhite Ton (Kaolin) 1
    STP 1
    Zeolith-MAP 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4
    Gemessener kationischer Tensidgehalt (Gew.-%) 29,2 31,0 30,9 29,4 29,3 26,2 23,8
    Schüttdichte g/l 509 497 509 520 509 588 599
    DFR (ml/s) 109 103 113 110 104 99 64
  • BEISPIEL 9
  • Granulen für die nominale Zusammensetzung, die in Beispiel 1 angegeben wurde, wurden in einem größeren Maßstab unter Anwendung einer Niro-Wirbelschicht, die für einen 100-kg-Chargenvorgang geeignet ist, hergestellt. Die kationische Tensidlösung, vorerhitzt auf 60°C, wurde auf 75 kg leichte Soda (light soda ash) in einem 0,5-m2-Bett durch Fluidisierung mit Luft bei 130°C gesprüht. Nachdem die erforderliche Menge an kationischer Tensidlösung zugegeben wurde, wurde das granulierte Material durch den Rest der Wirbelschicht unter Anwendung von Luft bei Umgebungstemperatur (20°C) geleitet.
  • Die gekühlten Granulen wurden gesiebt und dann mit 2 Gew.-% Zeolith in einen Betonmischer geschichtet. Die Eigenschaften der Granulen waren wie nachstehend gezeigt.
    Gemessener kationischer Tensidgehalt (Gew.-%) ca. 30
    Schüttdichte (g/l) 700
    Dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) 140
    Kompressibilität (Vol.-%) 10,0
    Mittlere Teilchengröße d50 (Mikrometer) 500
    Teilchen < 180 Mikrometer (Gew.-%) < 5
    Auflösungszeit T90 (s) < 20
    Verlust bei 135°C (Gew.-%) 4,7
  • BEISPIEL 10
  • Eine granuläre Waschmittelkomponente wurde nach der nachstehenden Nominalformulierung hergestellt:
    Gew.-%
    Kationisches Tensid (als wasserfreies Material) 34,00
    Zeolith-MAP 58,00
    Wasser 8,00
  • Das kationische Tensid und Zeolith-MAP waren wie in Beispiel 1 verwendet.
  • Die Granulen wurden in einem Chargenverfahren mit ungefähr 10 kg unter Anwendung einer Vomatec-Wirbelschicht (Handelsmarke) hergestellt. Die verwendeten Ausgangsmaterialien waren wie nachstehend:
    kg
    Kationisches Tensid (40%ige Lösung) 14,65
    Zeolith-MAP 10,0
  • Das Zeolith-MAP, das eine mittlere Ausgangsteilchengröße von 1 μm hatte, wurde unter Verwendung von Luft bei 120°C fluidisiert und die kationische Tensidlösung, vorerhitzt auf 60°C, wurde darauf gesprüht. Wenn die Lösung auf die Zeolithteilchen traf, wurde das Wasser schnell ausgetrieben unter Hinterlassen des kationischen Tensids, das auf dem Zeolith abgeschieden wurde. Weitere Abscheidung und Verdampfung fand mit etwas Agglomeration statt, bis die Granulen innerhalb der Wirbelschicht etwa 34 Gew.-% kationisches Tensid enthielten. Die sich ergebenden Granulen wurden unter Anwendung von fluidisierender Luft bei Umgebungstemperatur (20°C) gekühlt und Zeolith wurde darauf geschichtet.
  • Die Granulen hatten die nachstehenden Eigenschaften:
    Gemessener kationischer Tensidgehalt (Gew.-%) ca. 34
    Schüttdichte (g/l) 578
    Dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) 137
    Kompressibilität (Vol.-%) 8,0
    Mittlere Teilchengröße d50 (Mikrometer) 585
    Teilchen < 180 Mikrometer (Gew.-%) < 5
    Auflösungszeit T90 (s) 84
  • BEISPIEL 11
  • Granulen für die nominale Zusammensetzung, die in Beispiel 10 angegeben wurde, wurden in einem größeren Maßstab unter Anwendung einer Hutlin-Wirbelschicht, die für einen 500-kg-Chargenvorgang geeignet ist, hergestellt. Die kationische Tensidlösung, vorerhitzt auf 60°C, wurde auf 375 kg leichte Soda (light soda ash) in 1,5-m2-Bett mit Fluidisierung durch Luft bei 130°C gesprüht. Nachdem die erforderliche Menge an kationischer Tensidlösung zugegeben wurde, wurde das granulierte Material durch den Rest der Wirbelschicht unter Anwendung von Luft bei Umgebungstemperatur (20°C) geleitet.
