DE10045267A1 - Wasch- und Reinigungsmittelformkörper mit Polyurethan-Beschichtung - Google Patents
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper mit Polyurethan-BeschichtungInfo
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Abstract
Beschichtete Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper, bei denen die Beschichtung sowohl die Formkörper gegen mechanische Belastung schützt als auch ohne Zusatz von Desintegrationshilfsmitteln schnell desintegrierbar und/oder lösliich ist, sind mit einer Beschichtung versehen, welche Polyurethane aus Diisocyanaten (I) und Diolen (II) enthält DOLLAR F1 wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb) DOLLAR F2 und R·1· sowie R·2· unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituierten, geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
Description
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der kompakten Formkörper, die wasch-
und reinigungsaktive Eigenschaften aufweisen. Solche Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper umfassen beispielsweise Waschmittelformkörper für das Waschen von Textili
en, Reinigungsmittelformkörper für das maschinelle Geschirrspülen oder die Reinigung
harter Oberflächen, Bleichmittelformkörper zum Einsatz in Wasch- oder Geschirrspülma
schinen, Wasserenthärtungsformkörper oder Fleckensalztabletten. Insbesondere betrifft
die Erfindung Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, die zum Waschen von Textilien in
einer Haushaltswaschmaschine eingesetzt und kurz als Waschmitteltabletten bezeichnet
werden sowie Reinigungsmitteltabletten für das maschinelle Geschirrspülen.
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper sind im Stand der Technik breit beschrieben und
erfreuen sich beim Verbraucher wegen der einfachen Dosierung zunehmender Beliebt
heit. Tablettierte Wasch- und Reinigungsmittel haben gegenüber pulverförmigen eine
Reihe von Vorteilen: Sie sind einfacher zu dosieren und zu handhaben und haben auf
grund ihrer kompakten Struktur Vorteile bei der Lagerung und beim Transport. Auch in der
Patentliteratur sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper folglich umfassend beschrie
ben. Ein Problem, das bei der Anwendung von wasch- und reinigungsaktiven Formkör
pern immer wieder auftritt, ist die zu geringe Zerfalls- und Lösegeschwindigkeit der Form
körper unter Anwendungsbedingungen. Da hinreichend stabile, d. h. form- und bruchbe
ständige Formkörper nur durch verhältnismäßig hohe Preßdrucke hergestellt werden kön
nen, kommt es zu einer starken Verdichtung der Formkörperbestandteile und zu einer
daraus folgenden verzögerten Desintegration des Formkörpers in der wäßrigen Flotte und
damit zu einer zu langsamen Freisetzung der Aktivsubstanzen im Wasch- bzw. Reinigungsvorgang.
Die verzögerte Desintegration der Formkörper hat weiterhin den Nachteil,
daß sich übliche Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nicht über die Einspülkammer
von Haushaltswaschmaschinen einspülen lassen, da die Tabletten nicht in hinreichend
schneller Zeit in Sekundärpartikel zerfallen, die klein genug sind, um aus Einspülkammer
in die Waschtrommel eingespült zu werden. Ein weiteres Problem, das insbesondere bei
Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern auftritt, ist die Friabilität der Formkörper bzw.
deren oftmals unzureichende Stabilität gegen Abrieb. So können zwar hinreichend bruch
stabile, d. h. harte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper hergestellt werden, oft sind
diese aber den Belastungen bei Verpackung, Transport und Handhabung, d. h. Fall- und
Reibebeanspruchungen, nicht ausreichend gewachsen, so daß Kantenbruch- und Abrieb
erscheinungen das Erscheinungsbild des Formkörpers beeinträchtigen oder gar zu einer
völligen Zerstörung der Formkörperstruktur führen.
Zur Überwindung der Dichotomie zwischen Härte, d. h. Transport- und Handhabungsstabi
lität, und leichtem Zerfall der Formkörper sind im Stand der Technik viele Lösungsansätze
entwickelt worden. Ein insbesondere aus der Pharmazie bekannter und auf das Gebiet
der Wasch- und Reinigungsmittelformkörper ausgedehnter Ansatz ist die Inkorporation
bestimmter Desintegrationshilfsmittel, die den Zutritt von Wasser erleichtern oder bei Zu
tritt von Wasser quellen bzw. gasentwickelnd oder in anderer Form desintegrierend wir
ken. Andere Lösungsvorschläge aus der Patentliteratur beschreiben die Verpressung von
Vorgemischen bestimmter Teilchengrößen, die Trennung einzelner Inhaltsstoffe von be
stimmten anderen Inhaltsstoffen sowie die Beschichtung einzelner Inhaltsstoffe oder des
gesamten Formkörpers mit Bindemitteln.
Die Beschichtung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern, die auch im deutschen
Sprachgebrauch zunehmend als "coating" bezeichnet wird, ist Gegenstand einiger Pa
tentanmeldungen.
So beschreiben die europäischen Patentanmeldungen EP 846 754, EP 846 755 und EP 846 756
(Procter & Gamble) beschichtete Waschmitteltabletten, die einen "Kern" aus ver
dichtetem, teilchenförmigen Wasch- und Reinigungsmittel sowie ein "coating" umfassen,
wobei als Beschichtungsmaterialien Dicarbonsäuren, insbesondere Adipinsäure einge
setzt werden, die gegebenenfalls weitere Inhaltsstoffe wie beispielsweise Desintegrati
onshilfsmittel, enthalten.
Beschichtete Waschmitteltabletten sind auch Gegenstand der europäischen Patentan
meldung EP 716 144 (Unilever). Nach den Angaben in dieser Schrift läßt sich die Härte
der Tabletten durch ein "coating" verstärken, ohne daß die Zerfalls- und Lösezeiten be
einträchtigt werden. Als Beschichtungsagentien werden filmbildende Substanzen, insbe
sondere Copolymere von Acrylsäure und Maleinsäure oder Zucker sowie Polyethylengly
cole genannt.
Die im Stand der Technik offenbarten Lösungsvorschläge nutzen dabei Beschichtungs
materialien, welche im späteren Wasch- oder Reinigungsvorgang teilweise nur zögerlich
lösbar sind und zum Teil durch den Zusatz von Desintegrationshilfsmitteln überhaupt erst
desintegrierbar gemacht werden müssen. Auf diese Weise steht entweder am Anfang des
Reinigungsganges keine oder nicht genügen Aktivsubstanz in der Flotte zur Verfügung,
oder eine Dosierbarkeit über Einspülkammern von Haushaltswaschmaschinen ist nicht
ohne zusätzliche Kosten gegeben.
Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, beschichtete Wasch- und Rei
nigungsmittelformkörper bereitzustellen, bei denen die vorteilhaften Eigenschaften der
höheren Härten ohne Beeinträchtigung der kurzen Zerfallszeiten mit geringen Mengen an
Beschichtungsagentien erreicht werden, wobei als Beschichtungsmaterialien solche
Stoffe bereitgestellt werden sollten, die neben dem mechanischen Schutz der Formkörper
auch ohne den Zusatz weiterer Hilfsstoffe gut löslich und/oder desintegrierbar sind. Die
Resistenz der Formkörper gegenüber Fall- und Reibebelastungen sollte gegenüber den
bekannten Formkörpern erreicht oder weiter verbessert werden. Im Idealfall sollten die
beschichteten Formkörper mit minimiertem Verpackungsaufwand, d. h. mit einer kosten
günstigeren Einzelverpackung oder sogar ganz ohne Einzelverpackung an den Handel
ausgeliefert werden können, ohne daß die Lagerstabilität der Formkörper hierunter leidet.
Ein leicht durchzuführendes und universell anwendbares Verfahren zur Herstellung sol
cher beschichteter Formkörper bereitzustellen, war eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung.
Es wurde nun gefunden, daß sich bestimmte Polyurethane, die als Diolkomponente we
nigstens anteilsweise Polyethylen- oder Polypropylenglycole enthalten, auch zur Be
schichtung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern eignen und diesen vorteilhafte
Eigenschaften verleihen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper
aus verdichtetem teilchenförmigen Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend Gerüst
stoff(e) sowie gegebenenfalls weitere Wasch- und Reinigungsmittelbestandteile, wobei
die Formkörper mit einer Beschichtung versehen sind, welche Polyurethane aus Diisocy
anaten (I) und Diolen (II) enthält
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa)
und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituierten,
geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Kohlenstoff
atomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
Die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper sind mit einer Be
schichtung versehen, die bestimmte Polyurethane enthält. Diese Polymere werden nach
folgend näher beschrieben.
Polyurethane sind Polyaddukte aus mindestens zwei verschiedenen Monomertypen,
- - einem Di- oder Polyisocyanat (A) und
- - einer Verbindung (B) mit mindestens 2 aktiven Wasserstoffatomen pro Mole kül.
Die in der Beschichtung der erfindungsgemäßen Formkörper enthaltenen Polyurethane
werden dabei aus Reaktionsgemischen erhalten, in denen mindestens ein Diisocyanat der
Formel (I) und mindestens ein Polyethylenglycol der Formel (IIa) und/oder mindestens
ein Polypropylenglycol der Formel (IIb) enthalten sind.
Zusätzlich können die Reaktionsgemische weitere Polyisocyanate enthalten. Auch ein
Gehalt der Reaktionsgemische - und damit der Polyurethane - an anderen Diolen, Trio
len, Diaminen, Triaminen, Polyetherolen und Polyesterolen ist möglich. Dabei werden die
Verbindungen mit mehr als 2 aktiven Wasserstoffatomen üblicherweise nur in geringen
Mengen in Kombination mit einem großen Überschuß an Verbindungen mit 2 aktiven
Wasserstoffatomen eingesetzt.
Bei Zusatz weiterer Diole etc. sind bestimmte Mengenverhältnisse zu den erfindungsge
mäß zwingend im Polyurethan vorliegenden Polyethylen- und/oder Polypropylengly
coleinheiten zu beachten. Hier sind Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper bevorzugt,
bei denen mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 25 Gew.-%, besonders be
vorzugt mindestens 50 Gew.-% uns insbesondere mindestens 75 Gew.-% der in das Po
lyurethan einreagierten Diole ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder
Polypropylenglycolen (IIb).
Die Beschichtung kann neben den speziellen Polyurethanen weitere Inhaltsstoffe wie an
dere Beschichtungsmaterialien oder Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, ins
besondere Farb- und/oder Duftstoffe oder Desintegrationshilfsmittel, enthalten. Bevorzugt
sind erfindungsgemäß aber Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper, bei denen die Be
schichtung mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 25 Gew.-%, besonders
bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und insbesondere mindestens 75 Gew.-% Polyuretha
ne enthält, wobei erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper besonders
bevorzugt sind, bei denen die Beschichtung vollständig aus Polyurethan besteht.
Die erfindungsgemäß als Beschichtungsmaterial eingesetzten Polyurethane enthalten als
Monomerbaustein Diisocyanate der Formel (I). Als Diisocyanate werden überwiegend
Hexamethylendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat, 4,4'-
Methylendi(phenylisocyanat) und insbesondere Isophorondiisocyanat eingesetzt. Diese
Verbindungen lassen sich durch die vorstehend aufgeführte Formel I beschreiben, in der
R1 für eine verbindende Gruppierung von Kohlenstoffatomen, beispielsweise eine Methy
len- Ethylen- Propylen-, Butylen, Pentylen-, Hexylen usw. -Gruppe steht. In den vorste
hend genannten, technisch am meisten eingesetzten Hexamethylendiisocyanat (HMDI)
gilt R1 = (CH2)6, in 2,4- bzw. 2,6-Toluoldiisocyanat (TDI) steht R1 für C6H3-CH3, in 4,4'-
Methylendi(phenylisocyanat) (MDI) für C6H4-CH2-C6H4), und in Isophorondiisocyanat
steht R1 für den Isophoronrest (3,5,5-Trimethyl-2-cyclohexenon).
Die erfindungsgemäß als Beschichtungsmaterial eingesetzten Polyurethane enthalten als
Monomerbaustein weiterhin Diole der Formel (II), wobei diese Diole mindestens anteils
weise aus der Gruppe der Polyethylenglycole (IIa) und/oder der Polypropylenglycole (IIb)
stammen. Polyethylenglycole sind Polymere des Ethylenglycols, die der allgemeinen
Formel (IIa)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa)
genügen, wobei n Werte zwischen 5 und 2000 annehmen kann. Für Polyethylenglycole
existieren verschiedene Nomenklaturen, die zu Verwirrungen führen können. Technisch
gebräuchlich ist die Angabe des mittleren relativen Molgewichts im Anschluß an die An
gabe "PEG", so daß "PEG 200" ein Polyethylenglycol mit einer relativen Molmasse von
ca. 190 bis ca. 210 charakterisiert. Für kosmetische Inhaltsstoffe wird eine andere No
menklatur verwendet, in der das Kurzzeichen PEG mit einem Bindestrich versehen wird
und direkt an den Bindestrich eine Zahl folgt, die der Zahl n in der oben genannten Formel
(IIa) entspricht. Nach dieser Nomenklatur (sogenannte INCI-Nomenklatur, CTFA Interna
tional Cosmetic Ingredient Dictionary and Handbook, 5th Edition, The Cosmetic, Toiletry
and Fragrance Association, Washington, 1997) sind beispielsweise PEG-6, PEG-8, PEG-
9, PEG-10, PEG-12, PEG-14 und PEG-16 als Monomerbaustein einsetzbar. Kommerziell
erhältlich sind Polyethylenglycole beispielsweise unter den Handelnamen Carbowax®
PEG (Union Carbide), Emkapol® (ICI Americas), Lipoxol® MED (HÜLS America), Polygly
col® E (Dow Chemical), Alkapol® PEG (Rhone-Poulenc), Lutrol® E (BASF).
