DE10061418A1 - Verfahren zur Abfüllung mehrphasiger flüssiger Wasch- und Reinigungsmittel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Abfüllung mehrphasiger flüssiger Wasch- und Reinigungsmittel, welche mindestens zwei Phasen aufweisen, die dich durch Schütteln oder Rühren temporär in eine Dispersion bzw. Emulsion überführen lassen.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Abfüllung flüssiger mehrphasiger Wasch- und Reinigungsmittel, welche mindestens zwei Phasen aufweisen, die sich durch Schütteln und/oder Rühren temporär in eine Dispersion bzw. eine Emulsion überführen lassen.

Wasch- und Reinigungsmittel, die aus zwei oder mehreren Phasen bestehen, sind seit längerem bekannt. Zweiphasige flüssige Reinigungsmittel, wie in WO 00/24852 beschrieben, finden aufgrund ihrer hervorragenden Reinigungsleistung und dem ansprechenden, optisch auffälligen Erscheinungsbild breite Akzeptanz beim Verbraucher. Meist werden die zweiphasigen Reinigungsmittel mit unterschiedlich gefärbten Phasen in Klarsichtkunststoffflaschen abgefüllt und verkauft.

Vor Anwendung des Reinigungsmittels wird dieses durch Aufschütteln zu einer kurzfristig stabilen Emulsion durchmischt, die sich nach kurzem Stehenlassen bei Raumtemperatur wieder vollständig in die zwei Phasen auftrennt. Grundsätzlich ist eine rasche Entmischung der temporär generierten Emulsion zur Wiederherstellung des ursprünglichen zweiphasigen Erscheinungsbildes wünschenswert. Beispielsweise sollte sich die durch Schütteln gebildete Emulsion bei Raumtemperatur, also etwa 20°C, innerhalb kurzer Zeit zu 90% in die getrennten Phasen entmischen.

Durch Schütteln oder Rühren lassen sich diese mehrphasigen Systeme in eine instabile Emulsion überführen, die ein homogenes Aufbringen auf die Oberfläche bzw. das Substrat ermöglicht und in dieser Form angewendet werden kann. Sowohl auf der Oberfläche bzw. dem Substrat als auch im Vorratsbehältnis trennt sich diese instabile Emulsion im Ruhezustand relativ rasch wieder, um getrennte wässrige Phasen auszubilden.

Der Vorteil einer solchen mehrphasigen Formulierung liegt darin, daß sich nicht mischbare Substanzen, wie beispielsweise Benzin in einem wässrigen Fensterreiniger in einer Formulierung miteinander kombinieren lassen. Es hat sich gezeigt, daß die Formulierung eines Reinigungs- oder Waschmittels in Form einer Zusammensetzung, die im Ruhezustand getrennt in wenigstens zwei Phasen vorliegt, zu einer wesentlichen Verbesserung der Reinigungswirkung solcher Zusammensetzungen führt. Insbesondere wird die duale Wirkung sowohl gegen organische als auch gegen anorganische Verschmutzungen sichergestellt.

Mehrphasige Reinigungsmittel zeichnen sich darüber hinaus durch einen relativ niedrigen Gehalt an Tensiden aus. Die überlegene Reinigungswirkung ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die eingesetzten Inhaltsstoffe temporär stabile Mikroemulsionen bilden, die eine gesteigerte Reinigungsleistung zur Folge haben.

Ein besonderes Problem bei der Herstellung entsprechender Wasch- bzw. Reinigungsmittel-Verpackungseinheiten für den Endverbraucher ist die Abfüllung des zwei- oder mehrphasigen Wasch- bzw. Reinigungsmittels in die Flasche. Die Schwierigkeit hierbei besteht darin, die beiden oder mehrere Phasen des Reinigungsmittels in den gewünschten Mengen- bzw. Volumenverhältnissen in die Flasche abzufüllen. Falls die beiden Phasen als Gemisch abgefüllt werden, kommt es aufgrund der geforderten relativ raschen Entmischungszeiten der Phasen des Reinigungsmittels (beispielsweise ca. 5 min bei 20°C) bereits während des Abfüllvorganges zur Entmischung bzw. Auftrennung der einzelnen Phasen des abzufüllenden Gemischs, so daß die Phasenanteile in den befüllten Flaschen stark variieren und nicht reproduzierbar einstellbar sind.

Es besteht daher ein Bedarf an einem einfachen und kostengünstigen Abfüllverfahren für zwei- bzw. mehrphasige Reinigungsmittel, welches eine sichere Kontrolle der Phasenverteilung beziehungsweise der Volumenanteile der jeweiligen Phasen in dem abgefüllten Behältnis ermöglicht. Ferner ist es wünschenswert, das mehrphasige Wasch- bzw. Reinigungsmittel in einer thermodynamisch möglichst stabilen Form bereitzustellen, damit es eine ausreichende Lagerstabilität aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik ein Verfahren zur Abfüllung von flüssigen mehrphasigen Wasch- und Reinigungsmitteln bereitzustellen, das eine ausreichende Betriebssicherheit aufweist, leicht handhabbar ist und zu leistungsstarken und lagerstabilen Mitteln in definierter und für den Verbraucher akzeptabler Form führt. Eine ausreichende Betriebssicherheit bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere, daß das Verfahren zur Abfüllung flüssiger mehrphasiger Reinigungsmittel eine reproduzierbare und gleichbleibende Einstellung der Mengen- bzw. Volumenverhältnisse der Phasen im Füllbehältnis ermöglicht.

