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WO1992013938A1 - Pulverförmige tensidmischung - Google Patents

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Publication number
WO1992013938A1
WO1992013938A1 PCT/EP1991/002449 EP9102449W WO9213938A1 WO 1992013938 A1 WO1992013938 A1 WO 1992013938A1 EP 9102449 W EP9102449 W EP 9102449W WO 9213938 A1 WO9213938 A1 WO 9213938A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
alkyl
alkali
formula
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1991/002449
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Seiter
Lothar Pioch
Eva Kiewert
Martina Kihn-Botulinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Priority to DE59107367T priority Critical patent/DE59107367D1/de
Priority to EP92901089A priority patent/EP0569371B1/de
Priority to JP4501157A priority patent/JPH06504556A/ja
Publication of WO1992013938A1 publication Critical patent/WO1992013938A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/83—Mixtures of non-ionic with anionic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D11/00—Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents
    • C11D11/02—Preparation in the form of powder by spray drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02—Anionic compounds
    • C11D1/12—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
    • C11D1/14—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof derived from aliphatic hydrocarbons or mono-alcohols
    • C11D1/146—Sulfuric acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/662—Carbohydrates or derivatives

Definitions

  • the invention relates to powdery, pourable and free-flowing surfactant mixtures which contain alkyl sulfate, alkyl glycoside and inorganic carrier material, a process for their preparation and their use as premixes (compounds) for the production of particulate detergents and cleaning agents.
  • Preferred surfactants are anionic surfactants, in particular those of the alkylbenzenesulfonate type, and nonionic surfactants, in particular ethoxylated fatty alcohols.
  • the removal of water from the slurry is preferably accomplished by spray drying.
  • alkylbenzenesulfonate in detergents and cleaning agents has recently been called into question because of the petroleum base of this surfactant.
  • sulfating products of compounds accessible from renewable raw materials, in particular fatty alcohols are suitable as more environmentally compatible surfactants with comparable good cleaning properties.
  • aqueous slurries containing alkylbenzenesulfonate can be spray-dried without problems at the temperatures customary in such processes, normally about 250 ° C. to 350 ° C., there is a risk of spontaneous combustion in aqueous slurries which contain the same amount of alkyl sulfates.
  • the object was therefore to develop a process which allows the preparation of powdered surfactant mixtures free of alkylbenzenesulfonate by spray drying an aqueous slurry while avoiding the problems mentioned.
  • This object is achieved by the process according to the invention for the production of powdered surfactant mixtures, which essentially consists in that 15 to 50 parts by weight of alkyl sulfate of the formula I,
  • an inorganic carrier material which consists of at least 7%
  • the water content in the powder product is not more than 15% by weight, in particular from 5% by weight to 15% by weight.
  • the residual water content relates to the free water not bound in the crystal lattice.
  • the process is preferably carried out in such a way that 20 to 40 parts by weight of alkyl sulfate according to formula I, 2 to 4 parts by weight of alkyl glycoside according to formula II and 48 to 68 parts by weight of the inorganic carrier material are mixed with so much water that at least 35% by weight, in particular A mixture containing 40% by weight to 50% by weight of water is formed.
  • the inorganic carrier material preferably consists of 20 to 50% by weight of alkali silicate with a molar ratio of SiO 2 to alkali oxide above 2, in particular from 2.5 to 3.5.
  • the preferred alkali metal is sodium.
  • other water-soluble and after drying particulate inorganic carrier materials can be used.
  • alkali carbonates, bicarbonates and sulfates and mixtures thereof are particularly suitable. It is also possible to incorporate water-insoluble carrier materials, which include, in particular, layered silicates, for example bentonites or smectites, and aluminosilicates, for example zeolites.
  • water-insoluble carrier materials include, in particular, layered silicates, for example bentonites or smectites, and aluminosilicates, for example zeolites.
  • the spray-drying of the aqueous slurries is carried out in equipment usually provided for this purpose, so-called spray towers, in the upper part of which the slurry is sprayed into fine droplets by pressure nozzles which move under the action of gravity into the lower part of the spray tower and come into contact with hot drying gases which are conducted in cocurrent or preferably in countercurrent to the particles to be dried. It is important to ensure that the temperature of the drying gases is not so high that the temperature of the spray-dried particles rises above the self-ignition temperature of these particles. In the context of the invention, this means that the temperature of the drying gases does not exceed a value of 250 ° C. and is preferably in the range from 120 ° C. to 240 ° C., in particular from 140 ° C. to 210 ° C., the drying gas temperature being the hottest Place of the drying tower, the so-called ring channel, is measured.
  • aqueous, generally 30 to 60 percent by weight alkyl glycoside pastes as are usually obtained in the course of alkyl glycoside production and, if appropriate, subsequent bleaching.