Polypropylenglycole (Kurzzeichen PPG) sind Polymere des Propylenglycols, die der all
gemeinen Formel (IIb)
genügen, wobei n Werte zwischen 5 und 2000 annehmen kann.
Sowohl im Falle von Verbindungen der Formel (IIa) als auch bei Verbindungen der For
mel (IIb) sind solche Vertreter bevorzugte Monomerbausteine, bei denen die Zahl n für
eine Zahl zwischen 6 und 1500, vorzugsweise zwischen 7 und 1200, besonders bevor
zugt zwischen 8 und 1000, weiter bevorzugt zwischen 9 und 500 und insbesondere zwi
schen 10 und 200 steht. Für bestimmte Anwendungen können Polyethylen- und Polypro
pylenglycole der Formeln (IIa) und/oder (IIb) bevorzugt sein, in denen n für eine Zahl
zwischen 15 und 150, vorzugsweise zwischen 20 und 100, besonders bevorzugt zwi
schen 25 und 75 und insbesondere zwischen 30 und 60 steht.
Beispiele für optional weiter in den Reaktionsmischungen zur Herstellung der Polyuretha
ne enthaltene Verbindungen sind Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, Butylengly
kole, Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,4-Diaminobutan, Hexamethylendiamin und α , ω-
Diamine auf Basis von langkettigen Alkanen oder Polyalkylenoxiden. Erfindungsgemäße
Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper, bei denen die Polyurethane in der Beschich
tung zusätzliche Diamine, vorzugsweise Hexamethylendiamin und/oder Hydroxycar
bonsäuren, vorzugsweise Dimethylolpropionsäure, enthalten, sind bevorzugt.
Diese Aussagen zusammenfassend, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung beson
ders bevorzugte Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung Polyurethane aus Diisocyanaten (I) und Diolen (II) enthält
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei R1 für eine Methylen- Ethylen- Propylen-, Butylen-, Pentylen-Gruppe oder für
-(CH2)6- oder für 2,4- bzw. 2,6-C6H3-CH3, oder für C6H4-CH2-C6H4 oder für einen Isopho
ronrest (3,5,5-Trimethyl-2-cyclohexenon) steht und R2 ausgewählt ist aus -CH2-CH2-(O-
CH2-CH2)n- oder -CH2-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n- mit n = 4 bis 1999.
Je nachdem, welche Reaktionspartner man miteinander zu den Polyurethanen umsetzt,
gelangt man zu Polymeren mit unterschiedlichen Struktureinheiten. Hier sind erfindungs
gemäße Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper bevorzugt, bei denen die Polyurethane
in der Beschichtung Struktureinheiten der Formel (III) aufweisen
-[O-C(O)-NH-R1-NH-C(O)-O-R2]k- (III),
in der R1 für -(CH2)6- oder für 2,4- bzw. 2,6-C6H3-CH3, oder für C6H4-CH2-C6H4 steht und
R2 ausgewählt ist aus -CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n- oder -CH(CH3)-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n-,
wobei n eine Zahl von 5 bis 199 und k eine Zahl von 1 bis 2000 ist.
wobei n eine Zahl von 5 bis 199 und k eine Zahl von 1 bis 2000 ist.
Hierbei sind die als bevorzugt beschriebenen Diisocyanate mit allen als bevorzugt be
schriebenen Diolen zu Polyurethanen umsetzbar, so daß bevorzugte erfindungsgemäße
Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper eine Polyurethan-Beschichtung aufweisen, die
eine oder mehrere der Struktureinheiten (IIa) bis (IIIh) besitzen:
-[O-C(O)-NH-(CH2)6-NH-C(O)-O-CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n]k- (IIIa),
-[O-C(O)-NH-(2,4-C6H3-CH3)-NH-C(O)-O-CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n]k- (IIIb),
-[O-C(O)-NH-(2,6-C6H3-CH3)-NH-C(O)-O-CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n]k- (IIIc),
-[O-C(O)-NH-(C6H4-CH2-C6H4)-NH-C(O)-O-CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n]k- (IIId),
-[O-C(O)-NH-(CH2)6-NH-C(O)-O-CH(CH3)-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n]k- (IIIe),
-[O-C(O)-NH-(2,4-C6H3-CH3)-NH-C(O)-O-CH(CH3)-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n]k- (IIIf),
-[O-C(O)-NH-(2,6-C6H3-CH3)-NH-C(O)-O-CH(CH3)-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n]k- (IIIg),
-[O-C(O)-NH-(C6H4-CH2-C6H4)-NH-C(O)-O-CH(CH3)-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n]k- (IIIh),
wobei n eine Zahl von 5 bis 199 und k eine Zahl von 1 bis 2000 ist.
Wie bereits vorstehend erwähnt, können die Reaktionsmischungen neben Diisocyanaten
(I) und Diolen (II) auch weitere Verbindungen aus der Gruppe der Polyisocyanate (insbe
sondere Triisocyanate und Tetraisocyanate) sowie aus der Gruppe der Polyole und/oder
Di- bzw. Polymaine enthalten. Insbesondere Triole, Tetrole, Pentole und Hexole sowie Di-
und Triamine können in den Reaktionsmischungen enthalten sein. Ein Gehalt an Verbin
dungen mit mehr als zwei "aktiven" H-Atomen (alle vorstehend genannten Stoffklassen
mit Ausnahme der Diamine) führt zu einer teilweisen Vernetzung der Polyurethan-
Reaktionsprodukte und kann vorteilhafte Eigenschaften wie beispielsweise Steuerung des
Auflöseverhaltens, Abriebstabilität oder Flexibilität der Beschichtung, Verfahrensvorteile
beim Aufbringen der Beschichtung etc. bewirken. Üblicherweise beträgt der Gehalt sol
cher Verbindungen mit mehr als zwei "aktiven" H-Atomen an der Reaktionsmischung we
niger als 20 Gew.-% der insgesamt eingesetzten Reaktionspartner für die Diisocyanate,
vorzugsweise weniger als 15 Gew.-% und insbesondere weniger als 5 Gew.-%.
Die Beschichtung kann neben den Polyurethanen weitere Beschichtungsmaterialien wie
beispielsweise andere Polymere oder auch Inhaltsstoffe von Wasch- oder Reinigungs
mitteln, wie Farbstoffe, Duftstoffe etc. enthalten, wobei dies nur in einigen Fällen bevor
zugt ist (siehe oben).
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besitzen die Polyurethane
in der Beschichtung Molmassen von 5000 bis 150.000 gmol-1, vorzugsweise von 10.000
bis 100.000 gmol-1 und insbesondere von 20.000 bis 50.000 gmol-1. Entsprechende
Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper sind erfindungsgemäß bevorzugt.
Die erfindungsgemäß beschichteten Wasch- und Reinigungsmittelformkörper weisen
auch bei geringen Mengen an Beschichtungsmaterial bereits deutlich verbesserte Eigen
schaften auf. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß die Menge an
Beschichtungsmaterial weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 2,5 Gew.-% und
insbesondere weniger als 1 Gew.-% des Gesamtgewichts des beschichteten Formkörpers
ausmacht. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, bei denen das Gewichtsverhältnis
von unbeschichtetem Formkörper zu Beschichtung größer als 10 zu 1, vorzugsweise grö
ßer als 25 zu 1 und insbesondere größer als 50 zu 1 ist, sind daher bevorzugte Ausfüh
rungsformen der vorliegenden Erfindung.
Durch die geringen Mengen, in denen die vorstehend genannten Polymere bereits eine
hoch belastbare und vorteilhafte Beschichtung der vorher verpreßten Wasch- und Reini
gungsmittelformkörper bewirken, lassen sich Beschichtungsdicken realisieren, die im Ver
gleich zu den Abmessungen der Formkörper klein sind. In bevorzugten Wasch- und Rei
nigungsmittelformkörpern beträgt die Dicke der Beschichtung auf dem Formkörper 0,1 bis
500 µm, vorzugsweise 0,5 bis 250 µm und insbesondere 5 bis 100 µm.
Neben den Polyurethanen können die erfindungsgemäßen beschichteten Formkörper in
der Beschichtung auch weitere Inhaltsstoffe enthalten, wobei sich insbesondere weitere
Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln bewährt haben. Diese Substanzen wer
den weiter unten ausführlich beschrieben generell sind erfindungsgemäße Wasch- oder
Reinigungsmittelformkörper bevorzugt, bei denen die Beschichtung zusätzlich einen oder
mehrere Stoffe aus den Gruppen der Desintegrationshilfsmittel, Farbstoffe, optischen
Aufheller, Duftstoffe, Enzyme, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Silberschutzmittel, Kom
plexbildner, Tenside, Vergrauungsinhibitoren und deren Mischungen in Mengen von 0,5
bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere von 2,5 bis 10 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gewicht der Beschichtung, enthält.
Es ist erfindungsgemäß mit besonderem Vorteil möglich, leicht lösliche Stoffe, soge
nannte Lösungsvermittler, in die Beschichtung einzuarbeiten. Besonders bevorzugte Lö
sungsvermittler weisen Löslichkeiten oberhalb von 200 Gramm Lösungsvermittler in ei
nem Liter deionisierten Wasser von 20°C auf. Als solche bevorzugten Lösungsvermittler
zur Einarbeitung in die Beschichtung eignen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung
eine ganze Reihe von Verbindungen, die sowohl aus der Gruppe der kovalenten Verbin
dungen als auch aus der Gruppe der Salze stammen können. Es ist dabei bevorzugt,
wenn die Lösungsvermittler noch höhere Löslichkeiten aufweisen, so daß Lösungsver
mittler als Zusatz zur Beschichtung bevorzugt sind, die eine Löslichkeit von mehr als 250 g
pro Liter Wasser bei 20°C, vorzugsweise von mehr als 300 g pro Liter Wasser bei 20°C
und insbesondere von mehr als 350 g pro Liter Wasser bei 20°C aufweisen. Einen Über
blick über die Löslichkeiten von im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeigneten Lö
sungsvermittlern gibt die nachfolgende Aufstellung. Die in dieser Tabelle angegebenen
Löslichkeitswerte beziehen sich - sofern nicht andere Temperaturen explizit genannte
werden - auf die Löslichkeit bei 20°C.
Die Menge, in denen die genannten Substanzen in die erfindungsgemäße Beschichtung
inkorporiert werden können, liegen vorteilhafterweise im vorstehend genannten Bereich,
d. h. bei Mengen von 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 20 Gew.-% und insbe
sondere von 2,5 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Beschichtung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Lösungsvermittler sind die folgenden
Substanzen:
Vorstehend wurden die Bestandteile der Beschichtung der erfindungsgemäßen Formkör
per näher beschrieben. Im folgenden werden die Bestandteile der Formkörper an sich,
d. h. der unbeschichteten Formkörper, beschrieben. Diese Formkörper werden nachfol
gend zum Teil als "Basisformkörper" bezeichnet, um eine verbale Abgrenzung gegen den
Begriff "Formkörper" oder "Tablette" für die erfindungsgemäß beschichteten Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper zu erreichen, zum Teil wird aber auch der allgemeine Begriff
"Formkörper" verwendet. Da der Gegenstand der vorliegenden Erfindung mit einer Be
schichtung versehene Basisformkörper sind, gelten die nachstehend für den Basisform
körper gemachten Angaben selbstverständlich auch für erfindungsgemäße Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper, die die entsprechenden Bedingungen erfüllen, und umge
kehrt.
Die Basisformkörper enthalten als wesentliche Bestandteile Gerüststoff(e). In den erfin
dungsgemäßen Basisformkörpern können alle üblicherweise in Wasch- und Reinigungs
mitteln eingesetzten Gerüststoffe enthalten sein, insbesondere also Zeolithe, Silikate,
Carbonate, organische Cobuilder und - wo keine ökologischen Vorurteile gegen ihren Ein
satz bestehen - auch die Phosphate.
Geeignete kristalline, schichtförmige Natriumsilikate besitzen die allgemeine Formel
NaMSixO2x+1.H2O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl von 1,9 bis 4
und y eine Zahl von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind. Bevorzugte
kristalline Schichtsilikate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für Natrium
steht und x die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ-
Natriumdisilikate Na2Si2O5.yH2O bevorzugt.
