EP0061599B1 - Granulat aus Alkalialumosilicat und Pentanatriumtriphosphat sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
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- EP0061599B1 EP0061599B1 EP82101655A EP82101655A EP0061599B1 EP 0061599 B1 EP0061599 B1 EP 0061599B1 EP 82101655 A EP82101655 A EP 82101655A EP 82101655 A EP82101655 A EP 82101655A EP 0061599 B1 EP0061599 B1 EP 0061599B1
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- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
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- C11D3/1246—Silicates, e.g. diatomaceous earth
- C11D3/128—Aluminium silicates, e.g. zeolites
Definitions
- Alkaline alumosilicates especially crystalline or amorphous zeolites, are becoming increasingly important as detergent builders.
- these builders only reach in combination with other complexing agents for divalent cations such as. B. pentasodium triphosphate, NTPP for short, optimal washing properties.
- B. pentasodium triphosphate, NTPP for short, optimal washing properties.
- alkali alumosilicates are fine powder, there is great interest in non-dusting, free-flowing granules which contain both alkali alumosilicates and NTPP. These can then be added dry to the other detergent components without dust formation, hydrolysis of the triphosphate also being avoided.
- DE-A-2 714 604 describes a granulate consisting of ion-exchanging alkali alumosilicate, a highly polymeric phosphate with a P 2 0 s content of 64-69%, and pentasodium triphosphate.
- the high polymer phosphate is added to the granulation mixture in powder form in the form of alkali salts and in an amount of at least 5% by weight, based on the alkali alumosilicate used. The mixture is then granulated in the presence of water.
- This method has the disadvantage that the water is bound by the NTPP so quickly that it is no longer able to dissolve enough polymer phosphate for better granulation. Therefore, either larger amounts of polymer phosphate and longer vellwell times are required, or more water has to be added, which means that the granules have to be subsequently dried at 50 ° C.
- DE-A-2 756 732 describes a granulate which likewise consists of alkali alumosilicate and a partially or fully hydrated alkali polyphosphate.
- This granulate is produced by spraying water in fine mists onto the powder mixture of the granulate components, with a maximum of 10% of the total amount of water being allowed to be added per minute, since otherwise too large granulate particles are obtained in addition to a high dust content. This process therefore harbors the danger of producing granules with a very broad grain spectrum which still have to be sieved afterwards.
- DE-A-2 822 231 describes granules of hydrated pentasodium triphosphate and water-insoluble aluminosilicate ion exchange material. This is also produced by spraying water onto the powder mixture, the total amount of water used being at least that required to achieve a minimum hydrate water content of about 10% by weight in the sodium tripolyphosphate and a water content in the aluminosilicate ion exchange material of 1.8 to 13.5 mol water per mol aluminosilicate .
- the strength of the granulate particles obtained in this way can still be improved, as will be shown below with reference to the invention.
- the proportion of the partially or fully hydrated pentasodium triphosphate is 30-70% by weight and the proportion of the ammonium polyphosphate is 0.03 to 1.6% by weight. At least 10% by weight of the pentasodium triphosphate is present here tes as hexahydrate and at least 30 wt .-% of the aluminosilicate as hydrate with a maximum of 13.5 moles of water per mole of aluminosilicate.
- spraying is preferably carried out on an intimate powdery mixture of 1 to 99% by weight of an anhydrous or optionally at most 5% by weight water-containing pentasodium triphosphate and 99 to 1% by weight of a powdered, anhydrous or optionally bound water containing aluminosilicate ion exchange material of the general formula in which Kat, Me, w, x and y have the meaning given, with vigorous mixing, an aqueous 0.5-20% by weight solution in a fine mist and granulates the mixture with partial or complete hydration of the pentasodium triphosphate or Aluminum silicate exchange material.
- the powdery mixture can consist of 30 to 70% by weight of the pentasodium triphosphate and 70 to 30% by weight of the aluminosilicate, the latter, for example, a zeolite of the formula can be.