  • the alkyl sulfate component and in particular the carrier component can be used as an aqueous solution or slurry.
  • at least about 35% by weight, preferably 40 to 50% by weight, of water in the slurry to be dried is available.
  • the powdery, pourable and free-flowing surfactant mixtures according to the invention produced by the process according to the invention contain 15 to 50% by weight of alkyl sulfate of the formula I,
  • Suitable alkyl sulfates for use in the compounds according to the invention are the compounds of the formula I in which R 1 is an alkyl radical having 10 to 20 C atoms and X is an alkali metal, ammonium or alkyl or hydroxyalkyl-substituted ammonium ion .
  • R 1 is an alkyl radical having 10 to 20 C atoms
  • X is an alkali metal, ammonium or alkyl or hydroxyalkyl-substituted ammonium ion .
  • the derivatives of fatty alcohols with in particular 12 to 18 carbon atoms and their branched-chain analogs, the so-called oxo alcohols are particularly suitable.
  • the alkyl sulfates can be prepared in a known manner by reacting the corresponding alcohol component with a conventional sulfating reagent, in particular sulfur trioxide or chlorosulfonic acid, and then neutralizing with alkali, ammonium or alkyl or hydroxyalkyl-substituted ammonium bases.
  • a conventional sulfating reagent in particular sulfur trioxide or chlorosulfonic acid
  • alkali, ammonium or alkyl or hydroxyalkyl-substituted ammonium bases are present in the compounds according to the invention in amounts of from 15% by weight to Contain 50% by weight, preferably from 20% by weight to 40% by weight.
  • alkyl glycosides suitable for incorporation into the compounds according to the invention are compounds of the general formula II in which R 2 is an alkyl radical having 8 to 22 carbon atoms, G is a glycose unit and n is a number between 1 and 10.
  • R 2 is an alkyl radical having 8 to 22 carbon atoms
  • G is a glycose unit
  • n is a number between 1 and 10.
  • the glycoside component ((G) n in formula II) of such alkyl glycosides are oligomers or polymers from naturally occurring aldose or ketose monomers, in particular glucose, mannose, fructose, galactose, talose, gulose, altrose, allose , Idose, ribose, arabinose, xylose and lyxose.
  • the oligomers consisting of such glycosidically linked monomers are characterized not only by the type of sugar they contain, but also by their number, the so-called degree of oligomerization.
  • the degree of oligomerization (n in formula II) generally assumes fractional numerical values as the quantity to be determined analytically; it is between 1 and 10, for the alkyl glycosides preferably used below 1.5, in particular between 1.2 and 1.4.
  • the preferred monomer building block is glucose because of its good availability.
  • the alkyl part (R 2 in formula II) of the alkyl glycosides contained in the surfactant mixtures according to the invention preferably also originates from easily accessible derivatives of renewable raw materials, in particular from fatty alcohols, although their branched chain isomers, in particular so-called oxo alcohols, can also be used to prepare usable alkyl glycosides. Accordingly, the primary alcohols with linear octyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl or octadecyl radicals and mixtures thereof are particularly useful.
  • the alkyl glycosides can contain small amounts, for example 1 to 2%, of unreacted free fatty alcohol, which does not have a disadvantageous effect on the properties of the compounds produced therewith.
  • Such alkyl glycosides are present in the compounds according to the invention in amounts of 1% by weight to 5% by weight, preferably 2% by weight to 4% by weight, the weight ratio of alkyl sulfate to alkyl glycoside being 25: 1 to 8: 1, preferably 20: 1 to 10: 1.
  • the mixtures according to the invention can contain further surfactants, preferably nonionic surfactants and / or anionic surfactants, and in particular soils of the sulfate or sulfonate type, in amounts of preferably not more than 10% by weight, in particular from 1% by weight to 5% by weight .-%, contain.
  • the sulfate-type surfactants which can also be used include the sulfated alkoxylation products of the alcohols mentioned, so-called ether sulfates. Such ether sulfates preferably contain 2 to 30, in particular 4 to 10, ethylene glycol groups per molecule.
  • Suitable anionic surfactants also include the ⁇ -sulfoesters obtainable by reacting fatty acid esters with sulfur trioxide and subsequent neutralization, in particular those derived from fatty acids with 8 to 22 C atoms, preferably 12 to 18 C atoms, and linear alcohols with 1 to 6 C -Atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, derived sulfonation products.
  • the nonionic surfactants in question include the alkoxylates, in particular the ethoxylates and / or propoxylates of linear or branched-chain alcohols having 10 to 22 carbon atoms, preferably 12 to 18 carbon atoms.
  • the degree of alkoxylation of the alcohols is between 1 and 20, preferably between 3 and 10. They can be prepared in a known manner by reacting the corresponding alcohols with the corresponding alkylene oxides.