Einsetzbar sind auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul Na2O : SiO2 von 1 : 2 bis
1 : 3,3, vorzugsweise von 1 : 2 bis 1 : 2,8 und insbesondere von 1 : 2 bis 1 : 2,6, welche löse
verzögert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung ge
genüber herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise,
beispielsweise durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Kompaktierung/Ver
dichtung oder durch Übertrocknung hervorgerufen worden sein. Im Rahmen dieser Erfin
dung wird unter dem Begriff "amorph" auch "röntgenamorph" verstanden. Dies heißt, daß
die Silikate bei Röntgenbeugungsexperimenten keine scharfen Röntgenreflexe liefern, wie
sie für kristalline Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima
der gestreuten Röntgenstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beu
gungswinkels aufweisen. Es kann jedoch sehr wohl sogar zu besonders guten Builderei
genschaften führen, wenn die Silikatpartikel bei Elektronenbeugungsexperimenten verwa
schene oder sogar scharfe Beugungsmaxima liefern. Dies ist so zu interpretieren, daß die
Produkte mikrokristalline Bereiche der Größe 10 bis einige Hundert nm aufweisen, wobei
Werte bis max. 50 nm und insbesondere bis max. 20 nm bevorzugt sind. Derartige soge
nannte röntgenamorphe Silikate, weisen ebenfalls eine Löseverzögerung gegenüber den
herkömmlichen Wassergläsern auf. Insbesondere bevorzugt sind verdichte
te/kompaktierte amorphe Silikate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete
röntgenamorphe Silikate.
Der eingesetzte feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser enthaltende Zeolith
ist vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt
der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie
Mischungen aus A, X und/oder P. Kommerziell erhältlich und im Rahmen der vorliegen
den Erfindung bevorzugt einsetzbar ist beispielsweise auch ein Co-Kristallisat aus Zeolith
X und Zeolith A (ca. 80 Gew.-% Zeolith X), das von der Firma CONDEA Augusta S. p. A.
unter dem Markennamen VEGOBOND AX® vertrieben wird und durch die Formel
nNa2O.(1-n)K2O.Al2O3.(2-2,5)SiO2.(3,5-5,5)H2O
beschrieben werden kann. Der Zeolith kann dabei sowohl als Gerüststoff in einem granu
laren Compound eingesetzt, als auch zu einer Art "Abpuderung" der gesamten zu ver
pressenden Mischung verwendet werden, wobei üblicherweise beide Wege zur Inkorpo
ration des Zeoliths in das Vorgemisch genutzt werden. Geeignete Zeolithe weisen eine
mittlere Teilchengröße von weniger als 10 µm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter
Counter) auf und enthalten vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22 Gew.-%
an gebundenem Wasser.
Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Builder
substanzen möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen ver
mieden werden sollte. Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben
die Alkalimetallphosphate unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- bzw. Penta
kaliumtriphosphat (Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungs
mittel-Industrie die größte Bedeutung.
Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall- (insbe
sondere Natrium- und Kalium-)-Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen
man Metaphosphorsäuren (HPO3)n und Orthophosphorsäure H3PO4 neben höhermoleku
laren Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei mehrere Vorteile in
sich: Sie wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen bzw. Kalkin
krustationen in Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.
Natriumdihydrogenphosphat, NaH2PO4, existiert als Dihydrat (Dichte 1,91 gcm-3,
Schmelzpunkt 60°) und als Monohydrat (Dichte 2,04 gcm-3). Beide Salze sind weiße, in
Wasser sehr leicht lösliche Pulver, die beim Erhitzen das Kristallwasser verlieren und bei
200°C in das schwach saure Diphosphat (Dinatriumhydrogendiphosphat, Na2H2P2O7), bei
höherer Temperatur in Natiumtrimetaphosphat (Na3P3O9) und Maddrellsches Salz (siehe
unten), übergehen. NaH2PO4 reagiert sauer; es entsteht, wenn Phosphorsäure mit Na
tronlauge auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt und die Maische versprüht wird. Kalium
dihydrogenphosphat (primäres oder einbasiges Kaliumphosphat, Kaliumbiphosphat,
KDP), KH2PO4, ist ein weißes Salz der Dichte 2,33 gcm-3 hat einen Schmelzpunkt 253°
[Zersetzung unter Bildung von Kaliumpolyphosphat (KPO3)x] und ist leicht löslich in Was
ser.
Dinatriumhydrogenphosphat (sekundäres Natriumphosphat), Na2HPO4, ist ein farbloses,
sehr leicht wasserlösliches kristallines Salz. Es existiert wasserfrei und mit 2 Mol. (Dichte
2,066 gcm-3, Wasserverlust bei 95°), 7 Mol. (Dichte 1,68 gcm-3 Schmelzpunkt 48° unter
Verlust von 5H2O) und 12 Mol. Wasser (Dichte 1,52 gcm-3, Schmelzpunkt 35° unter Ver
lust von 5H2O), wird bei 100° wasserfrei und geht bei stärkerem Erhitzen in das Diphos
phat Na4P2O7 über. Dinatriumhydrogenphosphat wird durch Neutralisation von Phosphor
säure mit Sodalösung unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator hergestellt.
Dikaliumhydrogenphosphat (sekundäres od. zweibasiges Kaliumphosphat), K2HPO4, ist
ein amorphes, weißes Salz, das in Wasser leicht löslich ist.
Trinatriumphosphat, tertiäres Natriumphosphat, Na3PO4, sind farblose Kristalle, die als
Dodecahydrat eine Dichte von 1,62 gcm-3 und einen Schmelzpunkt von 73-76°C (Zerset
zung), als Decahydrat (entsprechend 19-20% P2O5) einen Schmelzpunkt von 100°C und
in wasserfreier Form (entsprechend 39-40% P2O5) eine Dichte von 2,536 gcm-3 aufwei
sen. Trinatriumphosphat ist in Wasser unter alkalischer Reaktion leicht löslich und wird
durch Eindampfen einer Lösung aus genau 1 Mol Dinatriumphosphat und 1 Mol NaOH
hergestellt. Trikaliumphosphat (tertiäres oder dreibasiges Kaliumphosphat), K3PO4, ist ein
weißes, zerfließliches, körniges Pulver der Dichte 2,56 gcm-3, hat einen Schmelzpunkt von
1340° und ist in Wasser mit alkalischer Reaktion leicht löslich. Es entsteht z. B. beim Erhit
zen von Thomasschlacke mit Kohle und Kaliumsulfat. Trotz des höheren Preises werden
in der Reinigungsmittel-Industrie die leichter löslichen, daher hochwirksamen, Kaliump
hosphate gegenüber entsprechenden Natrium-Verbindungen vielfach bevorzugt.
Tetranatriumdiphosphat (Natriumpyrophosphat), Na4P2O7, existiert in wasserfreier Form
(Dichte 2,534 gcm-3, Schmelzpunkt 988°, auch 880° angegeben) und als Decahydrat
(Dichte 1,815-1,836 gcm-3, Schmelzpunkt 94° unter Wasserverlust). Bei Substanzen sind
farblose, in Wasser mit alkalischer Reaktion lösliche Kristalle. Na4P2O7 entsteht beim Er
hitzen von Dinatriumphosphat auf < 200° oder indem man Phosphorsäure mit Soda im
stöchiometrischem Verhältnis umsetzt und die Lösung durch Versprühen entwässert. Das
Decahydrat komplexiert Schwermetall-Salze und Härtebildner und verringert daher die
Härte des Wassers. Kaliumdiphosphat (Kaliumpyrophosphat), K4P2O7, existiert in Form
des Trihydrats und stellt ein farbloses, hygroskopisches Pulver mit der Dichte 2,33 gcm-3
dar, das in Wasser löslich ist, wobei der pH-Wert der 1%igen Lösung bei 25° 10,4 beträgt.
Durch Kondensation des NaH2PO4 bzw. des KH2PO4 entstehen höhermol. Natrium- und
Kaliumphosphate, bei denen man cyclische Vertreter, die Natrium- bzw. Kaliummeta
phosphate und kettenförmige Typen, die Natrium- bzw. Kaliumpolyphosphate, unterschei
den kann. Insbesondere für letztere sind eine Vielzahl von Bezeichnungen in Gebrauch:
Schmelz- oder Glühphosphate, Grahamsches Salz, Kurrolsches und Maddrellsches Salz.
Alle höheren Natrium- und Kaliumphosphate werden gemeinsam als kondensierte Phos
phate bezeichnet.
Das technisch wichtige Pentanatriumtriphosphat, Na5P3O10 (Natriumtripolyphosphat), ist
ein wasserfrei oder mit 6H2O kristallisierendes, nicht hygroskopisches, weißes, wasser
lösliches Salz der allgemeinen Formel NaO-[P(O)(ONa)-O]n-Na mit n = 3. In 100 g Was
ser lösen sich bei Zimmertemperatur etwa 17 g, bei 60° ca. 20 g, bei 100° rund 32 g des
kristallwasserfreien Salzes; nach zweistündigem Erhitzen der Lösung auf 100° entstehen
durch Hydrolyse etwa 8% Orthophosphat und 15% Diphosphat. Bei der Herstellung von
Pentanatriumtriphosphat wird Phosphorsäure mit Sodalösung oder Natronlauge im
stöchiometrischen Verhältnis zur Reaktion gebracht und die Lsg. durch Versprühen ent
wässert. Ähnlich wie Grahamsches Salz und Natriumdiphosphat löst Pentanatriumtri
phosphat viele unlösliche Metall-Verbindungen (auch Kalkseifen usw.). Pentakaliumtri
phosphat, K5P3O10 (Kaliumtripolyphosphat), kommt beispielsweise in Form einer 50 gew.-
%-igen Lösung (< 23% P2O5, 25% K2O) in den Handel. Die Kaliumpolyphosphate finden
in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie breite Verwendung. Weiter existieren auch
Natriumkaliumtripolyphosphate, welche ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung
einsetzbar sind. Diese entstehen beispielsweise, wenn man Natriumtrimetaphosphat mit
KOH hydrolysiert:
(NaPO3)3 + 2KOH → Na3K2P3O10 + H2O
Diese sind erfindungsgemäß genau wie Natriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat
oder Mischungen aus diesen beiden einsetzbar; auch Mischungen aus Natriumtripoly
phosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus Kaliumtripolyphosphat
und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Gemische aus Natriumtripolyphosphat und Kali
umtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat sind erfindungsgemäß einsetzbar.
Als organische Cobuilder können in den Basisformkörpern insbesondere Polycarboxylate
/Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxylate, Asparaginsäure, Polyacetale, Dextrine,
weitere organische Cobuilder (siehe unten) sowie Phosphonate eingesetzt werden. Diese
Stoffklassen werden nachfolgend beschrieben.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natrium
salze einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäu
ren verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies
Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Malein
säure, Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern
ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mi
schungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citro
nensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mi
schungen aus diesen.
Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Die Säuren besitzen neben ihrer
Builderwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerungskomponente und
dienen somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen pH-Wertes von Wasch-
oder Reinigungsmitteln. Insbesondere sind hierbei Citronensäure, Bernsteinsäure, Glutar
säure, Adipinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen.
Als Builder sind weiter polymere Polycarboxylate geeignet, dies sind beispielsweise die
Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche
mit einer relativen Molekülmasse von 500 bis 70000 g/mol.
Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne
dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen MW der jeweiligen Säureform, die grund
sätzlich mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV-
Detektor eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäure-Standard,
der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten
Polymeren realistische Molgewichtswerte liefert. Diese Angaben weichen deutlich von den
Molgewichtsangaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren als Standard eingesetzt wer
den. Die gegen Polystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen sind in der Regel deut
lich höher als die in dieser Schrift angegebenen Molmassen.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse
von 2000 bis 20000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus
dieser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis
10000 g/mol, und besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt
sein.
Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure
mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als beson
ders geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50
bis 90 Gew.-% Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative
Molekülmasse, bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2000 bis 70000 g/mol,
vorzugsweise 20000 bis 50000 g/mol und insbesondere 30000 bis 40000 g/mol.
Die (co-)polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wäßrige Lösung
eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an (co-)polymeren Polycarboxylaten beträgt vor
zugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 10 Gew.-%.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie
beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthal
ten.
Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei
verschiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der
Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder die
als Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate
enthalten.
Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die als Monomere vorzugsweise Acrolein
und Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen.
Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren,
deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Po
lyasparaginsäuren bzw. deren Salze und Derivate, die neben Cobuilder-Eigenschaften
auch eine bleichstabilisierende Wirkung aufweisen.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von
Dialdehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hy
droxylgruppen aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus
Dialdehyden wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und
aus Polyolcarbonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.
Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere
bzw. Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten
werden können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzym
katalysierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydroly
seprodukte mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500000 g/mol. Dabei ist ein
Polysaccharid mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbeson
dere von 2 bis 30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wir
kung eines Polysaccharids im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von 100 besitzt, ist.
Brauchbar sind sowohl Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglu
cosesirupe mit einem DE zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und
Weißdextrine mit höheren Molmassen im Bereich von 2000 bis 30000 g/mol.
Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungs
produkte mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion
des Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Ebenfalls geeignet ist ein oxi
diertes Oligosaccharid. Ein an C6 des Saccharidrings oxidiertes Produkt kann besonders
vorteilhaft sein.
Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendia
mindisuccinat, sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin-N,N'-
disuccinat (EDDS) bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet.
Weiterhin bevorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Glycerintrisuccinate.
Geeignete Einsatzmengen liegen in zeolithhaltigen und/oder silicathalti
gen Formulierungen bei 3 bis 15 Gew.-%.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbon
säuren bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können
und welche mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie
maximal zwei Säuregruppen enthalten.
Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschaften stellen die Phosphonate dar.
Dabei handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- bzw. Aminoalkanphosphonate.
Unter den Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP)
von besonderer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz einge
setzt, wobei das Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert.