Weitere Aufgaben ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.

Obengenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs gelöst. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abfüllung flüssiger mehrphasiger Wasch- und Reinigungsmittel bereitgestellt, wobei die Wasch- bzw. Reinigungsmittel mindestens zwei Phasen ausbilden, welche sich durch Schütteln und/oder Rühren in eine Dispersion bzw. Emulsion überführen lassen. Das wesentliche Merkmal des bevorzugten erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist es, daß die jeweiligen flüssigen Phasen getrennt voneinander, insbesondere nacheinander zur Abfüllung in einen Behälter abgegeben werden.

Als eine Dispersion wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein System aus mehreren Phasen bezeichnet, das mindestens zwei flüssige Phasen umfaßt. Üblicherweise umfaßt das System lediglich flüssige Phasen, so daß eine Emulsion vorliegt. Alternativ kann die Dispersion aber auch ein System aus mehreren flüssigen Phasen und darin verteilten Feststoffen mit geringer Partikelgröße sein.

Unter einer getrennten Abfüllung der jeweiligen flüssigen Phasen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, daß die Phasen vor der Abfüllung nicht miteinander vereinigt werden, so daß die Durchmischung der jeweiligen Phasen erfindungsgemäß erst in der Verpackungseinheit für den Endverbraucher, im folgenden als Behälter bezeichnet, bewirkt wird. Dabei kann die getrennte Abfüllung alternativ durch gleichzeitige Zugabe durch getrennte Zuleitungen erfolgen, wobei eine Durchmischung im Abfüllstrahl auftritt, und/oder vorzugsweise durch Vorlegen der ersten Phase und sukzessives Zugeben der zweiten bzw. weiteren Phasen bewirkt werden. Auch ein inverses Abfühllen, d. h. Vorlegen der zweiten Phase und sukzessives Zugeben der ersten Phase kann zum gewünschten Ergebnis führen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt, daß durch die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen zwischen den Phasen ein effektiver Austausch der Stoffbestandteile zwecks Einstellung eines Stoffgleichgewichts bewirkt wird.

Besonders bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen eine vollständige Durchmischung der Phasen erreicht.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird während der Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen eine Schaumbildung im wesentlichen vermieden.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der effektive Austausch der Stoffbestandteile durch geeignete Einstellung der Reynoldszahl bzw. Weberzahl bei der Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen bewirkt. Analog wird durch geeignete Einstellung der Reynoldszahl bzw. Weberzahl eine Schaumbildung im wesentlichen vermieden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen bei einer Reynoldszahl von 100 bis 100000, vorzugsweise 250 bis 50000, besonders bevorzugt 1000 bis 10000.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen bei einer Weberzahl von 10 bis 6000, vorzugsweise 50 bis 3000, besonders bevorzugt 100 bis 1000.

Vorzugsweise erfolgt die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phase mit einem volumetrisch arbeitenden Kolbenfüller.

Bei einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phase mit einem gravimetrisch arbeitenden Massefüller.

Es wurde jetzt überraschenderweise gefunden, daß die getrennte, vorzugsweise sukzessive Abfüllung der flüssigen Phasen des Wasch- bzw. Reinigungsmittels in den Behälter, so daß sich das Mehrphasensystem erst im Behälter bildet, zu einem Verfahren mit ausreichender Betriebssicherheit führt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist somit eine sichere, genaue, beliebig wählbare und reproduzierbare Einstellung der Mengen- bzw. Volumenverhältnisse der Phasen bei der Abfüllung in die Verpackungseinheiten für den Endverbraucher gewährleistet.

Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die separate Zuführung der jeweiligen Phasen äußerst leicht handhabbar, da die einzelnen Phasen getrennt und mit beliebig wählbarer Zusammensetzung bereitgestellt werden können und erst im letzten Schritt, der Abfüllung in die Behälter für den Endverbraucher, in den geforderten Mengen- und Volumenverhältnissen miteinander vereinigt werden. Somit ist es nicht notwendig, vor bzw. während der endgültigen Abfüllung apparative Voraussetzungen zu schaffen, die eine etwaige Entmischung der einzelnen Phasen des Wasch- bzw. Reinigungsmittels bereits vor der Abfüllung verhindern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Abfüllung flüssiger mehrphasiger Wasch- und Reinigungsmittel mit mindestens zwei nicht miteinander mischbaren, vorzugsweise kontinuierlichen Phasen, die sich durch Schütteln und/oder Rühren in eine instabile Dispersion bzw. Emulsion überführen lassen, bei dem die jeweiligen flüssigen Phasen getrennt voneinander, insbesondere nacheinander zur Abfüllung in einen Behälter abgegeben werden.