  • the derivatives of fatty alcohols are particularly suitable, although their branched chain isomers, in particular so-called oxo alcohols, can also be used to prepare alkoxylates which can be used.
  • the ethoxylates of primary alcohols with linear dodecyl, tetradecyl, hexadecyl or octadecyl radicals and mixtures thereof are particularly useful.
  • Corresponding ethoxylation and / or propoxylation products of alkylamines, vicinal diols and carboxamides which correspond to the alcohols mentioned with regard to the alkyl part can also be used.
  • Carrier substances are present in the mixtures according to the invention in amounts of 45% by weight to 80% by weight, preferably 48% by weight to 68% by weight, it being essential that at least 7% by weight of the carrier material, preferably 20% by weight to 45% by weight, consist of the alkali silicate mentioned.
  • the mixtures according to the invention can contain further constituents which are customary in washing and cleaning agents and are stable under the drying conditions.
  • These optional components include, in particular, complexing agents for heavy metals, for example aminopolycarboxylic acids and / or polyphosphonic acids, graying inhibitors, for example cellulose ethers, cobuilders, for example polymer polycarboxylic acids, foam inhibitors, for example organopolysiloxanes or paraffins, and optical brighteners, for example stilbene disulfonic acid derivatives.
  • the powdered surfactant mixtures according to the invention are used in particular as pourable and free-flowing preliminary products (compounds) for the production of particulate detergents or cleaning agents.
  • the compounds according to the invention should have average grain sizes of preferably 0.2 mm to 0.4 mm and should be largely free of particles with diameters of more than 2 mm or less than 50 ⁇ m. These limits are normally met by the compounds obtained by spray drying, otherwise particles outside this size range can be removed by simple sieving and returned to the manufacturing process.
  • the bulk density of the compounds according to the invention is preferably between 120 and 500 grams per liter and can therefore differ considerably from that of the other powdery constituents of a finished washing or cleaning agent, normally without segregation occurring.
  • the compounds according to the invention are free-flowing, free-flowing powders which do not lose their advantageous properties even after prolonged storage.
  • the compounds according to the invention can be mixed with other compounds in a manner known in principle
  • Such agents are mixed with conventional powdery constituents, which include, in particular, abrasives, for example quartz powder, bleaching agents, for example perborates or percarbonates, and bleach activators, for example multi-acylated alkylenediamines, carboxylic acid anhydrides or multi-acylated polyols.
  • abrasives for example quartz powder
  • bleaching agents for example perborates or percarbonates
  • bleach activators for example multi-acylated alkylenediamines, carboxylic acid anhydrides or multi-acylated polyols.
  • the spraying of liquid, liquefied or dissolved ingredients, for example enzymes, dyes, fragrances or other surfactants, in particular nonionic surfactants, onto the compounds according to the invention is also possible in a manner known in
  • aqueous slurries were produced from the raw materials given in Table 1, which contained 40 to 44 wt .-% water.

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Abstract

Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man 15 bis 50 Gewichtsteile Alkylsulfat der Formel R1-OSO3X, in der R1 einen Alkylrest mit 10 bis 20 C-Atomen und X ein Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituiertes Ammonium bedeuten, 1 bis 5 Gewichtsteile Alkylglykosid der Formel R2-O(G)n, in der R2 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl von 1 bis 10 bedeuten, wobei das Gewichtsverhältnis von Alkylsulfat zu Alkylglykosid 25:1 bis 8:1 beträgt, und 45 bis 80 Gewichtsteile eines anorganischen Trägermaterials, das zu mindestens 7 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis SiO¿2? zu Alkalioxid über 2 besteht, mit so viel Wasser mischt, daß eine bei Temperaturen unter 80 °C fließfähige und pumpbare Mischung mit einer Viskosität von 3 000 mPa.s bis 15 000 mPa.s, gemessen bei 60 °C bis 75 °C, entsteht, und dieser durch Sprühtrocknung unter Verwendung von Trocknungsgasen mit Temperaturen unter 250 °C das Wasser soweit entzieht, daß ein pulverförmiges, rieselfähiges Produkt entsteht. Die so herstellbaren Tensidmischungen werden vorzugsweise zur Herstellung partikelförmiger Wasch- und Reinigungsmittel verwendet.