Als Aminoalkanphosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamin
tetramethylenphosphonat (EDTMP), Diethylentriaminpentamethylenphosphonat (DTPMP)
sowie deren höhere Homologe in Frage. Sie werden vorzugsweise in Form der neutral
reagierenden Natriumsalze, z. B. als Hexanatriumsalz der EDTMP bzw. als Hepta- und
Octa-Natriumsalz der DTPMP, eingesetzt. Als Builder wird dabei aus der Klasse der
Phosphonate bevorzugt HEDP verwendet. Die Aminoalkanphosphonate besitzen zudem
ein ausgeprägtes Schwermetallbindevermögen. Dementsprechend kann es, insbesondere
wenn die Mittel auch Bleiche enthalten, bevorzugt sein, Aminoalkanphosphonate, insbe
sondere DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus den genannten Phosphonaten zu
verwenden.
Darüber hinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkali
ionen auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.
Die Menge an Gerüststoff beträgt üblicherweise zwischen 10 und 70 Gew.-%, vorzugs
weise zwischen 15 und 60 Gew.-% und insbesondere zwischen 20 und 50 Gew.-%. Die
Menge an eingesetzten Buildern ist abhängig vom Verwendungszweck, so daß Bleich
mitteltabletten höhere Mengen an Gerüststoffen aufweisen können (beispielsweise zwi
schen 20 und 70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 25 und 65 Gew.-% und insbesondere
zwischen 30 und 55 Gew.-%), als beispielsweise Waschmitteltabletten (üblicherweise 10
bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 12,5 bis 45 Gew.-% uns insbesondere zwischen 17,5 und
37,5 Gew.-%).
Bevorzugte Basisformkörper enthalten weiterhin ein oder mehrere Tensid(e). In den Ba
sisformkörpern können anionische, nichtionische, kationische und/oder amphotere Tensi
de beziehungsweise Mischungen aus diesen eingesetzt werden. Bevorzugt sind aus an
wendungstechnischer Sicht Mischungen aus anionischen und nichtionischen Tensiden.
Der Gesamttensidgehalt der Formkörper liegt bei 5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das
Formkörpergewicht, wobei Tensidgehalte über 15 Gew.-% bevorzugt sind.
Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate
eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-13-
Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansul
fonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C12-18-Monoolefinen mit end-
oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid
und anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in
Betracht. Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C12-18-Alkanen beispielsweise durch
Sulfochlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation ge
wonnen werden. Ebenso sind auch die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z. B.
die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren ge
eignet.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäuregly
cerinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie
bei der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure
oder bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden.
Bevorzugte sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte von gesättigten
Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure,
Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefel
säurehalbester der C12-C18-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettal
kohol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C10-C20-Oxoalkohole und
diejenigen Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Weiterhin be
vorzugt sind Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf
petrochemischer Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten, die ein analoges
Abbauverhalten besitzen wie die adäquaten Verbindungen auf der Basis von fettchemischen
Rohstoffen. Aus waschtechnischem Interesse sind die C12-C16-Alkylsulfate und C12-
C15-Alkylsulfate sowie C14-C15-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate, welche bei
spielsweise gemäß den US-Patentschriften 3,234,258 oder 5,075,041 hergestellt werden
und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter dem Namen DAN® erhalten wer
den können, sind geeignete Aniontenside.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten gerad
kettigen oder verzweigten C7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11-Alkohole mit im
Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeig
net. Sie werden in Reinigungsmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in rela
tiv geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Weitere geeignete Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die
auch als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die
Monoester und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettal
koholen und insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfo
succinate enthalten C8-18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere
bevorzugte Sulfosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fett
alkoholen ableitet, die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung
siehe unten). Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von
ethoxylierten Fettalkoholen mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders
bevorzugt. Ebenso ist es auch möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18
Kohlenstoffatomen in der Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht. Geeignet sind
gesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, hydrierte Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen
Fettsäuren, z. B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
Die anionischen Tenside einschließlich der Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium-
oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder
Triethanolamin, vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer
Natrium- oder Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxy
lierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durch
schnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alko
holrest linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. lineare und
methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalko
holresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus
Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, z. B. aus Kokos-, Palm-, Talgfett-
oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den be
vorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C12-14-Alkohole mit 3 EO oder 4
EO, C9-11-Alkohol mit 7 EO, C13-15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12-18-
Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-
14-Alkohol mit 3 EO und C12-18-Alkohol mit 5 EO. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade
stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine
gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte
Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen nichtio
nischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden. Bei
spiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO.
Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglykoside der allgemeinen
Formel RO(G)x eingesetzt werden, in der R einen primären geradkettigen oder methylver
zweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22,
vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykose
einheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungs
grad x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine belie
bige Zahl zwischen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4.
Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als allei
niges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden
eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte und pro
poxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkyl
kette, insbesondere Fettsäuremethylester.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-
dimethylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealkano
lamide können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vorzugsweise
nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als die
Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (II),
in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R1 für Was
serstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen
linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis
10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um be
kannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers
mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung
mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten wer
den können.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (III),
in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlen
stoffatomen, R1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Aryl
rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R2 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen
Alkylrest oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht,
wobei C1-4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Polyhy
droxyalkylrest steht, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert
ist, oder alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder propoxylierte Derivate dieses Re
stes.
[Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines reduzierten Zuckers erhalten,
beispielsweise Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose.
Die N-Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können dann durch Umset
zung mit Fettsäuremethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die ge
wünschten Polyhydroxyfettsäureamide überführt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Basisformkörper bevorzugt, die anionische(s)
und nichtionische(s) Tensid(e) enthalten, wobei anwendungstechnische Vorteile aus be
stimmten Mengenverhältnissen, in denen die einzelnen Tensidklassen eingesetzt werden,
resultieren können.
So sind beispielsweise Basisformkörper besonders bevorzugt, bei denen das Verhältnis
von Aniontensid(en) zu Niotensid(en) zwischen 10 : 1 und 1 : 10, vorzugsweise zwischen
7,5 : 1 und 1 : 5 und insbesondere zwischen 5 : 1 und 1 : 2 beträgt. Bevorzugt sind auch
Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper, die anionische(s) und/oder nichtionische(s)
Tensid(e) enthalten und Gesamt-Tensidgehalte oberhalb von 2,5 Gew.-%, vorzugsweise
oberhalb von 5 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf
das Formkörpergewicht, aufweisen. Besonders bevorzugt sind Wasch- und Reinigungs
mittelformkörper, die Tensid(e), vorzugsweise anionische(s) und/oder nichtionische(s)
Tensid(e), in Mengen von 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 7,5 bis 35 Gew.-%, beson
ders bevorzugt von 10 bis 30 Gew.-% uns insbesondere von 12,5 bis 25 Gew.-%, jeweils
bezogen auf das Formkörpergewicht, enthalten.
Es kann aus anwendungstechnischer Sicht Vorteile haben, wenn bestimmte Tensidklas
sen in einigen Phasen der Basisformkörper oder im gesamten Formkörper, d. h. in allen
Phasen, nicht enthalten sind. Eine weitere wichtige Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sieht daher vor, daß mindestens eine Phase der Formkörper frei von nichtioni
schen Tensiden ist.
Umgekehrt kann aber auch durch den Gehalt einzelner Phasen oder des gesamten
Formkörpers, d. h. aller Phasen, an bestimmten Tensiden ein positiver Effekt erzielt wer
den. Das Einbringen der oben beschriebenen Alkylpolyglycoside hat sich dabei als vor
teilhaft erwiesen, so daß Basisformkörper bevorzugt sind, in denen mindestens eine Pha
se der Formkörper Alkylpolyglycoside enthält.
Ähnlich wie bei den nichtionischen Tensiden können auch aus dem Weglassen von anio
nischen Tensiden aus einzelnen oder allen Phasen Basisformkörper resultieren, die sich
für bestimmte Anwendungsgebiete besser eignen. Es sind daher im Rahmen der vorlie
genden Erfindung auch Wasch- und Reinigungsmittelformkörper denkbar, bei denen min
destens eine Phase der Formkörper frei von anionischen Tensiden ist.
Um den Zerfall hochverdichteter Formkörper zu erleichtern, ist es möglich, Desintegrati
onshilfsmittel, sogenannte Tablettensprengmittel, in diese einzuarbeiten, um die Zerfalls
zeiten zu verkürzen. Unter Tablettensprengmitteln bzw. Zerfallsbeschleunigern werden
gemäß Römpp (9. Auflage, Bd. 6, S. 4440) und Voigt "Lehrbuch der pharmazeutischen
Technologie" (6. Auflage, 1987, S. 182-184) Hilfsstoffe verstanden, die für den raschen
Zerfall von Tabletten in Wasser oder Magensaft und für die Freisetzung der Pharmaka in
resorbierbarer Form sorgen.
Diese Stoffe, die auch aufgrund ihrer Wirkung als "Spreng"mittel bezeichnet werden, ver
größern bei Wasserzutritt ihr Volumen, wobei einerseits das Eigenvolumen vergrößert
(Quellung), andererseits auch über die Freisetzung von Gasen ein Druck erzeugt werden
kann, der die Tablette in kleinere Partikel zerfallen läßt. Altbekannte Desintegrationshilfs
mittel sind beispielsweise Carbonat/Citronensäure-Systeme, wobei auch andere organi
sche Säuren eingesetzt werden können. Quellende Desintegrationshilfsmittel sind bei
spielsweise synthetische Polymere wie Polyvinylpyrrolidon (PVP) oder natürliche Polyme
re bzw. modifizierte Naturstoffe wie Cellulose und Stärke und ihre Derivate, Alginate oder
Casein-Derivate.
Bevorzugte Basismittelformkörper enthalten 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-%
und insbesondere 4 bis 6 Gew.-% eines oder mehrerer Desintegrationshilfsmittel,
jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht.
Als bevorzugte Desintegrationsmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung
Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, so daß bevorzugte Basisformkörper
ein solches Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%,
vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere 4 bis 6 Gew.-% enthalten. Reine Cellulo
se weist die formale Bruttozusammensetzung (C6H10O5)n auf und stellt formal betrachtet
ein β-1,4-Polyacetal von Cellobiose dar, die ihrerseits aus zwei Molekülen Glucose aufge
baut ist. Geeignete Cellulosen bestehen dabei aus ca. 500 bis 5000 Glucose-Einheiten
und haben demzufolge durchschnittliche Molmassen von 50.000 bis 500.000. Als Desin
tegrationsmittel auf Cellulosebasis verwendbar sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung
auch Cellulose-Derivate, die durch polymeranaloge Reaktionen aus Cellulose er
hältlich sind. Solche chemisch modifizierten Cellulosen umfassen dabei beispielsweise
Produkte aus Veresterungen bzw. Veretherungen, in denen Hydroxy-Wasserstoffatome
substituiert wurden. Aber auch Cellulosen, in denen die Hydroxy-Gruppen gegen funktio
nelle Gruppen, die nicht über ein Sauerstoffatom gebunden sind, ersetzt wurden, lassen
sich als Cellulose-Derivate einsetzen. In die Gruppe der Cellulose-Derivate fallen bei
spielsweise Alkalicellulosen, Carboxymethylcellulose (CMC), Celluloseester und -ether
sowie Aminocellulosen. Die genannten Cellulosederivate werden vorzugsweise nicht al
lein als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, sondern in Mischung mit Cel
lulose verwendet. Der Gehalt dieser Mischungen an Cellulosederivaten beträgt vorzugs
weise unterhalb 50 Gew.-%, besonders bevorzugt unterhalb 20 Gew.-%, bezogen auf das
Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis. Besonders bevorzugt wird als Desintegrations
mittel auf Cellulosebasis reine Cellulose eingesetzt, die frei von Cellulosederivaten ist.
Die als Desintegrationshilfsmittel eingesetzte Cellulose wird vorzugsweise nicht in feintei
liger Form eingesetzt, sondern vor dem Zumischen zu den zu verpressenden Vorgemi
schen in eine gröbere Form überführt, beispielsweise granuliert oder kompaktiert. Wasch-
und Reinigungsmittelformkörper, die Sprengmittel in granularer oder gegebenenfalls co-
granulierter Form enthalten, werden in den deutschen Patentanmeldungen DE 197 09 991
(Stefan Herzog) und DE 197 10 254 (Henkel) sowie der internationalen Patentanmel
dung WO 98/40463 (Henkel) beschrieben. Diesen Schriften sind auch nähere Angaben
zur Herstellung granulierter, kompaktierter oder cogranulierter Cellulosesprengmittel zu
entnehmen. Die Teilchengrößen solcher Desintegrationsmittel liegen zumeist oberhalb
200 µm, vorzugsweise zu mindestens 90 Gew.-% zwischen 300 und 1600 µm und insbe
sondere zu mindestens 90 Gew.-% zwischen 400 und 1200 µm. Die vorstehend genann
ten und in den zitierten Schriften näher beschriebenen gröberen Desintegrationshilfsmittel
auf Cellulosebasis sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt als Desintegra
tionshilfsmittel einzusetzen und im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung Arbocel®
TF-30-HG von der Firma Rettenmaier erhältlich.
Als weiteres Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis oder als Bestandteil dieser Kompo
nente kann mikrokristalline Cellulose verwendet werden. Diese mikrokristalline Cellulose
wird durch partielle Hydrolyse von Cellulosen unter solchen Bedingungen erhalten, die nur
die amorphen Bereiche (ca. 30% der Gesamt-Cellulosemasse) der Cellulosen angreifen
und vollständig auflösen, die kristallinen Bereiche (ca. 70%) aber unbeschadet lassen.