Der Ausdruck "nicht mischbar" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, daß sich die beiden oder mehreren Phasen beim Stehenlassen wieder entmischen bzw. auftrennen, also die Überführung in eine temporäre Emulsion auch nach häufigem Schütteln reversibel bleibt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter temporär zu verstehen, daß 90% der Auftrennung der durch Schütteln gebildeten Emulsion in die getrennten Phasen bei Temperaturen von etwa 20°C bis ca. 40°C übergehen, vorzugsweise innerhalb von 2 Minuten bis 48 Stunden, besonders bevorzugt bei 20°C innerhalb von Minuten. Bevorzugt ist es, daß innerhalb von weiteren 15 Minuten bis 50 Stunden die letzten 2% der temporären Emulsion in den Phasenzustand vor dem Schütteln übergehen.

Üblicherweise sind die Stoffbestandteile des mehrphasigen Wasch- bzw. Reinigungsmittels, wie Tenside, Builder, usw. auf die jeweiligen Phasen aufgeteilt. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen derart, daß durch die Zugabe eine intensive Verwirbelung im Behälter und somit ein effektiver Austausch der Stoffbestandteile der einzelnen Phasen stattfindet. Dies bietet den Vorteil, daß sich das Mehrphasensystem als thermodynamisch stabilste Form bildet und als lagerstabiles Mittel in einer für den Verbraucher akzeptablen Form vorliegt.

Besonders bevorzugt wird durch die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen eine vollständige Durchmischung mit den bereits vorgelegten Phasen erreicht.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt, daß während der Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phase eine Schaumbildung im wesentlichen vermieden wird.

Überraschenderweise wird, wenn überhaupt, ein grobporiger Schaum gebildet, der während des Füllvorgangs, d. h. beispielsweise innerhalb von vorzugsweise weniger als einer Minute, im wesentlichen zerfällt. Nach dem Durchlaufen der Abfüllvorrichtung und dem Aufbringen des Verschlusses auf den Behälter bzw. die Verpackungseinheit für den Endverbraucher liegt üblicherweise keine bzw. im wesentlichen keine Schaumbildung mehr vor.

So ist gewährleistet, daß es aufgrund einer etwaigen Volumenausdehnung eines derartigen Schaums nicht zu einem Überlaufen der zweiten bzw. weiteren Phasen während der Abfüllung kommt, was die Betriebssicherheit erheblich beeinträchtigen würde.

Ferner hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abfüllung mehrphasiger Systeme die Einhaltung bestimmter Parameter sichergestellt wird. So wird bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der effektive Austausch der Stoffbestandteile durch geeignete Einstellung der Reynoldszahl bzw. Weberzahl bei der Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen bewirkt. Entsprechend wird durch geeignete Einstellung der Reynoldszahl bzw. Weberzahl eine Schaumbildung im wesentlichen vermieden.

Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Reynoldszahl (Re) von 100 bis 100000, besonders bevorzugt 250 bis 50000, äußerst bevorzugt 1000 bis 10000 durchgeführt. Die Reynoldszahl beschreibt das Verhältnis von Trägheitskraft zu Reibungskraft in vollgefüllten Hohlräumen und wird durch die folgende Formel beschrieben:

mit:
w in ms^-1 als mittlere Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung
d in m als Durchmesser der Düsenöffnung
ρ in kg m^-3 als Flüssigkeitsdichte
η in kg m^-1 s^-1 als Viskosität der Flüssigkeit.

Weiter ist es besonders bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Abfüllung mehrphasiger flüssiger Systeme bei einer Weberzahl von 10 bis 6000, besonders bevorzugt 50 bis 3000, äußerst bevorzugt 1000 bis 1000, erfolgt. Die Weberzahl beschreibt das Verhältnis von Trägheitskraft zur Oberflächenkraft bei auf freien Oberflächen strömenden Flüssigkeiten und wird durch die folgende Formel beschrieben:

mit
ρ, w und d wie vorstehend definiert und
σ in kg s^-2 als Oberflächenspannung der Flüssigkeit.

Wesentliche kritische Werte zur Einstellung der vorstehend genannten Reynolds- und Weber-Zahlen während dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abfüllung sind somit der Durchmesser der Düsenöffnung und die mittlere Austrittsgeschwindigkeit der jeweiligen Phase aus der Düsenöffnung.

Der Durchmesser der Düsenöffnung befindet sich üblicherweise in einem Bereich von 1 mm bis 25 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt von 4 mm bis 6 mm. Bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können allerdings auch Düsenöffnungen mit einem Durchmesser kleiner als 1 mm bzw. größer als 25 mm eingesetzt werden.