Description

"Pulverförmige Tensidmischung"
Die Erfindung betrifft pulverförmige, schütt- und rieselfähige Tensidmischungen, die Alkylsulfat, Alkylglykosid und anorganisches Trägermaterial enthalten, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Vorgemische (Compounds) zur Herstellung von partikelförmigen Waschund Reinigungsmitteln.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 87/02053 ist ein Verfahren zur Herstellung teilchenförmiger Waschmittel durch Trocknen einer 40 bis 80 prozentigen wäßrigen Aufschlämmung bekannt, die, bezogen auf entstehenden Feststoff, 2 bis 60 Gew.-% Tenside, die zu mindestens 0,1 Gew.-% aus Alkylglykosiden bestehen, wobei die Gesamtmenge an Alkylglykosiden höchstens 2 Gew.-% beträgt, 5 bis 70 Gew.-% Buildersubstanzen und bis zu 40 Gew.-% wasserlösliche Füllstoffe enthält. In derartigen Aufschlämmungen wirken die Alkylglykoside als Viskositätserniedriger. Bevorzugt eingesetzte Tenside sind anionische Tenside, insbesondere solche vom Typ der Alkylbenzolsulfonate, und nichtionische Tenside, insbesondere ethoxylierte Fettalkohole. Der Entzug des Wassers aus der Aufschlämmung wird vorzugsweise durch Sprühtrocknen erreicht.
Der Einsatz von Alkylbenzolsulfonat in Wasch- und Reinigungsmitteln wird in neuerer Zeit wegen der Erdöl-Basis dieses Tensids in Frage gestellt. Als umweitverträglichere Tenside mit vergleichbar guten Reinigungseigenschaften kommen zum Beispiel Sulfatierungsprodukte von aus nachwachsenden Rohstoffen zugänglichen Verbindungen, insbesondere Fettalkoholen, in Betracht. Während allerdings alkylbenzolsulfonathaltige wäßrige Aufschlämmungen problemlos bei den in derartigen Verfahren üblichen Temperaturen, normalerweise etwa 250 °C bis 350 °C, sprühgetrocknet werden können, besteht bei wäßrigen Aufschlämmungen, welche die gleiche Menge an Alkylsulfaten enthalten, die Gefahr der Selbstentzündung.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, welches die Herstellung alkylbenzolsulfonatfreier pulverförmiger Tensidmischungen durch Sprühtrocknen einer wäßrigen Aufschlämmung unter Vermeidung der genannten Probleme erlaubt. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Tensidmischungen gelöst, das im wesentlichen darin besteht, daß man 15 bis 50 Gewichtsteile Alkylsulfat der Formel I,
R1-OSO3X (I) in der R1 einen Alkylrest mit 10 bis 20 C-Atomen und X ein Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituiertes Ammoniumion bedeuten, 1 bis 5 Gewichtsteile Alkylglykosid der Formel II,
R2-O(G)n (II) in der R2 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl von 1 bis 10 bedeuten, wobei das Gewichtsverhältnis von Alkyl- sulfat zu Alkylglykosid 25:1 bis 8:1, vorzugsweise 20:1 bis 10:1 beträgt, und 45 bis 80 Gewichtsteile eines anorganischen Trägermaterials, das zu mindestens 7 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis SiO2 zu Alkalioxid über 2 besteht, mit so viel Wasser mischt, daß eine bei Temperaturen unter 80 °C fließfähige und pumpbare Mischung mit einer Viskosität von 3000 mPa·s bis 15000 mPa·s, gemessen bei 60 °C bis 75 °C, entsteht, und dieser durch Sprühtrocknung unter Verwendung von Trocknungsgasen mit Temperaturen unter 250 °C das Wasser soweit entzieht, daß ein pulverförmiges, rieselfähiges Produkt entsteht. Dies ist in der Regel bei Wassergehalten im Pulverprodukt von nicht mehr als 15 Gew.-%, insbesondere von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-% der Fall. In Formulierungen, in denen das Trägermaterial einen Teil des Wassers als Kristallwasser bindet, bezieht sich der Rest-Wassergehalt auf das freie, nicht im Kristallgitter gebundene Wasser.
Vorzugsweise wird das Verfahren derart ausgeführt, daß man 20 bis 40 Gewichtsteile Alkylsulfat gemäß Formel I, 2 bis 4 Gewichtsteile Alkylglykosid gemäß Formel II und 48 bis 68 Gewichtsteile des anorganischen Trägermaterials mit so viel Wasser mischt, daß eine mindestens 35 Gew.-%, insbesondere 40 Gew.-% bis 50 Gew.-% Wasser enthaltende Mischung entsteht. Das anorganische Trägermaterial besteht vorzugsweise zu 20 bis 50 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis SiO2 zu Alkalioxid über 2, insbesondere von 2,5 bis 3,5. Bevorzugtes Alkalimetall ist hierbei Natrium. Zusätzlich zum Alkalisilikat können weitere wasserlösliche und nach dem Trocknen partikelförmige anorganische Trägermaterialien eingesetzt werden. Besonders geeignet sind die Alkalicarbonate, -hydrogencarbonate und -sulfate sowie deren Gemische. Auch die Einarbeitung wasserunlöslicher Trägermaterialien, zu denen insbesondere Schichtsilikate, beispielsweise Bentonite oder Smectite, und Alumosilikate, beispielsweise Zeolithe, gehören, ist möglich.