Eine nachfolgende Desaggregation der durch die Hydrolyse entstehenden mikrofeinen
Cellulosen liefert die mikrokristallinen Cellulosen, die Primärteilchengrößen von ca. 5 µm
aufweisen und beispielsweise zu Granulaten mit einer mittleren Teilchengröße von 200 µm
kompaktierbar sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkör
per enthalten zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein Desintegrations
hilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulierter oder kompak
tierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% und
insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht, wobei
bevorzugte Desintegrationshilfsmittel mittlere Teilchengrößen oberhalb von 300 µm, vor
zugsweise oberhalb von 400 µm und insbesondere oberhalb von 500 µm aufweisen.
Neben den genannten Bestandteilen Builder, Tensid und Desintegrationshilfsmittel, kön
nen die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper weitere in Wasch-
und Reinigungsmittel übliche Inhaltsstoffe aus der Gruppe der Bleichmittel, Bleichaktivato
ren, Farbstoffe, Duftstoffe, optischen Aufheller, Enzyme, Schauminhibitoren, Silikonöle,
Antiredepositionsmittel, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibitoren und Korro
sionsinhibitoren enthalten.
Zur Entfaltung der gewünschten Bleichleistung können die Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper der vorliegenden Erfindung Bleichmittel enthalten. Hierbei haben sich insbe
sondere die gebräuchlichen Bleichmittel aus der Gruppe Natriumperborat-Monohydrat,
Natriumperborat-Tetrahydrat und Natriumpercarbonat bewährt, wobei letzteres deutlich
bevorzugt ist.
"Natriumpercarbonat" ist eine in unspezifischer Weise verwendete Bezeichnung für Natri
umcarbonat-Peroxohydrate, welche streng genommen keine "Percarbonate" (also Salze
der Perkohlensäure), sondern Wasserstoffperoxid-Addukte an Natriumcarbonat sind. Die
Handelsware hat die durchschnittliche Zusammensetzung 2Na2CO3.3H2O2 und ist damit
kein Peroxycarbonat. Natriumpercarbonat bildet ein weißes, wasserlösliches Pulver der
Dichte 2,14 gcm-3, das leicht in Natriumcarbonat und bleichend bzw. oxidierend wirkenden
Sauerstoff zerfällt.
Natriumcarbonatperoxohydrat wurde erstmals 1899 durch Fällung mit Ethanol aus einer
Lösung von Natriumcarbonat in Wasserstoffperoxid erhalten, aber irrtümlich als Peroxy
carbonat angesehen. Erst 1909 wurde die Verbindung als Wasserstoffperoxid-
Anlagerungsverbindung erkannt, dennoch hat die historische Bezeichnung "Natriumper
carbonat" sich in der Praxis durchgesetzt.
Die industrielle Herstellung von Natriumpercarbonat wird überwiegend durch Fällung aus
wäßriger Lösung (sogenanntes Naßverfahren) hergestellt. Hierbei werden wäßrige Lö
sungen von Natriumcarbonat und Wasserstoffperoxid vereinigt und das Natriumpercarbo
nat durch Aussalzmittel (überwiegend Natriumchlorid), Kristallisierhilfsmittel (beispielswei
se Polyphosphate, Polyacrylate) und Stabilisatoren (beispielsweise Mg2+-Ionen) gefällt.
Das ausgefällte Salz, das noch 5 bis 12 Gew.-% Mutterlauge enthält, wird anschließend
abzentrifuigiert und in Fließbett-Trocknern bei 90°C getrocknet. Das Schüttgewicht des
Fertigprodukts kann je nach Herstellungsprozeß zwischen 800 und 1200 g/l schwanken.
In der Regel wird das Percarbonat durch ein zusätzliches Coating stabilisiert. Coating
verfahren und Stoffe, die zur Beschichtung eingesetzt werden, sind in der Patentliteratur
breit beschrieben. Grundsätzlich können erfindungsgemäß alle handelsüblichen Percar
bonattypen eingesetzt werden, wie sie beispielsweise von den Firmen Solvay Interox,
Degussa, Kemira oder Akzo angeboten werden.
Bei den eingesetzten Bleichmitteln ist der Gehalt der Formkörper an diesen Stoffen vom
Einsatzzweck der Formkörper abhängig. Während übliche Universalwaschmittel in Ta
blettenform zwischen 5 und 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 7,5 und 25 Gew.-% und
insbesondere zwischen 12,5 und 22,5 Gew.-% Bleichmittel enthalten, liegen die Gehalte
bei Bleichmittel- oder Bleichboostertabletten zwischen 15 und 50 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 22,5 und 45 Gew.-% uns insbesondere zwischen 30 und 40 Gew.-%.
Zusätzlich zu den eingesetzten Bleichmitteln können die erfindungsgemäßen Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper Bleichaktivator(en) enthalten, was im Rahmen der vorliegen
den Erfindung bevorzugt ist. Bleichaktivatoren werden in Wasch- und Reinigungsmittel
eingearbeitet, um beim Waschen bei Temperaturen von 60°C und darunter eine verbes
serte Bleichwirkung zu erreichen. Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter
Perhydrolysebedingungen aliphatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-
Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perben
zoesäure ergeben, eingesetzt werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-
Acylgruppen der genannten C-Atomzahl und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoyl
gruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraa
cetylethylendiamin (TAED), acylierte Triazinderivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-
dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT), acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetylgly
koluril (TAGU), N-Acylimide, insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phe
nolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-
NOBS), Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwerti
ge Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylenglykoldiacetat und 2,5-Diacetoxy-2,5-
dihydrofuran.
Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch
sogenannte Bleichkatalysatoren in die Formkörper eingearbeitet werden. Bei diesen
Stoffen handelt es sich um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw. Übergangs
metallkomplexe wie beispielsweise Mn-, Fe-, Co-, Ru- oder Mo-Salenkomplexe oder -
carbonylkomplexe. Auch Mn-, Fe-, Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N-haltigen
Tripod-Liganden sowie Co-, Fe-, Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als Bleichkatalysato
ren verwendbar.
Wenn die erfindungsgemäßen Formkörper Bleichaktivatoren enthalten, enthalten sie, je
weils bezogen auf den gesamten Formkörper, zwischen 0,5 und 30 Gew.-%, vorzugswei
se zwischen 1 und 20 Gew.-% und insbesondere zwischen 2 und 15 Gew.-% eines oder
mehrerer Bleichaktivatoren oder Bleichkatalysatoren. Je nach Verwendungszweck der
hergestellten Formkörper können diese Mengen variieren. So sind in typischen Univer
salwaschmitteltabletten Bleichaktivator-Gehalte zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, vorzugs
weise zwischen 2 und 8 Gew.-% und insbesondere zwischen 4 und 6 Gew.-% üblich,
während Bleichmitteltabletten durchaus höhere Gehalte, beispielsweise zwischen 5 und
30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 7,5 und 25 Gew.-% und insbesondere zwischen 10
und 20 Gew.-% aufweisen können. Der Fachmann ist dabei in seiner Formulierungsfrei
heit nicht eingeschränkt und kann auf diese Weise stärker oder schwächer bleichende
Waschmitteltabletten, Reinigungsmitteltabletten oder Bleichmitteltabletten herstellen, in
dem er die Gehalte an Bleichaktivator und Bleichmittel variiert.
Ein besonders bevorzugt verwendeter Bleichaktivator ist das N,N,N',N'-
Tetraacetylethylendiamin, das in Wasch- und Reinigungsmitteln breite Verwendung findet.
Dementsprechend sind bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper dadurch gekennzeichnet,
daß als Bleichaktivator Tetraacetylethylendiamin in den oben genannten
Mengen eingesetzt wird.
Neben den genannten Bestandteilen Bleichmittel, Bleichaktivator, Builder, Tensid und
Desintegrationshilfsmittel, können die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper weitere in Wasch- und Reinigungsmittel übliche Inhaltsstoffe aus der Gruppe
der Farbstoffe, Duftstoffe, optischen Aufheller, Enzyme, Schauminhibitoren, Silikonöle,
Antiredepositionsmittel, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibitoren und Korro
sionsinhibitoren enthalten.
Um den ästhetischen Eindruck der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper zu verbessern, können sie mit geeigneten Farbstoffen eingefärbt werden. Be
vorzugte Farbstoffe, deren Auswahl dem Fachmann keinerlei Schwierigkeit bereitet, be
sitzen eine hohe Lagerstabilität und Unempfindlichkeit gegenüber den übrigen Inhalts
stoffen der Mittel und gegen Licht sowie keine ausgeprägte Substantivität gegenüber Tex
tilfasern, um diese nicht anzufärben.
Bevorzugt für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelform
körpern sind alle Färbemittel, die im Waschprozeß oxidativ zerstört werden können sowie
Mischungen derselben mit geeigneten blauen Farbstoffen, sog. Blautönern. Es hat sich
als vorteilhaft erwiesen Färbemittel einzusetzen, die in Wasser oder bei Raumtemperatur
in flüssigen organischen Substanzen löslich sind. Geeignet sind beispielsweise anioni
sche Färbemittel, z. B. anionische Nitrosofarbstoffe. Ein mögliches Färbemittel ist bei
spielsweise Naphtholgrün (Colour Index (CI) Teil 1: Acid Green 1; Teil 2: 10020), das als
Handelsprodukt beispielsweise als Basacid® Grün 970 von der Fa. BASF, Ludwigshafen,
erhältlich ist, sowie Mischungen dieser mit geeigneten blauen Farbstoffen. Als weitere
Färbemittel kommen Pigmosol® Blau 6900 (CI 74160), Pigmosol® Grün 8730 (CI 74260),
Basonyl® Rot 545 FL (CI 45170), Sandolan® Rhodamin EB400 (CI 45100), Basacid® Gelb
094 (CI 47005), Sicovit® Patentblau 85 E 131 (CI 42051), Acid Blue 183 (CAS 12217-22-
0, CI Acidblue 183), Pigment Blue 15 (CI 74160), Supranol® Blau GLW (CAS 12219-32-8,
CI Acidblue 221)), Nylosan® Gelb N-7GL SGR (CAS 61814-57-1, CI Acidyellow 218)
und/oder Sandolan® Blau (CI Acid Blue 182, CAS 12219-26-0) zum Einsatz.
Bei der Wahl des Färbemittels muß beachtet werden, daß die Färbemittel keine zu starke
Affinität gegenüber den textilen Oberflächen und hier insbesondere gegenüber Kunstfasern
aufweisen. Gleichzeitig ist auch bei der Wahl geeigneter Färbemittel zu berücksichti
gen, daß Färbemittel unterschiedliche Stabilitäten gegenüber der Oxidation aufweisen. Im
allgemeinen gilt, daß wasserunlösliche Färbemittel gegen Oxidation stabiler sind als was
serlösliche Färbemittel. Abhängig von der Löslichkeit und damit auch von der Oxidati
onsempfindlichkeit variiert die Konzentration des Färbemittels in den Wasch- oder Reini
gungsmitteln. Bei gut wasserlöslichen Färbemitteln, z. B. dem oben genannten Basacid®
Grün oder dem gleichfalls oben genannten Sandolan® Blau, werden typischerweise Fär
bemittel-Konzentrationen im Bereich von einigen 10-2 bis 10-3 Gew.-% gewählt. Bei den
auf Grund ihrer Brillanz insbesondere bevorzugten, allerdings weniger gut wasserlösli
chen Pigmentfarbstoffen, z. B. den oben genannten Pigmosol®-Farbstoffen, liegt die ge
eignete Konzentration des Färbemittels in Wasch- oder Reinigungsmitteln dagegen typi
scherweise bei einigen 10-3 bis 10-4 Gew.-%.
Die Formkörper können optische Aufheller vom Typ der Derivate der Diaminostilbendi
sulfonsäure bzw. deren Alkalimetallsalze enthalten. Geeignet sind z. B. Salze der 4,4'-
Bis(2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazinyl-6-amino)stilben-2,2'-disulfonsäure oder gleichar
tig aufgebaute Verbindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine Diethanolamino
gruppe, eine Methylaminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylamino
gruppe tragen. Weiterhin können Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle an
wesend sein, z. B. die Alkalisalze des 4,4'-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4'-Bis(4-chlor-3-
sulfostyryl)-diphenyls, oder 4-(4-Chlorstyryl)-4'-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische
der vorgenannten Aufheller können verwendet werden. Die optischen Aufheller werden in
den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper in Konzentrationen zwi
schen 0,01 und 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 Gew.-% und insbesonde
re zwischen 0,1 und 0,25 Gew.-%, jeweils bezogen auf den gesamten Formkörper, ein
gesetzt.
Duftstoffe werden den erfindungsgemäßen Mitteln zugesetzt, um den ästhetischen Ein
druck der Produkte zu verbessern und dem Verbraucher neben der Leistung des Produkts
ein visuell und sensorisch "typisches und unverwechselbares" Produkt zur Verfügung zu
steilen. Als Parfümöle bzw. Duftstoffe können einzelne Riechstoffverbindungen, z. B. die
synthetischen Produkte vom Typ der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole und Koh
lenwasserstoffe verwendet werden. Riechstoffverbindungen vom Typ der Ester sind z. B.
Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dime
thylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenyl-glycinat,
Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsalicylat. Zu den
Ethern zählen beispielsweise Benzylethylether, zu den Aldehyden z. B. die linearen Alka
nale mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cyclamenaldehyd,
Hydroxycitronellal, Lilial und Bourgeonal, zu den Ketonen z. B. die Jonone, ∝-
Isomethylionon und Methyl-cedrylketon, zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol,
Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol, zu den Kohlenwasserstoffen gehö
ren hauptsächlich die Terpene wie Limonen und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mi
schungen verschiedener Riechstoffe verwendet, die gemeinsam eine ansprechende
Duftnote erzeugen. Solche Parfümöle können auch natürliche Riechstoffgemische ent
halten, wie sie aus pflanzlichen Quellen zugänglich sind, z. B. Pine-, Citrus-, Jasmin-, Pat
chouly-, Rosen- oder Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet sind Muskateller, Salbeiöl, Ka
millenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl, Zimtblätteröl, Lindenblütenöl, Wacholderbeeröl,
Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl sowie Orangenblütenöl, Neroliol,
Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Üblicherweise liegt der Gehalt der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper an Duftstoffen bis zu 2 Gew.-% der gesamten Formulierung. Die Duftstoffe
können direkt in die erfindungsgemäßen Mittel eingearbeitet werden, es kann aber auch
vorteilhaft sein, die Duftstoffe auf Träger aufzubringen, die die Haftung des Parfüms auf
der Wäsche verstärken und durch eine langsamere Duftfreisetzung für langanhaltenden
Duft der Textilien sorgen. Als solche Trägermaterialien haben sich beispielsweise Cyclo
dextrine bewährt, wobei die Cyclodextrin-Parfüm-Komplexe zusätzlich noch mit weiteren
Hilfsstoffen beschichtet werden können.
Als Enzyme kommen insbesondere solche aus der Klassen der Hydrolasen wie der Pro
teasen, Esterasen, Lipasen bzw. lipolytisch wirkende Enzyme, Amylasen, Cellulasen bzw.
andere Glykosylhydrolasen und Gemische der genannten Enzyme in Frage. Alle diese
Hydrolasen tragen in der Wäsche zur Entfernung von Verfleckungen wie protein-, fett-
oder stärkehaltigen Verfleckungen und Vergrauungen bei. Cellulasen und andere Glyko
sylhydrolasen können darüber hinaus durch das Entfernen von Pilling und Mikrofibrillen
zur Farberhaltung und zur Erhöhung der Weichheit des Textils beitragen. Zur Bleiche
bzw. zur Hemmung der Farbübertragung können auch Oxidoreduktasen eingesetzt wer
den. Besonders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder Pilzen wie Bacillus subtilis,
Bacillus licheniformis, Streptomyceus griseus, Coprinus Cinereus und Humicola insolens
sowie aus deren gentechnisch modifizierten Varianten gewonnene enzymatische Wirkstoffe.
Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere Proteasen,
die aus Bacillus lentus gewonnen werden, eingesetzt. Dabei sind Enzymmischungen,
beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase bzw. lipolytisch wir
kenden Enzymen oder Protease und Cellulase oder aus Cellulase und Lipase bzw. lipoly
tisch wirkenden Enzymen oder aus Protease, Amylase und Lipase bzw. lipolytisch wir
kenden Enzymen oder Protease, Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen und Cellula
se, insbesondere jedoch Protease und/oder Lipase-haltige Mischungen bzw. Mischungen
mit lipolytisch wirkenden Enzymen von besonderem Interesse. Beispiele für derartige li
polytisch wirkende Enzyme sind die bekannten Cutinasen. Auch Peroxidasen oder Oxi
dasen haben sich in einigen Fällen als geeignet erwiesen. Zu den geeigneten Amylasen
zählen insbesondere alpha-Amylasen, Iso-Amylasen, Pullulanasen und Pektinasen. Als
Cellulasen werden vorzugsweise Cellobiohydrolasen, Endoglucanasen und -
Glucosidasen, die auch Cellobiasen genannt werden, bzw. Mischungen aus diesen ein
gesetzt. Da sich verschiedene Cellulase-Typen durch ihre CMCase- und Avicelase-
Aktivitäten unterscheiden, können durch gezielte Mischungen der Cellulasen die ge
wünschten Aktivitäten eingestellt werden.
Die Enzyme können an Trägerstoffe adsorbiert oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein,
um sie gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen. Der Anteil der Enzyme, Enzymmischun
gen oder Enzymgranulate kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5
bis etwa 4,5 Gew.-% betragen.
Zusätzlich können die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper auch Komponenten ent
halten, welche die Öl- und Fettauswaschbarkeit aus Textilien positiv beeinflussen (soge
nannte soil repellents). Dieser Effekt wird besonders deutlich, wenn ein Textil verschmutzt
wird, das bereits vorher mehrfach mit einem erfindungsgemäßen Waschmittel, das diese
Öl- und fettlösende Komponente enthält, gewaschen wurde. Zu den bevorzugten Öl- und
fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise nichtionische Celluloseether wie Me
thylcellulose und Methylhydroxy-propylcellulose mit einem Anteil an Methoxyl-Gruppen
von 15 bis 30 Gew.-% und an Hydroxypropoxyl-Gruppen von 1 bis 15 Gew.-%, jeweils
bezogen auf den nichtionischen Celluloseether, sowie die aus dem Stand der Technik
bekannten Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure bzw. von deren Deri
vaten, insbesondere Polymere aus Ethylenterephthalaten und/oder Polyethylenglykol
terephthalaten oder anionisch und/oder nichtionisch modifizierten Derivaten von diesen.
Besonders bevorzugt von diesen sind die sulfonierten Derivate der Phthalsäure- und der
Terephthalsäure-Polymere.
Die erfindungsgemäßen Formkörper werden in zwei Schritten hergestellt. Im ersten
Schritt werden in an sich bekannter Weise Wasch- und Reinigungsmittelformkörper durch
Verpressen teilchenförmiger Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzungen herge
stellt, die zweiten Schritt mit der Beschichtung versehen werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstel
lung von beschichteten Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern durch an sich bekann
tes Verpressen einer teilchenförmigen Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzung
und nachfolgendes Eintauchen in oder Besprühen mit eine(r) Schmelze, Lösung oder
Dispersion eines oder mehrerer Polyurethane aus Diisocyanaten (I) und Diolen (II)
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa)
und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituierten,
geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Kohlenstoff
atomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
Analog zu den Ausführungen zu den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörpern sind auch beim erfindungsgemäßen Verfahren die genannten Polymere be
vorzugt, so daß auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen werden kann.
Es folgt eine Beschreibung der zwei wesentlichen Verfahrensschritte.
Die Herstellung der erfindungsgemäß später zu beschichtenden Formkörper erfolgt zu
nächst durch das trockene Vermischen der Bestandteile, die ganz oder teilweise vorgra
nuliert sein können, und anschließendes Informbringen, insbesondere Verpressen zu Ta
bletten, wobei auf herkömmliche Verfahren zurückgegriffen werden kann. Zur Herstellung
der Formkörper wird das Vorgemisch in einer sogenannten Matrize zwischen zwei Stem
peln zu einem festen Komprimat verdichtet. Dieser Vorgang, der im folgenden kurz als
Tablettierung bezeichnet wird, gliedert sich in vier Abschnitte: Dosierung, Verdichtung
(elastische Verformung), plastische Verformung und Ausstoßen.
Zunächst wird das Vorgemisch in die Matrize eingebracht, wobei die Füllmenge und damit
das Gewicht und die Form des entstehenden Formkörpers durch die Stellung des unteren
Stempels und die Form des Preßwerkzeugs bestimmt werden. Die gleichbleibende Dosie
rung auch bei hohen Formkörperdurchsätzen wird vorzugsweise über eine volumetrische
Dosierung des Vorgemischs erreicht. Im weiteren Verlauf der Tablettierung berührt der
Oberstempel das Vorgemisch und senkt sich weiter in Richtung des Unterstempels ab.
Bei dieser Verdichtung werden die Partikel des Vorgemisches näher aneinander gedrückt,
wobei das Hohlraumvolumen innerhalb der Füllung zwischen den Stempeln kontinuierlich
abnimmt. Ab einer bestimmten Position des Oberstempels (und damit ab einem be
stimmten Druck auf das Vorgemisch) beginnt die plastische Verformung, bei der die Parti
kel zusammenfließen und es zur Ausbildung des Formkörpers kommt. Je nach den physi
kalischen Eigenschaften des Vorgemisches wird auch ein Teil der Vorgemischpartikel
zerdrückt und es kommt bei noch höheren Drücken zu einer Sinterung des Vorgemischs.
Bei steigender Preßgeschwindigkeit, also hohen Durchsatzmengen, wird die Phase der
elastischen Verformung immer weiter verkürzt, so daß die entstehenden Formkörper mehr
oder minder große Hohlräume aufweisen können. Im letzten Schritt der Tablettierung wird
der fertige Formkörper durch den Unterstempel aus der Matrize herausgedrückt und
durch nachfolgende Transporteinrichtungen wegbefördert. Zu diesem Zeitpunkt ist ledig
lich das Gewicht des Formkörpers endgültig festgelegt, da die Preßlinge aufgrund physi
kalischer Prozesse (Rückdehnung, kristallographische Effekte, Abkühlung etc.) ihre Form
und Größe noch ändern können.
Die Tablettierung erfolgt in handelsüblichen Tablettenpressen, die prinzipiell mit Einfach-
oder Zweifachstempeln ausgerüstet sein können. Im letzteren Fall wird nicht nur der
Oberstempel zum Druckaufbau verwendet, auch der Unterstempel bewegt sich während
des Preßvorgangs auf den Oberstempel zu, während der Oberstempel nach unten drückt.
Für kleine Produktionsmengen werden vorzugsweise Exzentertablettenpressen verwen
det, bei denen der oder die Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sind, die ihrerseits
an einer Achse mit einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit montiert ist. Die Bewegung
dieser Preßstempel ist mit der Arbeitsweise eines üblichen Viertaktmotors vergleichbar.
Die Verpressung kann mit je einem Ober- und Unterstempel erfolgen, es können aber
auch mehrere Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sein, wobei die Anzahl der
Matrizenbohrungen entsprechend erweitert ist. Die Durchsätze von Exzenterpressen va
riieren ja nach Typ von einigen hundert bis maximal 3000 Tabletten pro Stunde.
Für größere Durchsätze wählt man Rundlauftablettenpressen, bei denen auf einem soge
nannten Matrizentisch eine größere Anzahl von Matrizen kreisförmig angeordnet ist. Die
Zahl der Matrizen variiert je nach Modell zwischen 6 und 55, wobei auch größere Matrizen
im Handel erhältlich sind. Jeder Matrize auf dem Matrizentisch ist ein Ober- und Unter
stempel zugeordnet, wobei wiederum der Preßdruck aktiv nur durch den Ober- bzw. Un
terstempel, aber auch durch beide Stempel aufgebaut werden kann. Der Matrizentisch
und die Stempel bewegen sich um eine gemeinsame senkrecht stehende Achse, wobei
die Stempel mit Hilfe schienenartiger Kurvenbahnen während des Umlaufs in die Positio
nen für Befüllung, Verdichtung, plastische Verformung und Ausstoß gebracht werden. An
den Stellen, an denen eine besonders gravierende Anhebung bzw. Absenkung der Stem
pel erforderlich ist (Befüllen, Verdichten, Ausstoßen), werden diese Kurvenbahnen durch
zusätzliche Niederdruckstücke, Nierderzugschienen und Aushebebahnen unterstützt. Die
Befüllung der Matrize erfolgt über eine starr angeordnete Zufuhreinrichtung, den soge
nannten Füllschuh, der mit einem Vorratsbehälter für das Vorgemisch verbunden ist. Der
Preßdruck auf das Vorgemisch ist über die Preßwege für Ober- und Unterstempel indivi
duell einstellbar, wobei der Druckaufbau durch das Vorbeirollen der Stempelschaftköpfe
an verstellbaren Druckrollen geschieht.
Rundlaufpressen können zur Erhöhung des Durchsatzes auch mit zwei Füllschuhen ver
sehen werden, wobei zur Herstellung einer Tablette nur noch ein Halbkreis durchlaufen
werden muß. Zur Herstellung zwei- und mehrschichtiger Formkörper werden mehrere
Füllschuhe hintereinander angeordnet, ohne daß die leicht angepreßte erste Schicht vor
der weiteren Befüllung ausgestoßen wird. Durch geeignete Prozeßführung sind auf diese
Weise auch Mantel- und Punkttabletten herstellbar, die einen zwiebelschalenartigen Aufbau
haben, wobei im Falle der Punkttabletten die Oberseite des Kerns bzw. der Kern
schichten nicht überdeckt wird und somit sichtbar bleibt. Auch Rundlauftablettenpressen
sind mit Einfach- oder Mehrfachwerkzeugen ausrüstbar, so daß beispielsweise 18283 00070 552 001000280000000200012000285911817200040 0002010045267 00004 18164ein äuße
rer Kreis mit 50 und ein innerer Kreis mit 35 Bohrungen gleichzeitig zum Verpressen be
nutzt werden. Die Durchsätze moderner Rundlauftablettenpressen betragen über eine
Million Formkörper pro Stunde.