Beispiele für bei dem erfindungsgemäßen Verfahren typischen Austrittsgeschwindigkeiten aus der Düsenöffnung sind 1000 ml/s bis 5 ml/s, vorzugsweise 500 ml/s bis 10 ml/s und besonders bevorzugt 250 ml/s bis 50 ml/s.

Ferner kann über die Bestandteile der jeweiligen Phasen die Viskosität bzw. Oberflächenspannung der Flüssigkeit variiert werden. In der Praxis hat sich der Einsatz von Silikonölen als Entschäumungszusatz bewährt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind derartige Entschäumungszusätze im wesentlichen nicht erforderlich; Silikonöle können allerdings mit Vorteil zur Erhöhung der Abfüllgeschwindigkeit eingesetzt werden.

Vorzugsweise erfolgt die Abfüllung der jeweiligen Phasen, insbesondere der zweiten bzw. weiteren Phasen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem volumetrisch arbeitenden Kolbenfüller oder alternativ mit einem gravimetrisch arbeitenden Massenfüller. Weitere Realisierungen der Befüllung, die im Stand der Technik bekannt sind, sind ebenfalls anwendbar, sofern sie die Sicherstellung der vorstehend beschriebenen Verfahrensmerkmale und Verfahrensparameter gewährleisten.

Neben der Verwendung von Reihenfüllern, wie beispielsweise einem achtfachen Reihenfüller zur Abfüllung der ersten Phase mit nachgeschalteten ebenfalls achtfachen Reihenfüllern zur Abfüllung der zweiten Phasen bzw. weiteren Phasen, besteht die Möglichkeit, durch zwei oder mehrere hintereinandergeschaltete Rundläufer eine hohe Abfüllgeschwindigkeit zu erzielen. Selbstverständlich können Reihenfüller und Rundläufer in beliebiger Kombination und Reihenfolge eingesetzt werden. Ferner können alternativ die einzelnen Phasen auf separaten Abfülllinien abgefüllt werden, wobei die Linien anschließend vorzugsweise zusammengeführt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die jeweils abzufüllende Phase des zwei- oder mehrphasigen Reinigungsmittel permanent im Kreislauf gefördert, wobei sichergestellt sein muß, daß im gesamten System eine Strömung vorliegt, die zu einem Austritt durch die Abfülldüse führt, der durch die vorstehend genannten Reynolds- bzw. Weberzahlen beschrieben werden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften, wie etwa der Viskosität des Mittels, den jeweiligen Erfordernissen angepaßt.

Das Abfüllen der jeweiligen Phase erfolgt durch Öffnung des durch die Kreislaufleitung gebildeten Systems, beispielsweise über ein Regelventil. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Weg zur Abfüllung für einen kurzen Moment freigegeben wird, sobald die Abfülllinie Produkt anfordert. Nach Öffnung des Regelventils verläßt die jeweilige Phase die Kreislaufleitung über einen kurzen Abgang, welcher beispielsweise in einem mit Gefälle verlegten Rohrleitungsstück besteht. Vorgenanntes Rohrleitungsstück darf nicht in den Vorlagebehälter der Abfüllung eintauchen, um sicherzustellen, daß keine Produktreste in der Leitung verbleiben.

Mit der beschriebenen, für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Abfüllanlage können zwei- und mehrphasige Wasch- bzw. Reinigungsmittel unter sehr genauer Einstellung bzw Beibehaltung der Mengen- und Volumenverhältnisse der jeweiligen Phasen abgefüllt werden.

Zwei- und mehrphasige Reinigungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen gewerbliche und Haushaltsreinigungsmittel, einschließlich Geschirrspülmittel, Hand­ geschirrspülmittel, Mittel zur Reinigung harter Oberflächen, Allzweckreiniger und Flüssig­ waschmittel, Kosmetika sowie Mittel zur Reinigung von Lebensmitteln.

Zwei- und mehrphasige Waschmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Waschmittel für den Haushalt und solche für gewerbliche Zwecke, insbesondere starkschäumende, schwachschäumende und schaumregulierte Waschmittel sowie Universal- und Spezial-Waschmittel für Feinwäschen.

Üblicherweise handelt es sich bei einem mehrphasigen flüssigen Wasch- bzw. Reinigungs­ mittel im Rahmen der vorliegenden Erfindung um ein wässriges, flüssiges, mehrphasiges, tensidhaltiges Reinigungs- bzw. Waschmittel mit mindestens zwei Phasen, das mindestens eine untere wässrige Phase I sowie eine mit dieser Phase nicht mischbare obere wässrige Phase II aufweist, und sich durch Schütteln oder Rühren temporär in eine Emulsion überführen lässt.