- the pentasodium triphosphate is present as hexahydrate and at least 30% by weight of the aluminosilicate is present as a hydrate with at most 13.5 mol of water per mol of aluminosilicate in the finished granulate.
- the mixture is generally sprayed with an aqueous 1-10% by weight solution of ammonium polyphosphate.
- Products of the aforementioned formula composition are to be used as the aluminosilicate ion exchange material.
- Zeolites such as e.g. Zeolite A. Because of their use as detergent builders, they are in very fine-particle form, for example with an average particle diameter of 3-5 ⁇ m.
- the P 2 0 5 content of the ammonium polyphosphate used for the granulation is more than 69%, polyphosphates with a P 2 0 5 content of over 71% being preferred.
- the process according to the invention can be carried out, for example, by first mixing the pentasodium triphosphate with the aluminosilicate material in a mixer and then spraying the aqueous ammonium polyphosphate solution onto the mixture via a nozzle.
- the spraying can also be carried out, for example, in a rotary tube or on a granulating plate onto the premixed material. It is important to ensure that no more granulating liquid is sprayed on than is necessary for the complete hydration of the sodium triphosphate contained in the mixture.
- a granulate produced in this way is not dusty, abrasion-resistant and stable in storage. It meets the requirements for further processing in detergents by dry admixing.
- Example 2 The procedure was as in Example 1, but using a 4% aqueous APP solution.
- the mixed granules obtained from sodium triphosphate and zeolite had the following properties:
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Description
- Alkalialumosilicate, besonders kristalline oder amorphe Zeolithe, gewinnen als Waschmittelgerüststoffe zunehmend an Bedeutung. Diese Gerüststoffe erreichen allerdings erst in Kombination mit anderen Komplexbildnern für zweiwertige Kationen wie z. B. Pentanatriumtriphosphat, kurz NTPP genannt, optimale Wascheigenschaften. Da Alkalialumosilicate feinpulvrig sind, besteht ein großes Interesse an nicht staubenden, gut rieselfähigen Granulaten, die sowohl Alkalialumosilicate als auch NTPP enthalten. Diese können dann den übrigen Waschmittelkomponenten ohne Staubbildung trokken zugemischt werden, wobei auch eine Hydrolyse des Triphosphats vermieden wird.
- Es wurden bereits mehrfach Anstrengungen unternommen, Alkalialumosilicate, vor allem Zeolithe, zusammen mit Alkalipolyphosphaten zu granulieren. So wird beispielsweise in der DE-A-2 714 604 ein Granulat beschrieben, das aus ionenaustauschendem Alkalialumosilicat, einem hochpolymeren Phosphat mit einem P20s-Gehalt von 64-69%, sowie Pentanatriumtriphosphat besteht. Das Hochpolymere Phosphat wird hierbei in Form von Alkalisalzen und in einer Menge von mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte Alkalialumosilicat, in Pulverform dem Granuliergemisch zugesetzt. Anschließend wird das Gemisch in Gegenwart von Wasser granuliert. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das Wasser vom NTPP so schnell gebunden wird, daß es nicht mehr in der Lage ist, genügend Polymerphosphat zur besseren Granulierung zu lösen. Daher benötigt man entweder größere Mengen Polymerphosphat und längere Veiwellzeiten, oder man muß mehr Wasser zusetzen, was dazu führt, daß man das Granulat anschließend bei 50° C nachtrocknen muß.
- In der DE-A-2 756 732 ist ein Granulat beschrieben, das ebenfalls aus Alkalialumosilicat und einem teilweise oder vollkommen hydratisierten Alkalipolyphosphat besteht. Die Herstellung dieses Granulats erfolgt durch Aufsprühen von Wasser in feinen Nebeln auf das Pulvergemisch der Granulatkomponenten, wobei pro Minute höchstens 10% der Gesamtwassermenge zugegeben werden dürfen, da sonst zu große Granulatteilchen neben hohem Staubanteil erhalten werden. Dieses Verfahren birgt somit die Gefahr, daß ein Granulat mit sehr breitem Kornspektrum erzeugt wird, das nachträglich noch gesiebt werden muß.