Die Sprühtrocknung der wäßrigen Aufschlämmungen erfolgt in üblicherweise dafür vorgesehenen Apparaturen, sogenannten Sprühtürmen, in deren oberem Teil die Aufschlämmung durch Druckdüsen zu feinen Tröpfchen versprüht wird, die sich unter Einwirkung der Schwerkraft in den unteren Teil des Sprühturms bewegen und dabei mit heißen Trocknungsgasen in Kontakt kommen, die im Gleichstrom oder vorzugsweise im Gegenstrom zu den zu trocknenden Partikeln geführt werden. Dabei ist darauf zu achten, daß die Temperatur der Trocknungsgase nicht so hoch liegt, daß die Temperatur der sprühgetrockneten Partikel über die Selbstentzündungstemperatur dieser Partikel steigt. Im Rahmen der Erfindung bedeutet dies, daß die Temperatur der Trocknungsgase einen Wert von 250 °C nicht überschreitet und vorzugsweise im Bereich von 120 °C bis 240 °C, insbesondere von 140 °C bis 210 °C liegt, wobei die Trocknungsgastemperatur an der heißesten Stelle des Trockenturms, dem sogenannten Ringkanal, gemessen wird.
Bei der Zubereitung der zu den erfindungsgemäßen Mischungen führenden Aufschlämmungen ist die Einarbeitung wäßriger, in der Regel 30- bis 60-gewichtsprozentiger Alkylglykosid-Pasten, wie sie im Rahmen der Alkylglykosid-Herstellung und gegebenenfalls anschließendem Bleichen üblicherweise anfallen, möglich. Ebenso kann die Alkylsulfat-Komponente und insbesondere die Träger-Komponente als wäßrige Lösung oder Aufschlämmung eingesetzt werden. Um die leichte Fließ- und Pumpfähigkeit der zu versprühenden Aufschlämmung bei Temperaturen unter 80 °C zu gewährleisten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens etwa 35 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 50 Gew.-% Wasser in der zu trocknenden Aufschlämmung vorhanden ist. Dabei ist als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens die mit Werten im Bereich von 3000 mPa·s bis 15000 mPa·s bei Temperaturen von 60 °C bis 75 °C überraschend niedrige Viskosität der zu den erfindungsgemäßen Compounds führenden Aufschlämmungen gegenüber Aufschlämmungen, die statt Alkylsulfat die gleiche Menge Alkylbenzolsulfonat enthalten, zu werten.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen pulverförmigen, schütt- und rieselfähigen Tensidmischungen enthalten 15 bis 50 Gew.-% Alkylsulfat der Formel I,
R1-OSO3X (I) in der R1 einen Alkylrest mit 10 bis 20 C-Atomen und X ein Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituiertes Ammoniumion bedeuten, 1 bis 5 Gew.-% Alkylglykosid der Formel II,
R2-O(G)n (II) in der R2 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl von 1 bis 10 bedeuten, wobei das Gewichtsverhältnis von Alkylsulfat zu Alkylglykosid 25:1 bis 8:1 beträgt, und 45 bis 80 Gew.-% eines anorganischen Trägermaterials, das zu mindestens 7 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis SiO2 zu Alkalioxid größer 2 besteht.
Als für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Compounds geeignete Alkylsulfate kommen die Verbindungen der Formel I, in der R1 einen Alkylrest mit 10 bis 20 C-Atomen und X ein Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituiertes Ammoniumion bedeuten, in Frage. Besonders geeignet sind die Derivate der Fettalkohole mit insbesondere 12 bis 18 C-Atomen und deren verzweigtkettiger Analogen, der sogenannten Oxoalkohole. Die Alkylsulfate können in bekannter Weise durch Reaktion der entsprechenden Alkoholkomponente mit einem üblichen Sulfatierungsreagenz, insbesondere Schwefeltrioxid oder Chlorsulfonsäure, und anschließende Neutralisation mit Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituierten Ammoniumbasen hergestellt werden. Derartige Alkylsulfate sind in den erfindungsgemäßen Compounds in Mengen von 15 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% enthalten.