Die Bestandteile des Mehrphasensystems entsprechen solchen universell verwendbarer Reinigungsmittel für harte, naß oder feucht abwischbare Oberflächen im Haushalt und Gewerbe, die als sogenannte Allzweckreiniger bekannt sind und stellen überwiegend sauer bis neutral bzw. schwach alkalische wässrige Flüssigprodukte mit einem pH von 2 bis 13, vorzugsweise von 4 bis 10 dar, die 1 bis 30 Gew.-% Tenside, 0 bis 5 Gew.-% Builder (z. B. Zitrate, Glukonate, Soda, Polycarboxylate), 0 bis 10 Gew.-% Hydrotrope (z. B. Alkohole, Harnstoff), 0 bis 10 Gew.-% wasserlösliche Lösungsmittel (z. B. Alkohole, Glykolether) sowie wahlweise u. a. Hautschutzmittel, Farb- und Duftstoffe enthalten.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgefüllten flüssigen mehrphasigen Wasch- bzw. Reinigungsmittel, im folgenden auch als Mittel bezeichnet, zeichnen sich durch eine ungewöhnliche Reinigungsleistung an hartnäckigem Fettschmutz bei unverdünnter Anwendung aus. Darüber hinaus zeigen die Mittel ein günstiges Rückstandsverhalten. Die einzelnen Phasen im Mittel sind über lange Zeit stabil. Die Überführung in eine temporäre Emulsion bleibt auch nach häufigem Schütteln reversibel. Zudem kann die Trennung von Inhaltsstoffen in separate Phasen die chemische Stabilität des Mittels fördern.

Im einfachsten Fall besteht ein erfindungsgemäß vorgesehenes Mittel aus einer unteren kontinuierlichen Phase, die aus der gesamten Phase I besteht, und einer oberen kontinuierlichen Phase, die aus der gesamten Phase II besteht. Eine oder mehrere kontinuierliche Phasen eines Reinigungsmittels können jedoch auch Teile einer anderen Phase in emulgierter Form enthalten, so daß in einem solchen Mittel beispielsweise Phase I zu einem Teil als kontinuierliche Phase I vorliegt, die die untere kontinuierliche Phase des Mittels darstellt, und zu einem anderen Teil als diskontinuierliche Phase I in der oberen kontinuierlichen Phase II emulgiert ist. Für Phase II und weitere kontinuierliche Phasen gilt analoges.

Falls die Mittel zwei Phasen I und II umfassen, können die Phasen I und II durch eine scharfe Grenzfläche gegeneinander abgegrenzt sein. Es ist aber ebenfalls denkbar, daß eine oder beide der Phasen I und II Teile, vorzugsweise 0,1 bis 25 Vol.-%, insbesondere 0,2 bis 15 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der jeweiligen Phase der jeweils anderen Phase als Dispergens enthalten. Dann ist die Phase I bzw. II um den Volumenteil verringert, der als Dispergens in der jeweils anderen Phase verteilt ist. Besonders bevorzugt sind hierbei Mittel, in denen Phase I in Mengen von 0,1 bis 25 Vol.-%, vorzugsweise 0,2 bis 15 Vol.- %, bezogen auf das Volumen der Phase II, in Phase II emulgiert ist.

Es kann ebenfalls bevorzugt sein, daß neben den kontinuierlichen Phasen I und II ein Teil der beiden Phasen als Emulsion einer der beiden Phasen in der anderen Phase vorliegt, wobei diese Emulsion durch zwei scharfe Grenzflächen, eine obere und eine untere, gegenüber den nicht an der Emulsion beteiligten Teilen der Phase I und II abgegrenzt ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen flüssigen mehrphasigen Wasch- bzw. Reinigungsmittel enthalten Phase I und Phase II in einem Volumenverhältnis von 90 : 10 bis 10 : 90, vorzugsweise 75 : 25 bis 25 : 75, besonders bevorzugt 65 : 35 bis 35 : 65.

Die Wasch- bzw. Reinigungsmittel können als Tensidkomponente anionische, nichtionische, amphotere oder kationische Tenside bzw. Tensidgemische aus einer, mehreren oder allen diesen Tensidklassen enthalten. Die Mittel enthalten Tenside in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0,01 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis 14 Gew.-%, äußerst bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%.

Geeignete Niotenside sind beispielsweise C₈-C₁₈-Alkylalkoholpolyglykolether, Alkylpolyglykoside sowie stickstoffhaltige Tenside bzw. Mischungen davon, insbesondere der ersten beiden. Die Mittel enthalten nichtionische Tenside in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 14 Gew.-%, äußerst bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%.

C₈-C₁₈-Alkylalkoholpolypropylenglykol/polyethylenglykolether stellen bevorzugte bekannte nichtionische Tenside dar. Sie können durch die Formel I, R¹O-(CH₂CH(CH₃)O)_p(CH₂CH₂O)_e-H, beschrieben werden, in der R¹ für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, p für 0 oder Zahlen von 1 bis 3 und e für Zahlen von 1 bis 20 steht.