- Weiterhin ist es gemäß DE-A-2 736 903 bekannt, Zeolithteilchen mit Wasser undStärke als Bindemittel zu granulieren. Dabei können auch bestimmte Anteile von NTPP mitgranuliert werden. Die Verwendung von Stärke oder ähnlichen Stoffen als Bindemittel bedeutet jedoch, daß eine für den Waschprozeß nutzlose Substanz in das Granulat eingebracht wird.
- Schließlich wird in der DE-A-2 822 231 ein Granulat aus hydratisiertem Pentanatriumtriphosphat und wasserunlöslichem Alumosilicationenaustauschmaterial beschrieben. Dieses wird ebenfalls durch Aufsprühen von Wasser auf das Pulvergemisch hergestellt, wobei die eingesetzte Gesamtwassermenge zumindest der zur Erzielung eines Mindesthydratwassergehaltes von etwa 10 Gew.-% im Natriumtripolyphosphat sowie eines Wassergehaltes im Alumosilicationenaustauschmaterial von 1,8 bis 13,5 Mol Wasser pro Mol Alumosilicat entspricht. Die Festigkeit der hierbei erhaltenen Granulatteilchen läßt sich noch, wie im folgenden anhand der Erfindung gezeigt wird, verbessern.
- Es wurde nunmehr gefunden, daß die Nachteile der bekannten Granulate und deren Herstellungsverfahren vermieden werden können, wenn man zur Granulierung eines wasserunlöslichen Alumosilicats und Pentanatriumtriphosphats eine verdünnte wäßrige Lösung eines Ammoniumpolyphosphates als Bindemittel einsetzt.
- Somit betrifft der Gegenstand der Erfindung ein Granulat, das ein teilweise oder vollkommen hydratisiertes Pentanatriumtriphosphat sowie wasserunlösliches Alumosilicationenaustauschmaterial der allgemeinen Formel (11)
- a) eine Teilchengröße von 0,2-2 mm aufweist;
- b) 2-95 Gew.-% des Pentanatriumtriphosphates;
- c) weniger als 3 Gew.-% eines Ammoniumpolyphosphates der allgemeinen Formel (I)
- d) das genannte Alumosilicationenaustauschmaterial enthält.
- Gemäß einer bevorzugten Granulatkomposition beträgt der Anteil des teilweise oder vollkommen hydratisierten Pentanatriumtriphosphates 30-70 Gew.-% und der Anteil des Ammoniumpolyphosphates 0,03 bis 1,6 Gew.-%. Hierbei liegen mindestens 10 Gew.-% des Pentanatriumtriphosphates als Hexahydrat und mindestens 30 Gew.-% des Alumosilicates als Hydrat mit höchstens 13,5 Mol Wasser pro Mol Alumosilicat vor. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Granulats sprüht man vorzugsweise auf ein inniges pulverförmiges Gemisch aus 1 bis 99 Gew.-% eines wasserfreien oder gegebenenfalls höchstens 5 Gew.-% Wasser enthaltenden Pentanatriumtriphosphates und 99 bis 1 Gew.-% eines pulverförmigen, wasserfreien oder gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltenden Alumosilicationenaustauschmaterials der allgemeinen Formel
-
- Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn im fertigen Granulat mindestens 10 Gew.-% des Pentanatriumtriphosphates als Hexahydrat und mindestens 30 Gew.-% des Alumosilicates als Hydrat mit höchstens 13,5 Mol Wasser pro Mol Alumosilicat vorliegen. Das Besprühen des Gemisches erfolgt im allgemeinen mit einer wäßrigen 1-10gewichts-%igen Lösung von Ammoniumpolyphosphat.