Bei der Tablettierung mit Rundläuferpressen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Ta
blettierung mit möglichst geringen Gewichtschwankungen der Tablette durchzuführen. Auf
diese Weise lassen sich auch die Härteschwankungen der Tablette reduzieren. Geringe
Gewichtschwankungen können auf folgende Weise erzielt werden:
- - Verwendung von Kunststoffeinlagen mit geringen Dickentoleranzen
- - Geringe Umdrehungszahl des Rotors
- - Große Füllschuhe
- - Abstimmung des Füllschuhflügeldrehzahl auf die Drehzahl des Rotors
- - Füllschuh mit konstanter Pulverhöhe
- - Entkopplung von Füllschuh und Pulvervorlage
Zur Verminderung von Stempelanbackungen bieten sich sämtliche aus der Technik be
kannte Antihaftbeschichtungen an. Besonders vorteilhaft sind Kunststoffbeschichtungen,
Kunststoffeinlagen oder Kunststoffstempel. Auch drehende Stempel haben sich als vor
teilhaft erwiesen, wobei nach Möglichkeit Ober- und Unterstempel drehbar ausgeführt
sein sollten. Bei drehenden Stempeln kann auf eine Kunststoffeinlage in der Regel ver
zichtet werden. Hier sollten die Stempeloberflächen elektropoliert sein.
Es zeigte sich weiterhin, daß lange Preßzeiten vorteilhaft sind. Diese können mit Druck
schienen, mehreren Druckrollen oder geringen Rotordrehzahlen eingestellt werden. Da
die Härteschwankungen der Tablette durch die Schwankungen der Preßkräfte verursacht
werden, sollten Systeme angewendet werden, die die Preßkraft begrenzen. Hier können
elastische Stempel, pneumatische Kompensatoren oder federnde Elemente im Kraftweg
eingesetzt werden. Auch kann die Druckrolle federnd ausgeführt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete Tablettiermaschinen sind beispielswei
se erhältlich bei den Firmen Apparatebau Holzwarth GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH,
Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, Horn & Noack Pharmatechnik GmbH, Worms, IMA
Verpackungssysteme GmbH Viersen, KILIAN, Köln, KOMAGE, Kell am See, KORSCH
Pressen AG, Berlin, sowie Romaco GmbH, Worms. Weitere Anbieter sind beispielsweise
Dr. Herbert Pete, Wien (AU), Mapag Maschinenbau AG, Bern (CH), BWI Manesty, Liver
pool (GB), I. Holand Ltd., Nottingham (GB), Courtoy N. V., Halle (BE/LU) sowie Medio
pharm Kamnik (SI). Besonders geeignet ist beispielsweise die Hydraulische Doppeldruck
presse HPF 630 der Firma LAEIS, D. Tablettierwerkzeuge sind beispielsweise von den
Firmen Adams Tablettierwerkzeuge, Dresden, Wilhelm Fett GmbH, Schwarzenbek, Klaus
Hammer, Solingen, Herber & Söhne GmbH, Hamburg, Hofer GmbH, Weil, Horn & Noack,
Pharmatechnik GmbH, Worms, Ritter Pharamatechnik GmbH, Hamburg, Romaco, GmbH,
Worms und Notter Werkzeugbau, Tamm erhältlich. Weitere Anbieter sind z. B. die Senss
AG, Reinach (CH) und die Medicopharm, Kamnik (SI).
Die Formkörper können dabei in vorbestimmter Raumform und vorbestimmter Größe ge
fertigt werden. Als Raumform kommen praktisch alle sinnvoll handhabbaren Ausgestal
tungen in Betracht, beispielsweise also die Ausbildung als Tafel, die Stab- bzw. Barren
form, Würfel, Quader und entsprechende Raumelemente mit ebenen Seitenflächen sowie
insbesondere zylinderförmige Ausgestaltungen mit kreisförmigem oder ovalem Quer
schnitt. Diese letzte Ausgestaltung erfaßt dabei die Darbietungsform von der Tablette bis
zu kompakten Zylinderstücken mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser oberhalb
1.
Die portionierten Preßlinge können dabei jeweils als voneinander getrennte Einzelele
mente ausgebildet sein, die der vorbestimmten Dosiermenge der Wasch- und/oder Reini
gungsmittel entspricht. Ebenso ist es aber möglich, Preßlinge auszubilden, die eine Mehr
zahl solcher Masseneinheiten in einem Preßling verbinden, wobei insbesondere durch
vorgegebene Sollbruchstellen die leichte Abtrennbarkeit portionierter kleinerer Einheiten
vorgesehen ist. Für den Einsatz von Textilwaschmitteln in Maschinen des in Europa übli
chen Typs mit horizontal angeordneter Mechanik kann die Ausbildung der portionierten
Preßlinge als Tabletten, in Zylinder- oder Quaderform zweckmäßig sein, wobei ein
Durchmesser/Höhe-Verhältnis im Bereich von etwa 0,5 : 2 bis 2 : 0,5 bevorzugt ist. Han
delsübliche Hydraulikpressen, Exzenterpressen oder Rundläuferpressen sind geeignete
Vorrichtungen insbesondere zur Herstellung derartiger Preßlinge.
Die Raumform einer anderen Ausführungsform der Formkörper ist in ihren Dimensionen
der Einspülkammer von handelsüblichen Haushaltswaschmaschinen angepaßt, so daß
die Formkörper ohne Dosierhilfe direkt in die Einspülkammer eindosiert werden können,
wo sie sich während des Einspülvorgangs auflöst. Selbstverständlich ist aber auch ein
Einsatz der Waschmittelformkörper über eine Dosierhilfe problemlos möglich und im
Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Ein weiterer bevorzugter Formkörper, der hergestellt werden kann, hat eine platten- oder
tafelartige Struktur mit abwechselnd dicken langen und dünnen kurzen Segmenten, so
daß einzelne Segmente von diesem "Riegel" an den Sollbruchstellen, die die kurzen dün
nen Segmente darstellen, abgebrochen und in die Maschine eingegeben werden können.
Dieses Prinzip des "riegelförmigen" Formkörperwaschmittels kann auch in anderen geo
metrischen Formen, beispielsweise senkrecht stehenden Dreiecken, die lediglich an einer
ihrer Seiten längsseits miteinander verbunden sind, verwirklicht werden.
Möglich ist es aber auch, daß die verschiedenen Komponenten nicht zu einer einheitli
chen Tablette verpreßt werden, sondern daß Formkörper erhalten werden, die mehrere
Schichten, also mindestens zwei Schichten, aufweisen. Dabei ist es auch möglich, daß
diese verschiedenen Schichten unterschiedliche Lösegeschwindigkeiten aufweisen. Hier
aus können vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften der Formkörper resultie
ren. Falls beispielsweise Komponenten in den Formkörpern enthalten sind, die sich wech
selseitig negativ beeinflussen, so ist es möglich, die eine Komponente in der schneller
löslichen Schicht zu integrieren und die andere Komponente in eine langsamer lösliche
Schicht einzuarbeiten, so daß die erste Komponente bereits abreagiert hat, wenn die
zweite in Lösung geht. Der Schichtaufbau der Formkörper kann dabei sowohl stapelartig
erfolgen, wobei ein Lösungsvorgang der inneren Schicht(en) an den Kanten des Form
körpers bereits dann erfolgt, wenn die äußeren Schichten noch nicht vollständig gelöst
sind, es kann aber auch eine vollständige Umhüllung der inneren Schicht(en) durch die
jeweils weiter außen liegende(n) Schicht(en) erreicht werden, was zu einer Verhinderung
der frühzeitigen Lösung von Bestandteilen der inneren Schicht(en) führt.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht ein Formkörper aus
mindestens drei Schichten, also zwei äußeren und mindestens einer inneren Schicht, wo
bei mindestens in einer der inneren Schichten ein Peroxy-Bleichmittel enthalten ist, wäh
rend beim stapelförmigen Formkörper die beiden Deckschichten und beim hüllenförmigen
Formkörper die äußersten Schichten jedoch frei von Peroxy-Bleichmittel sind. Weiterhin
ist es auch möglich, Peroxy-Bleichmittel und gegebenenfalls vorhandene Bleichaktivato
ren und/oder Enzyme räumlich in einem Formkörper voneinander zu trennen. Derartige
mehrschichtige Formkörper weisen den Vorteil auf, daß sie nicht nur über eine Einspül
kammer oder über eine Dosiervorrichtung, welche in die Waschflotte gegeben wird, ein
gesetzt werden können; vielmehr ist es in solchen Fällen auch möglich, den Formkörper
im direkten Kontakt zu den Textilien in die Maschine zu geben, ohne daß Verfleckungen
durch Bleichmittel und dergleichen zu befürchten wären.
Neben dem Schichtaufbau können mehrphasige Formkörper auch in Form von Ring
kerntabletten, Kernmanteltabletten oder sogenannten "bulleye"-Tabletten hergestellt wer
den. Eine Übersicht über solche Ausführungsformen mehrphasiger Tabletten ist in der EP 055 100
(Jeyes Group) beschrieben. Diese Schrift offenbart Toilettenreinigungsmittelblöc
ke, die einen geformten Körper aus einer langsam löslichen Reinigungsmittelzusammen
setzung umfassen, in den eine Bleichmitteltablette eingebettet ist. Diese Schrift offenbart
gleichzeitig die unterschiedlichsten Ausgestaltungsformen mehrphasiger Formkörper von
der einfachen Mehrphasentablette bis hin zu komplizierten mehrschichtigen Systemen mit
Einlagen.
Nach dem Verpressen weisen die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper eine hohe
Stabilität auf. Die Bruchfestigkeit zylinderförmiger Formkörper kann über die Meßgröße
der diametralen Bruchbeanspruchung erfaßt werden. Diese ist bestimmbar nach
Hierin steht für die diametrale Bruchbeanspruchung (diametral fracture stress, DFS) in
Pa, P ist die Kraft in N, die zu dem auf den Formkörper ausgeübten Druck führt, der den
Bruch des Formkörpers verursacht, D ist der Formkörperdurchmesser in Meter und t ist
die Höhe der Formkörper.
Bevorzugte Herstellverfahren für Wasch- und Reinigungsmittelformkörper gehen von ei
nem tensidhaltigen Granulat aus, das mit weiteren Aufbereitungskomponenten zu einem
zu verpressenden teilchenförmigen Vorgemisch aufbereitet wird. Völlig analog zu den
vorstehenden Ausführungen über bevorzugte Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper ist auch der Einsatz weiterer Inhaltsstoffe auf
deren Herstellung zu übertragen. In bevorzugten Verfahren enthält das teilchenförmige
Vorgemisch zusätzlich tensidhaltige(s) Granulat(e) und weist ein Schüttgewicht von min
destens 500 g/l, vorzugsweise mindestens 600 g/l und insbesondere mindestens 700 g/l
auf.
In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren weist das tensidhaltige Granulat Teilchen
größen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 200 und 1800 µm, beson
ders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und insbesondere zwischen 600 und 1400 µm,
auf.
Auch die weiteren Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper können in das erfindungsgemäße Verfahren eingebracht werden, wozu auf die
obenstehenden Ausführungen verwiesen wird. Bevorzugte Verfahren sind dadurch ge
kennzeichnet, daß das teilchenförmige Vorgemisch zusätzlich einen oder mehrere Stoffe
aus der Gruppe der Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Desintegrationshilfsmittel, Enzyme,
pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren,
Silikonöle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren,
Farbübertragungsinhibitoren und Korrosionsinhibitoren enthält.
Der zweite Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt das Aufbringen der Be
schichtung. Hierzu kann auf gängige Verfahren der Beschichtung von Körpern zurückge
griffen werden, insbesondere also das Eintauchen des Körpers in oder das Besprühen
des Körpers mit eine(r) Schmelze, Lösung oder Dispersion der genannten Polyurethane.
Da das Eintauchen von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern in Schmelzen oder Lö
sungen bzw. Dispersionen nur unter hohem technischen Aufwand zu den gewünschten
dünnen Beschichtungen führt, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt,
Polymerlösungen bzw. Dispersionen auf die Formkörper aufzusprühen, wobei das Lö
sungs- bzw. Dispergiermittel verdampft und eine Beschichtung auf dem Formkörper zu
rückläßt. In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird eine wäßrige Lösung eines
oder mehrerer Polyurethane auf die Formkörper aufgesprüht, wobei die wäßrige Lösung,
jeweils bezogen auf die Lösung, 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-% und
insbesondere 4 bis 10 Gew.-% Polyurethan(e), optional bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise
bis zu 10 Gew.-% und insbesondere unter 5 Gew.-% eines oder mehrerer mit Wasser
mischbarer Lösungsmittel sowie als Rest Wasser, enthält.
Um die Trocknungszeit zu verkürzen, können der wäßrigen Lösung weitere mit Wasser
mischbare leichtflüchtige Lösungsmittel zugemischt werden. Diese stammen insbesonde
re aus der Gruppe der Alkohole, wobei Ethanol, n-Propanol und iso-Propanol bevorzugt
sind. Aus Kostengründen empfehlen sich besonders Ethanol und iso-Propanol.