Die C₈-C₁₈-Alkylalkoholpolyglykolether der Formel I kann man durch Anlagerung von Propylenoxid und/oder Ethylenoxid an Alkylalkohole, vorzugsweise an Fettalkohole, erhalten. Typische Beispiele sind Polyglykolether der Formel I, in der R¹ für einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, p für 0 bis 2 und e für Zahlen von 2 bis 7 steht. Bevorzugte Vertreter sind beispielsweise C₁₀-C₁₄-Fettalkohol + 1PO + 6EO-ether (p = 1, e = 6) und C₁₂-C₁₈-Fettalkohol + 7EO-ether (p = 0, e = 7) sowie deren Mischungen. Geeignet sind auch Alkyl-verzweigte Niotenside vom Typ Neodol 45-7 (Shell) und Lutanol AO7 (BASF)

Es können auch endgruppenverschlossene C₈-C₁₈-Alkylalkoholpolyglykolether eingesetzt werden, d. h. Verbindungen in denen die freie OH-Gruppe in der Formel I verethert ist. Die endgruppenverschlossenen C₈-C₁₈-Alkylalkoholpolyglykolether können nach einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Vorzugsweise werden C₈-C₁₈-Alkylalkohopolyglykolether in Gegenwart von Basen mit Alkylhalogeniden, insbesondere Butyl- oder Benzylchlorid, umgesetzt. Typische Beispiele sind Mischether der Formel I, in der R¹ für einen technischen Fettalkoholrest, vorzugsweise C_12/14-Kokosalkylrest, p für 0 und e für 5 bis 10 stehen, die mit einer Butylgruppe verschlossen sind.

Bevorzugte nichtionische Tenside sind weiterhin Alkylpolyglykoside (APG) der Formel II, R²O[G]_x, in der R² für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, [G] für einen glykosidisch verknüpften Zuckerrest und x für eine Zahl von 1 bis 10 stehen. APG sind nichtionische Tenside und stellen bekannte Stoffe dar, die nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Die Indexzahl x in der allgemeinen Formel II gibt den Oligomerisierungsgrad (DP-Grad) an, d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden, und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während x in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahuig sein muß und hier vor allem die Werte x = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert x für ein bestimmtes Alkylglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkylglykoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad x von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkylglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen 1,2 und 1,6 liegt. Als glykosidischer Zucker wird vorzugsweise Xylose, insbesondere aber Glucose verwendet.

Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R² (Formel II) kann sich von primären Alkoholen mit 8 bis 18, vorzugsweise 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Gemische, wie sie beispielsweise im Verlauf der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelenschen Oxosynthese anfallen.

Vorzugsweise leitet sich der Alkyl- bzw. Alkenylrest R² aber von Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylelkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol oder Oleylalkohol ab. Weiterhin sind Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachidylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol sowie deren technische Gemische zu nennen.

Als weitere nichtionische Tenside können stickstoffenthaltende Tenside enthalten sein, z. B. Fettsäurepolyhydroxyamide, beispielsweise Glucamide, und Ethoxylate von Alkylaminen, vicinalen Diolen und/oder Carbonsäureamiden, die Alkylgruppen mit 10 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen, besitzen. Der Ethoxylierungsgrad dieser Verbindungen liegt dabei in der Regel zwischen 1 und 20, vorzugsweise zwischen 3 und 10. Bevorzugt sind Ethanolamid-Derivate von Alkansäuren mit 8 bis 22 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 16 C-Atomen. Zu den besonders geeigneten Verbindungen gehören die Laurinsäure-, Myristinsäure- und Palmitinsäuremonoethanolamide.

Geeignete Aniontenside sind die bevorzugten C₈-C₁₈-Alkylsulfate, C₈-C₁₈- Alkylethersulfate, d. h. die Sulfatierungsprodukte der Alkoholether der Formel I, und/oder C₈-C₁₈-Alkylbenzolsulfonate, aber auch C₈-C₁₈-Alkansulfonate, C₈-C₁₈-α-Olefinsulfonate, sulfonierte C₈-C₁₈-Fettsäuren, insbesondere Dodecylbenzolsulfonat, C₈-C₂₂- Carbonsäureamidether-sulfate, Sulfonbernsteinsäuremono- und -di-C₁-C₁₂-Alkylester, C₈- C₁₈-Alkylpolyglykolether-carboxylate, C₈-C₁₈-N-Acyltauride, C₈-C₁₈-N-Sarkosinate und C₈-C₁₈-Alkylisothionate bzw. deren Mischungen. Sie werden in Form ihrer Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze, insbesondere Natrium-, Kalium- und Magnesiumsalze, wie auch Ammonium- und Mono-, Di-, Tri- bzw. Tetraalkylammoniumsalze sowie im Falle der Sulfonate auch in Form ihrer korrespondierende Säure, z. B. Dodecylbenzolsulfonsäure, eingesetzt.

Die Mittel enthalten anionische Tenside in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis 14 Gew.-%, äußerst bevorzugt 2 bis 10 Gew.-%.