- Im einzelnen ist zum Verfahren der Erfindung noch folgendes zu bemerken:
- Als Natriumtriphosphat kann sowohl ein feingemahlenes Produkt, das beispielsweise maximal 2% einer Kornfraktion über 0,4 mm besitzt, als auch ein gröberes Produkt, dessen Anteil >0,15 mm mindestens 70% beträgt, eingesetzt werden. Die Verteilung der Modifikationen I und II im NTPP ist variabel, jedoch werden schneller hydratisierende Typen mit einem Gehalt an Modifikation 1 von 20-60% mit Vorteil eingesetzt.
- Als Alumosilicat-Ionenaustauschmaterial sind Produkte der erwähnten formelmäßigen Zusammensetzung zu verwenden. Bevorzugt eingesetzt werden Zeolithe, wie z.B. Zeolith A. Wegen ihrer Verwendung als Waschmittelgerüststoff liegen sie in sehr feinteiliger Form, beispielsweise mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3-5 µm, vor.
- Der P205-Gehalt des zur Granulierung eingesetzten Ammoniumpolyphosphates beträgt mehr als 69%, wobei Polyphosphate mit einem P205-Gehalt von über 71 % bevorzugt werden.
- Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise derart erfolgen, daß man in einem Mischer das Pentanatriumtriphosphat mit dem Alumosilicatmaterial zunächst mischt und dann auf die Mischung über eine Düse die wäßrige Ammoniumpolyphosphatlösung aufsprüht. Das Aufsprühen kann auch beispielsweise in einem Drehrohr oder auf einem Granulierteller auf das vorgemischte Material erfolgen. Es ist darauf zu achten, daß man nicht mehr Granulierflüssigkeit aufsprüht als zur vollständigen Hydratation des im Gemisch enthaltenen Natriumtriphosphats notwendig ist. Ein derart hergestelltes Granulat ist nicht staubend, abriebfest und lagerstabil. Es erfüllt die Anforderungen, die für eine Weiterverarbeitung in Waschmitteln durch trockenes Zumischen gestellt werden.
- In einem Freifallmischer wurden 67,5 kg wasserfreies Pentanatriumtriphosphat mit einem Phase-1-Gehalt von 50% und folgender Korngrößenverteilung:
- > 1,6 mm = 0,7%,
- > 0,8 mm = 3,8%,
- > 0,4 mm = 20,5%,
- > 0,2 mm = 67,8% und
- >0,1 mm = 88,2%
-
-
- Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch ein Natriumtriphosphat mit folgenden Eigenschaften als Ausgangsprodukt verwendet wurde: Glühverlust: 1,0 Gew.-%; Phase-1-Gehalt: 26%; Korngrößenverteilung:
- >0,4 mm = 0,1%;
- >0,2 mm = 3,8%;
- >0,1 mm = 25,0%;
- > 0,05 mm = 36,8%.
-
- Auf einem Granulierteller mit einem Durchmesser von 1 m wurden 20 kg eines Gemisches von 50 Gew.-% Natriumtriphosphat mit den in Beispiel 4 genannten Eigenschaften und 50 Gew.-% eines Zeoliths mit einem Glühverlust von 1,0 Gew.-% mit 41 APP-Lösung gemäß Beispiel 1 besprüht. Es wurde ein Mischgranulat aus Natriumtriphosphat und dem Zeolith mit folgenden Eigenschaften erhalten:
sowie 67,5 kg eines Zeoliths (Zeolith A) mit einem Glühverlust von 19,8% und einer Korngrößenverteilung von 99% < 15 µm, 96%<10µm und 3% < 1 µm, während 20 min gemischt. Danach wurden 9 einer 8gewichts-%igen wäßrigen Lösung von Ammoniumpolyphosphat - im folgenden APP genannt - mit einer mittleren Kettenlänge von etwa 400 sowie einem P205-Gehalt von 72,4% im Verlauf von 3,5 Stunden unter ständigem weiteren Mischen aufgesprüht. Es wurde ein Mischgranulat aus Pentanatriumtriphosphat und dem Zeolith erhalten, das folgende Eigenschaften besaß:
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