  • Die gekühlten Granulen wurden gesiebt und dann mit 2-gewichtsprozentigem Zeolith in einem Betonmischer geschichtet. Die Eigenschaften der Granulen waren wie nachstehend gezeigt:
    Gemessener kationischer Tensidgehalt (Gew.-%) ca. 34
    Schüttdichte (g/l) 785
    Dynamische Fließgeschwindigkeit (ml/s) 147
    Kompressibilität (Vol.-%) 4,0
    Mittlere Teilchengröße d50 (Mikrometer) 537
    Teilchen < 180 Mikrometer (Gew.-%) < 5
    Auflösungszeit T90 (s) 100

Claims (26)

  1. Verfahren zur Herstellung einer granulären Waschmittelkomponente, umfassend (a) mindestens 20 Gew.-% von einem kationischen Tensid, das ein in Wasser lösliches quaternäres Ammoniumsalz der allgemeinen Formel I R1R2R3R4N+X (I)darstellt, worin R1 eine C8-C18-Kohlenwasserstoffgruppe, gegebenenfalls unterbrochen durch ein Heteroatom oder eine Ester- oder Amidgruppe, darstellt, jeder von R2, R3 und R4 (die gleich oder verschieden sein können) eine C1-C3-Alkyl- oder substituierte Alkylgruppe darstellt und X ein solubilisierendes Anion darstellt; (b) ein anorganisches Trägermaterial, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es Versprühen einer wässrigen Lösung des Tensids (a) auf sich bewegende Granulen des anorganischen Trägermaterials (b) in Gegenwart eines trocknenden Gases bei einer Temperatur im Bereich von 65 bis 200°C umfasst, wobei die wässrige Lösung des Tensids (a) frei von anionischen Tensiden ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einer Temperatur im Bereich von 80 bis 200°C ausgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 150°C ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es in einer Wirbelschicht ausgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst von (i) Fluidisieren von Granulen des anorganischen Trägermaterials (b) unter Verwendung eines Gases mit einer Temperatur im Bereich von 100 bis 150°C, (ii) Sprühen einer wässrigen Lösung des Tensids (a) auf die Masse von fluidisierten Granulen, (iii) Kühlen der sich ergebenden granulären Waschmittelkomponente durch Vermischen in Gegenwart eines Gases mit einer Temperatur, die 50°C nicht übersteigt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die trocknenden und kühlenden Gase, die in Schritten (i) und (iii) verwendet werden, Luft sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung des Tensids (a) auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 70°C vorerhitzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlschritt (iii) in einer Wirbelschicht ausgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung des Tensids (a) ei ne Konzentration von weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-%, aufweist.
  10. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel I R1 eine C8-C18-Alkylgruppe, bevorzugter eine C8-C10- oder C12-C14-Alkylgruppe darstellt, R2 eine Methylgruppe darstellt und R3 und R4, die gleich oder verschieden sein können, Methyl- oder Hydroxyethylgruppen darstellen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel I R1 eine C12-C14-Alkylgruppe darstellt, R2 und R3 Methylgruppen darstellen, R4 eine 2-Hydroxyethylgruppe darstellt und X– ein Chloridion darstellt.
  12. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt des Beschichtens der granulären Waschmittelkomponente mit einer äußeren Schicht von fein verteilter, in Wasser unlöslicher Fließhilfe, vorzugsweise ausgewählt aus Zeolithen und amorphen Aluminosilikaten, umfasst.
  13. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die granuläre Waschmittelkomponente mindestens 25 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%, des Tensids (a) enthält.
  14. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Chargenverfahren ausgeführt wird.
  15. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es einen vorausgehenden Schritt einschließt, bei dem eine Teilmenge des Tensids (a) zu dem anorganischen Trägermaterial vor dem Versprühen der wässrigen Lösung des Tensids (a) auf sich bewegende Granulen des anorganischen Trägermaterials (b) in Gegenwart eines trocknenden Gases gegeben wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der vorausgehende Schritt ein Vorgranulierungsschritt ist, der in einem Mischer/Granulator ausgeführt wird.
  17. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 80 Gew.-% des anorganischen Trägermaterials in Wasser löslich ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Trägermaterial 80 bis 100 Gew.-% von einem in Wasser löslichen Material, ausgewählt aus Natriumcarbonat, Natriumtripolyphosphat und Gemischen davon, und gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-% eines in Wasser unlöslichen Materials umfasst.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Trägermaterial 80 bis 100 Gew.-% Natriumcarbonat und gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-% eines in Wasser unlöslichen anorganischen Trägermaterials, ausgewählt aus Aluminosilikaten, Siliziumdioxiden, Tonen und Calcit, umfasst.
  20. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die granuläre Waschmittelkomponente 20 bis 40 Gew.-% des Tensids (a) und 60 bis 80 Gew.-% Natriumcarbonat umfasst.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Trägermaterial 80 bis 100 % von in Wasser unlöslichem Material umfasst.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Trägermaterial kristallines Alkalimetallaluminosilikat umfasst.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Trägermaterial 20 bis 100 % kristallines Alkalimetallaluminosilikat umfasst.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Trägermaterial 80 bis 100 % kristallines Alkalimetallaluminosilikat umfasst.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Trägermaterial ein kristallines Alkalimetallaluminosilikat umfasst, das Zeolith-MAP ist.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es 20 bis 40 Gew.-% des Tensids (a) und 60 bis 80 Gew.-% kristallines Alkalimetallaluminosilikat umfasst.
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