Die zur Einarbeitung in die erfindungsgemäßen Compounds geeigneten Alkylglykoside sind Verbindungen der allgemeinen Formel II, in der R2 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeuten. Derartige Alkylglykoside und ihre Herstellung werden zum Beispiel in den europäischen Patentanmeldungen EP 92 355, EP 301 298, EP 357 969 und EP 362 671 oder der US-amerikanischen Patentschrift US 3 547 828 beschrieben. Bei der Glykosidkomponente ((G)n in Formel II) derartiger Alkylglykoside handelt es sich um Oligo- oder Polymere aus natürlich vorkommenden Aldose- oder Ketose-Monomeren, zu denen insbesondere Glucose, Mannose, Fruktose, Galaktose, Talose, Gulose, Altrose, Allose, Idose, Ribose, Arabinose, Xylose und Lyxose gehören. Die aus derartigen glykosidisch verknüpften Monomeren bestehenden Oligomere werden außer durch die Art der in ihnen enthaltenen Zucker durch deren Anzahl, den sogenannten Oligomerisierungsgrad, charakterisiert. Der Oligomerisierungsgrad (n in Formel II) nimmt als analytisch zu ermittelnde Größe im allgemeinen gebrochene Zahlenwerte an; er liegt bei Werten zwischen 1 und 10, bei den vorzugsweise eingesetzten Alkylglykosiden unter einem Wert von 1,5, insbesondere zwischen 1,2 und 1,4. Bevorzugter Monomer-Baustein ist wegen der guten Verfügbarkeit Glucose.
Der Alkylteil (R2 in Formel II) der in den erfindungsgemäßen Tensidmischungen enthaltenen Alkylglykoside stammt bevorzugt ebenfalls aus leicht zugänglichen Derivaten nachwachsender Rohstoffe, insbesondere aus Fettalkoholen, obwohl auch deren verzweigtkettige Isomere, insbesondere sogenannte Oxoalkohole, zur Herstellung verwendbarer Alkylglykoside eingesetzt werden können. Brauchbar sind demgemäß insbesondere die primären Alkohole mit linearen Octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Tetradecyl-, Hcxadecyl- oder Octadecylresten sowie deren Gemische. Besonders geeignete Alkylglykoside enthalten einen Kokosfettalkylrest, das heißt Mischungen mit im wesentlichen R1=Dodecyl und R1=Tetradecyl. Die Alkylglykoside können herstellungsbedingt geringe Mengen, beispielsweise 1 bis 2 %, an nicht umgesetztem freiem Fettalkohol enthalten, was sich nicht nachteilig auf die Eigenschaften der damit hergestellten Compounds auswirkt. Derartige Alkylglykoside sind in den erfindungsgemäßen Compounds in Mengen von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 2 Gew.-% bis 4 Gew.-% enthalten, wobei das Gewichtsverhältnis von Alkylsulfat zu Alkylglykosid 25:1 bis 8:1, vorzugsweise 20:1 bis 10:1 beträgt.
Darüberhinaus können die erfindungsgemäßen Gemische weitere Tenside, vorzugsweise nichtionische Tenside und/oder Aniontenside und unter diesen insbesondere soiche des Sulfat- oder Sulfonat-Typs, in Mengen von vorzugsweise nicht über 10 Gew.-%, insbesondere von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-%, enthalten. Zu den zusätzlich brauchbaren Tensiden vom Sulfat-Typ gehören die sulfatierten Alkoxylierungsprodukte der genannten Alkohole, sogenannte Ethersulfate. Vorzugsweise enthalten derartige Ethersulfate 2 bis 30, insbesondere 4 bis 10, Ethylenglykol-Gruppen pro Molekül. Zu den geeigneten Aniontensiden gehören auch die durch Umsetzung von Fettsäureestern mit Schwefeltrioxid und anschließender Neutralisation erhältlichen α-Sulfoester, insbesondere die sich von Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen, und linearen Alkoholen mit 1 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise 1 bis 4 C-Atomen, ableitenden Sulfonierungsprodukte.
Zu den in Frage kommenden nichtionischen Tensiden gehören die Alkoxylate, insbesondere die Ethoxylate und/oder Propoxylate von linearen oder verzweigtkettigen Alkoholen mit 10 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen. Der Alkoxylierungsgrad der Alkohole liegt dabei zwischen 1 und 20, vorzugsweise zwischen 3 und 10. Sie können in bekannter Weise durch Umsetzung der entsprechenden Alkohole mit den entsprechenden Alkylenoxiden hergestellt werden. Geeignet sind insbesondere die Derivate der Fettalkohole, obwohl auch deren verzweigtkettige Isomere, insbesondere sogenannte Oxoalkohole, zur Herstellung verwendbarer Alkoxylate eingesetzt werden können. Brauchbar sind demgemäß insbesondere die Ethoxylate primärer Alkohole mit linearen Dodecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl- oder Octadecylresten sowie deren Gemische. Außerdem sind entsprechende Ethoxylierungs- und/oder Propoxyl ierungsprodukte von Alkylaminen, vicinalen Diolen und Carbonsäureamiden, die hinsichtlich des Alkylteils den genannten Alkoholen entsprechen, verwendbar. Trägersubstanzen sind in den erfindungsgemäßen Mischungen in Mengen von 45 Gew.-% bis 80 Gew.-%, vorzugsweise von 48 Gew.-% bis 68 Gew.-% enthalten, wobei wesentlich ist, daß mindestens 7 Gew.-% des Trägermaterials, vorzugsweise 20 Gew.-% bis 45 Gew.-%, aus dem genannten Alkalisilikat bestehen.
Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Mischungen weitere in Wasch- und Reinigungsmitteln übliche Bestandteile enthalten, die unter den Trocknungsbedingungen stabil sind. Zu diesen fakultativen Bestandteilen gehören insbesondere Komplexbildner für Schwermetalle, beispielsweise Aminopolycarbonsäuren und/oder Polyphosphonsäuren, Vergrauungsinhibitoren, beispielsweise Celluloseether, Cobuilder, beispielsweise Polymerpolycarbonsäuren, Schauminhibitoren, beispielsweise Organopolysiloxane oder Paraffine, und optische Aufheller, beispielsweise Stilbendisulfonsäurederivate.
Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Tensidmischungen werden insbesondere als schütt- und rieselfähiges Vorprodukte (Compounds) für die Herstellung von partikelförmigen Wasch- oder Reinigungsmitteln verwendet.
Zur Verwendung als Vorgemische für die Herstellung pulverförmiger Wasch-und Reinigungsmittel sollten die erfindungsgemäßen Compounds mittlere Korngrößen von vorzugsweise 0,2 mm bis 0,4 mm aufweisen und weitgehend frei von Teilchen mit Durchmessern über 2 mm oder unter 50 μm sein. Diese Grenzen werden von den durch Sprühtrocknen erhaltenen Compounds normalerweise eingehalten, ansonsten können Partikel außerhalb dieses Größenbereichs durch einfaches Aussieben entfernt und in den Herstellungsprozeß zurückgeführt werden. Vorzugsweise liegt die Schüttdichte der erfindungsgemäßen Compounds zwischen 120 und 500 Gramm pro Liter und kann damit durchaus wesentlich von derjenigen der übrigen pulverförmigen Bestandteile eines fertigen Wasch- oder Reinigungsmittels abweichen, normalerweise ohne Auftreten von Entmischung.
Die erfindungsgemäßen Compounds sind rieselfähige, freifließende Pulver, die ihre vorteilhaften Eigenschaften auch bei längerer Lagerung nicht verlieren. Zur Herstellung von Reinigungs- oder Waschmitteln können die erfindungsgemäßen Compounds in im Prinzip bekannter Weise mit sonstigen in derartigen Mitteln üblichen pulverförmigen Bestandteilen vermischt werden, zu denen insbesondere Abrasivstoffe, beispielsweise Quarzmehl, Bleichmittel, beispielsweise Perborate oder Percarbonate, und Bleichaktivatoren, beispielsweise mehrfach acylierte Alkylendiamine, Carbonsäureanhydride oder mehrfach acylierte Polyole, gehören. Auch das Aufsprühen von flüssigen, verflüssigten oder gelösten Inhaltsstoffen, beispielsweise Enzymen, Farbstoffen, Duftstoffen oder weiteren Tensiden, insbesondere nichtionischen Tensiden, auf die erfindungsgemäßen Compounds ist in im Prinzip bekannter Weise möglich.
Beispiele
Beispiel 1
Durch Erwärmen der Alkylglykosid-Komponente auf ca. 60°C, Zugabe zur wäßrigen Alkylsulfat-Lösung und Zugabe der weiteren Komponenten unter Rühren, wobei der Zeolith in Form einer ca. 50-gewichtsprozentigen wäßrigen Aufschlämmung eingesetzt wurde und das Natriumsilikat in Form einer ca. 35-gewichtsprozentigen Wasserglas-Lösung als letzte Komponente zugegeben wurde, wurden aus den in Tabelle 1 angegebenen Rohstoffen wäßrige Aufschlämmungen erzeugt, die 40 bis 44 Gew.-% Wasser enthielten. Diese Slurries, die bei 65 °C die in Tabelle 2 angegebenen Viskositäten aufwiesen, wurden auf Temperaturen von etwa 60 °C bis 80 °C erwärmt und unter einem Druck von 40 bar in einem Trockenturm versprüht, wobei Heißluft (Temperatur 145 °C bis 160 °C im Ringkanal) im Gegenstrom geführt wurde. Dabei wurden die in Tabelle 1 durch ihre Zusammensetzung charakterisierten rieselfähigen Pulver mit mittleren Korngrößen um 300 μm erhalten, die frei von Teilchen über 1,6 mm Durchmesser waren, Staubanteile von 0,1 bis 0,65 Gew.-% aufwiesen und Schüttdichten von 145 bis 270 Gramm pro Liter besaßen.