Wegen ihrer schaumdämpfenden Eigenschaften können die Mittel auch Seifen, d. h. Alkali- oder Ammoniumsalze gesättigter oder ungesättigter C₆-C₂₂-Fettsäuren, enthalten. Die Seifen können in einer Menge bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 2 Gew.-%, eingesetzt werden.

Geeignete Amphotenside sind beispielsweise Betaine der Formel (R³)(R⁴)(R⁵)N⁺CH₂COO^-, in der R³ einen gegebenenfalls durch Heteroatome oder Heteroatomgruppen unterbrochenen Alkylrest mit 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 21 Kohlenstoffatomen und R⁴ sowie R⁵ gleichartige oder verschiedene Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten, insbesondere C₁₀-C₁₈-Alkyldimethylcarboxymethylbetain und C₁₁-C₁₇- Alkylamidopropyl-dimethylcarboxymethylbetain. Die Mittel enthalten amphotere Tenside in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-%. Die Mittel können des weiteren Aminoxide, vorzugsweise Aminoxide des Typs (C₁₂-Alkyl)-N(CH₃)₂=O, beispielsweise Genaminox LA (Clariant) enthalten.

Geeignete Kationtenside sind u. a. die quartären Ammoniumverbindungen der Formel (R⁶)(R⁷)(R⁸)(R⁹)N⁺ X^-, in der R⁶ bis R⁹ für vier gleich- oder verschiedenartige, insbesondere zwei lang- und zwei kurzkettige Alkylreste und X für ein Anion, insbesondere ein Halogenidion stehen, beispielsweise Didecyldimethylammoniumchlorid, Alkylbenzyl-didecylammoniumchlorid und deren Mischungen. Die Mittel enthalten kationische Tenside in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 3 Gew.-%.

Vorzugsweise enthalten die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abgefüllten Mittel anionische und nichtionische Tenside nebeneinander, vorzugsweise C₈-C₁₈- Alkylbenzolsulfonate, C₈-C₁₈-Alkylsulfate und/oder C₈-C₁₈-Alkylethersulfate neben C₈- C₁₈-Alkylalkoholpolyglykolethern und/oder Alkylpolyglykosiden, insbesondere C₈-C₁₈- Alkylbenzolsulfonate neben C₈-C₁₈-Alkylalkoholpolyglykolethern.

Weiterhin können die Mittel Builder enthalten. Geeignete Builder sind beispielsweise Alkalimetallgluconate, -citrate, -nitrilotriacetate, -carbonate und -bicarbonate, insbesondere Natriumgluconat, -citrat und -nitrilotriacetat sowie Natrium- und Kaliumcarbonat und - bicarbonat, sowie Alkalimetall- und Erdalkalimetallhydroxide, insbesondere Natrium- und Kaliumhydroxid, Ammoniak und Amine, insbesondere Mono- und Triethanolamin, bzw. deren Mischungen. Hierzu zählen auch die Salze der Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Weinsäure und Benzolhexacarbonsäure sowie Phosphonate und Phosphate. Die Mittel enthalten Builder in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 12 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 8 Gew.-%, äußerst bevorzugt 0,3 bis 5 Gew.-%. Als Elektrolyte sind die Buildersalze zugleich Phasentrennhilfsmittel.

Ferner können die erfindungsgemäß vorgesehenen Wasch- bzw. Reinigungsmittel eine oder mehrere hydrophobe Komponenten enthalten. Geeignete hydrophobe Komponenten sind beispielsweise Dialkylether mit gleichen oder verschiedenen C₄ bis C₁₄-Alkylresten, insbesondere Dioktylether; Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 100 bis 300 °C, insbesondere 140 bis 280°C, zum Beispiel aliphatische Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 145 bis 200°C, Isoparaffine mit einem Siedebereich von 200 bis 260°C; etherische Öle, insbesondere Limonen und das aus Kiefernwurzeln und -stubben extrahierte Pine Oil; und auch Mischungen dieser Hydrophobkomponenten, insbesondere Mischungen von zwei oder drei der genannten Hydrophobkomponenten. Bevorzugte Gemische von Hydrophobkomponenten sind Gemische von verschiedenen Dialkylethern, von Dialkylethern und Kohlenwasserstoffen, von Dialkylethern und etherischen Ölen, von Kohlenwasserstoffen und etherischen Ölen, von Dialkylethern und Kohlenwasserstoffen und etherischen Ölen und Gemische von diesen Gemischen. Die Mittel enthalten Hydrophobkomponenten in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.- %, äußerst bevorzugt 0,8 bis 7 Gew.-%.

Die Wasch- bzw. Reinigungsmittel können des weiteren Phasentrennhilfsmittel enthalten. Geeignete Phasentrennhilfsmittel sind beispielsweise Zitrate bzw. Zitronensäure, Alkalimetall- und Erdalkalimetallchloride und -sulfate, insbesondere Natrium- und Kaliumchlorid und -sulfat, sowie Ammoniumchlorid und -sulfat bzw. deren Mischungen. Die genannten Salze unterstützen als starke Elektrolyte die Phasentrennung durch den Salzeffekt. Auch Buildersalze bewirken als Elektrolyte diesen Effekt und eignen sich dementsprechend ebenfalls als Phasentrennhilfsmittel. Die Mittel enthalten Phasentrennhilfsmittel in Mengen, bezogen auf die Zusammensetzung, von 0 bis 30 Gew.- %, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 15 Gew.-%, äußerst bevorzugt 5 bis 12 Gew.-%.