Das Aufsprühen solcher wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen kann auf unterschiedliche
Arten erfolgen, die dem Fachmann geläufig sind. Beispielsweise kann die Lösung bzw.
Dispersion mittels eines Pumpsystems einer Düse zugeführt werden, wo die Lösung bzw.
Dispersion durch die hohen Scherkräfte fein zerstäubt wird. Der entstehende Sprühnebel
kann dann auf die zu beschichtenden Formkörper gerichtet werden, welche nachfolgend
optional unter Zuhilfenahme geeigneter Maßnahmen (beispielsweise Anblasen mit er
wärmter Luft) getrocknet werden. Es ist aber auch möglich, eine Mehrstoffdüse zu ver
wenden und die wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen mit Hilfe eines Gasstroms durch
die Düse zu vernebeln. Im einfachsten Fall wird eine Zweistoffdüse eingesetzt und als
Trägergas Druckluft verwendet. Um die Dispersion gegebenenfalls vor Oxidation oder
anderen Wechselwirkungen mit dem Trägergas zu schützen, können auch andere Trä
gergase wie beispielsweise Stickstoff, Edelgase, niedere Alkane oder Ether eingesetzt
werden.
Es ist ebenfalls möglich, den Gehalt der Dispersion bzw. Lösung an Wasser zu verrin
gern, was die Trocknungszeiten verkürzt, Wechselwirkungen mit feuchtigkeitsempfindli
chen Inhaltsstoffen auf der Formkörperoberfläche minimiert und die Produktionskosten
senkt. Auch hier bieten sich die vorstehend genannten niederen Alkohole als Lösungs
mittel an, wobei völlig wasserfreie Lösungsmittelgemische weniger bevorzugt sind, da
bestimmte Mengen an Wasser die Ausbildung einer gleichmäßigen Coating-Schicht be
günstigen. In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Lösung bzw. Disper
sion eines oder mehrerer Polyurethane in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelge
misch aus der Gruppe Wasser, Ethanol, Propanol, iso-Propanol, n-Heptan und deren Mi
schungen mit Hilfe von inerten Treibmitteln aus der Gruppe Stickstoff, Distickstoffoxid,
Propan, Butan, Dimethylether und deren Mischungen auf die Formkörper aufgesprüht.
Bei solchen erfindungsgemäß bevorzugten Verfahrensvarianten weisen die Lösungen
bzw. Dispersionen vorteilhafterweise folgende Zusammensetzung auf, wobei sich die An
gaben jeweils auf die aufzusprühende Dispersion beziehen:
- a) 30 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 90 Gew.-% und insbesondere 50 bis 85 Gew.-% Ethanol, Propanol, iso-Propanol, n-Heptan oder deren Mischungen,
- b) 0 bis 20, vorzugsweise 1 bis 15 und insbesondere 2 bis 10 Gew.-% Wasser,
- c) 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 25 und insbesondere 3 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Polyurethane.
Andere Inhaltsstoffe der aufzusprühenden Dispersionen können beispielsweise Farb-
oder Duftstoffe bzw. Pigmente sein. Solche Additive verbessern beispielsweise den visu
ellen oder olfaktorischen Eindruck der erfindungsgemäß beschichteten Farmkörper. Farb-
und Duftstoffe wurden vorstehend ausführlich beschrieben. Als Pigmente kommen bei
spielsweise Weißpigmente wie Titandioxid oder Zinksulfid, Perlglanzpigmente oder Farb
pigmente in Betracht, wobei letztere in anorganische Pigmente und organische Pigmente
aufgeteilt werden können. Alle genannten Pigmente werden im Falle ihres Einsatzes vor
zugsweise feinteilig, d. h. mit mittleren Teilchengrößen von 100 µm und deutlich darunter,
eingesetzt.
Um die Ausbildung einer gleichmäßigen und möglichst dünnen Beschichtung zu errei
chen, ist es bevorzugt, die Lösung bzw. Dispersion der Beschichtungsmaterialien mög
lichst fein zu vernebeln, bevor sie auf den Formkörper auftrifft. Erfindungsgemäße Verfah
ren, in denen die betreffende Lösung und/oder Dispersion über eine Düse auf die Form
körper aufgebracht wird, wobei die mittlere Tröpfchengröße im Sprühnebel weniger als
100 µm, vorzugsweise weniger als 50 µm und insbesondere weniger als 35 µm, beträgt,
sind dabei bevorzugt Auf diese Weise läßt sich die vorstehend genannte bevorzugte Dic
ke der Beschichtung leicht realisieren.
Da die erfindungsgemäß als Beschichtung eingesetzten Polymere unzersetzt schmelzbar
sind, ist es vorteilhaft möglich, auf den Einsatz von Lösungen oder Dispersionen zu ver
zichten und stattdessen eine Schmelze der Beschichtung auf die Formkörper aufzubrin
gen. Erfindungsgemäße Verfahren, bei denen eine Schmelze aus einem oder mehreren
Polyurethanen, die gegebenenfalls weitere Bestandteile enthält, auf die Formkörper auf
gebracht wird, sind erfindungsgemäß daher bevorzugt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Polymeren
oder Polymergemischen zur Beschichtung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern,
wobei das Polymer bzw. mindestens 50 Gew.-% des Polymergemischs ausgewählt ist
aus der Gruppe der Polyurethane aus Diisocyanaten (I) und Diolen (II)
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa)
und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituierten,
geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Kohlenstoffa
tomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
Hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verwendung (In
haltsstoffe, Zusammensetzung des Vorgemischs, bevorzugte Polymere etc.) gilt analog
das vorstehend für das erfindungsgemäße Verfahren Gesagte.
Claims (20)
1. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper aus verdichtetem teilchenförmigen Wasch-
und Reinigungsmittel, enthaltend Gerüststoff(e) sowie gegebenenfalls weitere Wasch-
und Reinigungsmittelbestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper mit
einer Beschichtung versehen sind, welche Polyurethane aus Diisocyanaten (I) und
Diolen (II) enthält
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituier ten, geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Koh lenstoffatomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituier ten, geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Koh lenstoffatomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
2. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie mit einer Beschichtung versehen sind, bei der mindestens 10 Gew.-%, vor
zugsweise mindestens 25 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-% uns
insbesondere mindestens 75 Gew.-% der in das Polyurethan einreagierten Diole aus
gewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb).
3. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise
mindestens 25 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und insbeson
dere mindestens 75 Gew.-% Polyurethane enthält.
4. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschichtung vollständig aus Polyurethan besteht.
5. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung Polyurethane aus Diisocyanaten (I) und Diolen
(II) enthält
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei R1 für eine Methylen- Ethylen- Propylen-, Butylen-, Pentylen-Gruppe oder für -(CH2)6- oder für 2,4- bzw. 2,6-C6H3-CH3, oder für C6H4-CH2-C6H4 oder für einen Isophoronrest (3,5,5-Trimethyl-2-cyclohexenon) steht und R2 ausgewählt ist aus - CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n- oder -CH2-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n- mit n = 4 bis 1999.
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei R1 für eine Methylen- Ethylen- Propylen-, Butylen-, Pentylen-Gruppe oder für -(CH2)6- oder für 2,4- bzw. 2,6-C6H3-CH3, oder für C6H4-CH2-C6H4 oder für einen Isophoronrest (3,5,5-Trimethyl-2-cyclohexenon) steht und R2 ausgewählt ist aus - CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n- oder -CH2-CH2-(O-CH(CH3)-CH2)n- mit n = 4 bis 1999.
6. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Polyurethane in der Beschichtung Struktureinheiten der For
mel (III) aufweisen
-[O-C(O)-NH-R1-NH-C(O)-O-R2]k- (III),
in der R1 für -(CH2)6- oder für 2,4- bzw. 2,6-C6H3-CH3, oder für C6H4-CH2-C6H4 steht und R2 ausgewählt ist aus -CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n- oder -CH(CH3)-CH2-(O- CH(CH3)-CH2)n-, wobei n eine Zahl von 5 bis 199 und k eine Zahl von 1 bis 2000 ist.
-[O-C(O)-NH-R1-NH-C(O)-O-R2]k- (III),
in der R1 für -(CH2)6- oder für 2,4- bzw. 2,6-C6H3-CH3, oder für C6H4-CH2-C6H4 steht und R2 ausgewählt ist aus -CH2-CH2-(O-CH2-CH2)n- oder -CH(CH3)-CH2-(O- CH(CH3)-CH2)n-, wobei n eine Zahl von 5 bis 199 und k eine Zahl von 1 bis 2000 ist.
7. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Polyurethane in der Beschichtung zusätzliche Diamine, vor
zugsweise Hexamethylendiamin und/oder Hydroxycarbonsäuren, vorzugsweise Di
methylolpropionsäure, enthalten.
8. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Polyurethane in der Beschichtung Molmassen von 5000 bis
150.000 gmol-1, vorzugsweise von 10.000 bis 100.000 gmol-1 und insbesondere von
20.000 bis 50.000 gmol-1 aufweisen.
9. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von unbeschichtetem Formkörper zu
Beschichtung größer als 10 zu 1, vorzugsweise größer als 25 zu 1 und insbesondere
größer als 50 zu 1 ist.
10. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung auf dem Formkörper 0,1 bis 500 µm,
vorzugsweise 0,5 bis 250 µm und insbesondere 5 bis 100 µm, beträgt.
11. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung zusätzlich einen oder mehrere
Stoffe aus den Gruppen der Desintegrationshilfsmittel, Farbstoffe, optischen Aufheller,
Duftstoffe, Enzyme, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Silberschutzmittel, Komplexbild
ner, Tenside, Vergrauungsinhibitoren und deren Mischungen in Mengen von 0,5 bis
30 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere von 2,5 bis 10 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gewicht der Beschichtung, enthält.
12. Verfahren zur Herstellung von beschichteten Wasch- und Reinigungsmittelformkör
pern durch an sich bekanntes Verpressen einer teilchenförmigen Wasch- und Reini
gungsmittelzusammensetzung und nachfolgendes Eintauchen in oder Besprühen mit
eine(r) Schmelze, Lösung oder Dispersion eines oder mehrerer Polyurethane aus Dii
socyanaten (I) und Diolen (II)
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituier ten, geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Koh lenstoffatomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituier ten, geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Koh lenstoffatomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung ei
nes oder mehrerer Polyurethane auf die Formkörper aufgesprüht wird, wobei die wäß
rige Lösung, jeweils bezogen auf die Lösung, 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-%
und insbesondere 4 bis 10 Gew.-% Polyurethan(e), optional bis zu 20 Gew.-
%, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-% und insbesondere unter 5 Gew.-% eines oder
mehrerer mit Wasser mischbarer Lösungsmittel sowie als Rest Wasser, enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung bzw. Disper
sion eines oder mehrerer Polyurethane in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittel
gemisch aus der Gruppe Wasser, Ethanol, Propanol, iso-Propanol, n-Heptan und de
ren Mischungen mit Hilfe von inerten Treibmitteln aus der Gruppe Stickstoff, Distick
stoffoxid, Propan, Butan, Dimethylether und deren Mischungen auf die Formkörper
aufgesprüht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung bzw. Disper
sion folgende Zusammensetzung aufweist:
- a) 30 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 90 Gew.-% und insbesondere 50 bis 85 Gew.-% Ethanol, Propanol, iso-Propanol, n-Heptan oder deren Mischungen,
- b) 0 bis 20, vorzugsweise 1 bis 15 und insbesondere 2 bis 10 Gew.-% Wasser,
- c) 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 25 und insbesondere 3 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Polyurethane.
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze aus einem
oder mehreren Polyurethanen, die gegebenenfalls weitere Bestandteile enthält, auf
die Formkörper aufgebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zu
beschichtende Formkörper durch Verpressen eines teilchenförmigen Vorgemischs er
halten wird, das tensidhaltige(s) Granulat(e) enthält und ein Schüttgewicht von minde
stens 500 g/l, vorzugsweise mindestens 600 g/l und insbesondere mindestens 700 g/l,
aufweist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige Granu
lat Teilchengrößen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 200 und 1800 µm,
besonders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und insbesondere zwischen
600 und 1400 µm, aufweist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das
teilchenförmige Vorgemisch zusätzlich einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der
Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Desintegrationshilfsmittel, Enzyme, pH-Stellmittel,
Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle,
Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertra
gungsinhibitoren und Korrosionsinhibitoren enthält.
20. Verwendung von Polymeren oder Polymergemischen zur Beschichtung von Wasch-
und Reinigungsmittelformkörpern, wobei das Polymer bzw. mindestens 50 Gew.-%
des Polymergemischs ausgewählt ist aus der Gruppe der Polyurethane aus Diisocya
naten (I) und Diolen (II)
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituier ten, geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Koh lenstoffatomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
O=C=N-R1-N=C=O (I),
H-O-R2-O-H (II),
wobei die Diole mindestens anteilsweise ausgewählt sind aus Polyethylenglycolen (IIa) und/oder Polypropylenglycolen (IIb)
H-(O-CH2-CH2)n-OH (IIa),
und R1 sowie R2 unabhängig voneinander für einen substituierten oder unsubstituier ten, geradkettigen oder verzweigten Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylrest mit 1 bis 24 Koh lenstoffatomen und n jeweils für Zahlen von 5 bis 2000 stehen.
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