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Tensidmischungen durch Trocknen fließfähiger, wäßriger, tensidhaltiger Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß man 15 bis 50 Gewichtsteile Alkylsulfat der Formel I,
R1-OSO3X (I) in der R1 einen Alkylrest mit 10 bis 20 C-Atomen und X ein Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituiertes Ammoniumion bedeuten, 1 bis 5 Gewichtsteile Alkylglykosid der Formel II,
R2-O(G)n (II) in der R2 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl von 1 bis 10 bedeuten, wobei das Gewichtsverhältnis von Alkylsulfat zu Alkylglykosid 25:1 bis 8:1 beträgt, und 45 bis 80 - Gewichtsteile eines anorganischen Trägermaterials, das zu mindestens 7 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis SiO2 zu Alkalioxid über 2 besteht, mit so viel Wasser mischt, daß eine bei Temperaturen unter 80 °C fließfähige und pumpbare Mischung mit einer Viskosität von 3000 mPa·s bis 15000 mPa·s, gemessen bei 60 °C bis 75 °C, entsteht, und dieser durch Sprühtrocknung unter Verwendung von Trocknungsgasen mit Temperaturen unter 250 °C das Wasser soweit entzieht, daß ein pulverförmiges, rieselfähiges Produkt entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 20 bis 40 Gewichtsteile Alkylsulfat gemäß Formel I, 2 bis 4 Gewichtsteile Alkylglykosid gemäß Formel II und 48 bis 68 Gewichtsteile des anorganischen Trägermaterials mit so viel Wasser mischt, daß eine mindestens 35 Gew.-%, insbesondere 40 Gew.-% bis 50 Gew.-% Wasser enthaltende Mischung entsteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Alkylsulfat zu Alkylglykosid 20:1 bis 10:1 beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Trocknungsgase mit Temperaturen von 120 °C bis 240 °C, insbesondere von 140 °C bis 210 °C einsetzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Trägermaterial zu 20 bis 50 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis Siθ2 zu Alkalioxid über 2, insbesondere von 2,5 bis 3,5 besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Trägermaterial zusätzlich zu dem Alkalisilikat ein Alkalicarbonat, Alkalihydrogencarbonat, Alkalisulfat, Schichtsilikat oder Alumosilikat oder ein Gemisch aus diesen enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man der fließfähigen wäßrigen Mischung das Wasser durch Sprühtrocknung soweit entzieht, daß das entstehende pulverförmige Produkt nicht mehr als 15 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% bis 15 Gew.-% Wasser enthält.
8. Pulverförmige, schütt- und rieselfähige Tensidmischung, die durch Sprühtrocknen unter Verwendung von Trocknungsgasen mit Temperaturen unter 250 °C einer gießfähigen wäßrigen Mischung ihrer Bestandteile erhalten wird, und die
15 bis 50 Gew.-% Alkylsulfat der Formel I,
R1-OSO3X (I) in der R1 einen Alkylrest mit 10 bis 20 C-Atomen und X ein Alkali-, Ammonium- oder Alkyl- beziehungsweise Hydroxyalkyl-substituiertes Ammoniumion bedeuten, 1 bis 5 Gew. -% Alkylglykosid der Formel I I ,
R2-O(G)n ( I I ) in der R2 einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen, G eine Glykoseeinheit und n eine Zahl von 1 bis 10 bedeuten, wobei das Gewichtsverhältnis von Alkylsulfat zu Alkylglykosid 25:1 bis 8:1 beträgt, und
45 bis 80 Gew.-% eines anorganischen Trägermaterials enthält, das zu mindestens 7 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis SiO2 zu Alkalioxid größer 2 besteht.
9. Tensidmischung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie 20 bis 40 Gew.-% Alkylsulfat gemäß Formel I, 2 bis 4 Gew.-% Alkylglykosid gemäß Formel II, 48 bis 68 Gew.-% Trägermaterial und nicht mehr als 15 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-% Wasser enthält.
10. Tensidmischung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Trägermaterial zu 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% aus Alkalisilikat mit einem Molverhältnis SiO2 zu Alkalioxid größer 2 besteht.
11. Tensidmischung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalisilikat ein Molverhältnis SiO2 zu Alkalioxid von 2,5 bis 3,5 aufweist.
12. Tensidmischung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylsulfat der Formel I einen Alkylrest R1 mit 12 bis 18 C-Atomen besitzt.
13. Tensidmischung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylglykosid der Formel II ein Alkylglucosid ist und einen Oligomerisierungsgrad n unter 1,5, insbesondere von 1,2 bis 1,4, besitzt.
14. Verwendung einer pulverförmigen Tensidmischung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13 als schütt- und rieselfähiges Vorgemisch zur Herstellung von partikelförmigen Wasch- oder Reinigungsmitteln.
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