Neben den genannten Komponenten können die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abgefüllten Mittel weitere Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten, wie sie in derartigen Mitteln üblich sind. Hierzu zählen insbesondere Polymere, Soil-Release-Wirkstoffe, Lösungsmittel (z. B. Ethanol, Isopropanol, Glykolether), Lösungsvermittler, Hydrotrope (z. B. Cumolsulfonat, Octylsulfat, Butylglucosid, Butylglykol), Reinigungsverstärker, Viskositätsregler (z. B. synthetische Polymere wie Polysaccharide, Polyacrylate, in der Natur vorkommenden Polymere und deren Derivate wie Xanthangum, weitere Polysaccharide und/oder Gelatine), pH-Requlatoren (z. B. Citronensäure, Alkanolamine oder NaOH), Desinfektionsmittel, Antistatika, Konservierungsmittel, Bleichsysteme, Enzyme, Parfüm, Farb- und Duftstoffe sowie Trübungsmittel oder auch Hautschutzmittel, wie sie in EP-A-522 556 beschrieben sind. Die Menge an derartigen Zusätzen liegt üblicherweise nicht über 12 Gew.-% im Reinigungsmittel. Die Untergrenze des Einsatzes hängt von der Art des Zusatzstoffes ab und kann beispielsweise bei Farbstoffen bis zu 0,001 Gew.-% und darunter betragen. Vorzugsweise liegt die Menge an Hilfsstoffen zwischen 0,01 und 7 Gew.-%, insbesondere 0,1 und 4 Gew.-%.

Der pH-Wert der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abgefüllten Mittel kann über einen weiten Bereich variiert werden, bevorzugt ist jedoch ein Bereich von 2 bis 13, insbesondere 4 bis 10. Unter dem pH-Wert der erfindungsgemäßen Mittel ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der pH-Wert des Mittels in Form der temporären Emulsion zu verstehen.

Falls beispielsweise Perboratmonohydrat als Bleichkomponente verwendet wird, liegen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Reinigungsmittel als Dispersion mit einer dispersen Festphase in Form der Bleichkomponente vor.

Die vorliegende Erfindung wird in dem nachfolgenden Beispiel veranschaulicht, ohne diese in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel

Bei der Abfüllung eines Zweiphasenreinigers wurden die folgenden Flüssigkeiten verwendet:

Bei der Abfüllung in eine 750 ml fassende Flasche wurden 40 m% der ersten Phase vorgelegt und 60 m% der zweiten Phase über eine Fülldüse zugegeben. Die Flaschen wurden anschließend bezüglich der Durchmischung bewertet. Bei einer Reynoldszahl von weniger als 100 ist die in der Flasche erzeugte Turbulenz zu gering, um eine vollständige Vermischung der beiden Phasen zu erreichen. Wird hingegen die Strömungs­ geschwindigkeit erhöht und eine Weberzahl von mehr als 6000 erreicht, wird aufgrund des sich bildenden aufgeweiteten Flüssigkeitsstrahls vermehrt Luft in das System eingetragen und es kommt zu einer verstärkten Schaumbildung, die unerwünscht ist.

Claims (9)

1. Verfahren zur Abfüllung flüssiger mehrphasiger Wasch- und Reinigungsmittel mit mindestens zwei Phasen, die sich durch Schütteln und/oder Rühren in eine Dispersion bzw. eine Emulsion überführen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen flüssigen Phasen getrennt voneinander, insbesondere nacheinander zur Abfüllung in einen Behälter abgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Abfihilung der zweiten bzw. weiteren Phasen zwischen den Phasen ein effektiver Austausch der Stoffbestandteile zwecks Einstellung eines Stoffgleichgewichts bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen eine vollständige Durchmischung der Phasen bewirkt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen eine Schaumbildung im wesentlichen vermieden wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Einstellung der Reynoldszahl bzw. Weberzahl bei der Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen der effektive Austausch der Stoffbestandteile bewirkt wird bzw. eine Schaumbildung im wesentlichen vermieden wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen bei einer Reynoldszahl von 100 bis 100000, vorzugsweise 250 bis 50000, besonders bevorzugt 1000 bis 10000, erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfihilung der zweiten bzw. weiteren Phasen bei einer Weberzahl von 10 bis 6000, vorzugsweise 50 bis 3000, besonders bevorzugt 100 bis 1000, erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen mit einem volumetrisch arbeitenden Kolbenfüller erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfüllung der zweiten bzw. weiteren Phasen mit einem gravimetrisch arbeitenden Massefüller erfolgt.