DE102015212131A1

DE102015212131A1 - Verfahren zur Herstellung einer flüssigen, Tensid enthaltenden Zusammensetzung

Info

Publication number: DE102015212131A1
Application number: DE102015212131.3A
Authority: DE
Inventors: Luca Bellomi; Frank Meier; Sheila Edwards; Matthias Sunder; Gerd Bösemann
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-05
Also published as: WO2017001218A1; DE102015212131A9; EP3317391A1; ES2804173T3; AU2016288363A1; US20180112157A1; EP3317391B1; PL3317391T3; US20190225921A9; AU2016288363B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer flüssigen Zusammensetzung, die Tenside umfasst, sowie die hieraus erhaltenen Zusammensetzungen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer flüssigen Zusammensetzung, die Tenside umfasst, sowie die hieraus erhaltenen Zusammensetzungen.
Flüssige, Tensid-enthaltende Zusammensetzungen sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Einerseits handelt es sich hierbei um Körperpflegeprodukte, wie beispielsweise Shampoos, Duschgele oder Schaumbäder. Aber auch Wasch- oder Reinigungsmittel, wie Haushaltsreiniger, Weichspüler, Waschmittel für Wäsche, Bodenpflegemittel, Allesreiniger, manuelle Geschirrspülmittel, maschinelle Geschirrspülmittel oder Vollwaschmittel sind hiervon umfasst.
Ein Großteil dieser Zusammensetzungen wird heutzutage in einem Chargenprozess hergestellt. Der Chargenprozess, oft auch als Batchproduktion bezeichnet, ist ein diskontinuierliches Produktionsverfahren. Hier werden bestimmte Mengen von Einsatzstoffen gemäß einer vorgegebenen Rezeptur in einen Behälter gefördert und dort vermischt. Das Fassungsvermögen des Produktionsgefäßes, in welchem alle Bestandteile miteinander vermischt werden, begrenzt die Materialmenge, die in einer Charge oder einem Batch hergestellt wird.
In einem typischen Chargenprozess oder Batchprozess wird zunächst ein Reaktionsgefäß vollständig mit den Ausgangsstoffen, also den Edukten befüllt. Die Reaktion der Edukte miteinander hin zum Endprodukt erfolgt innerhalb des Reaktionsgefäßes. Ist die gegebenenfalls stattfindende Reaktion abgeschlossen, wird das Reaktionsgefäß vollständig entleert und die gewünschte Formulierung in geeignete Behälter zum Verkauf oder gegebenenfalls zur Lagerung gefüllt. Anschließend muss das Reaktionsgefäß auf die nächste Befüllung vorbereitet werden. Dies bedeutet eine gründliche Reinigung des Reaktionsgefäßes sowie gegebenenfalls der Leitungen, über welche die Ausgangsprodukte in das Reaktionsgefäß eingeführt werden, sowie die Durchführung anstehender Wartungsarbeiten.
Ein solcher Chargenprozess hat den Vorteil, dass die Formulierung der Rezeptur noch im Reaktionsgefäß bei Bedarf angepasst werden kann. Nachdosierungen einzelner Komponenten sind hier möglich. Unter Qualitätsaspekten ist hierzu berücksichtigen, dass die Möglichkeit der Chargenrückverfolgung besteht.
Nachteilig ist jedoch der große Platzbedarf. Ein Reaktionsgefäß wird immer vollständig gefüllt; das heißt, es werden immer große Mengen eines Produktes hergestellt. Ist eine Charge (oder ein Batch) hergestellt, muss sie zuerst verarbeitet werden, bevor ein weiterer Ansatz einer neuen Charge erfolgen kann. Ist eine direkte Weiterverarbeitung beziehungsweise Abfüllung nicht möglich, muss ein bereits hergestelltes Produkt außerhalb des Reaktionsgefäßes gelagert werden. Auch dies führt erneut zu einem hohen Platzbedarf sowie zur Entstehung weiterer Kosten.
Weiterhin erfordert der Wechsel in der Produktion von einem Produkt hin zu einem anderen einen großen Aufwand. Wird beispielsweise in einem ersten Chargenprozess ein Produkt hergestellt, welches einen bestimmten Farb- und einen bestimmten Geruchsstoff aufweist, so muss, bevor ein zweites Produkt mit einem unterschiedlichen Farb- und Geruchsprofil hergestellt wird, das Reaktionsgefäß sowie alle Zuleitungen gründlichst gereinigt werden, damit eine Verunreinigung der Chargen vermieden wird.
Nachteilig im Chargenprozess ist zudem, dass unterschiedliche Komponenten enthalten sind, die bei unterschiedlichen Temperaturen stabil sind. Sind beispielsweise Enzyme enthalten, kann eine Temperatur von 40°C nicht überschritten werden, da diese sonst degradieren. Zudem kann innerhalb einer Charge nur mit einer bestimmten Scherkraft gerührt werden. Für unterschiedliche Komponenten sind jedoch unterschiedliche Scherkräfte notwendig, um diese homogen zu verteilen.
Hinsichtlich bestimmter Lösungsmittel, die leicht flüchtig sind, wäre ebenfalls ein geschlossenes System vorteilhaft. Im Chargenprozess wird jedoch üblicherweise mit offenen Reaktionsgefäßen gearbeitet. Wird die darin enthaltene Mischung erwärmt, können leicht flüchtige Bestandteile entweichen und so in die Umgebung gelangen, wodurch eine Gefährdung entstehen kann. Zudem können sich unerwünschter Weise bestimmte Gleichgewichte im Batch verschieben. In Abhängigkeit von dem Entweichen der Lösungsmittel können dadurch gewisse Komponente ausfallen oder sich Gleichgewichtszustände zwischen Produkten verschieben. Da im offenen System die Entweichung von den äußeren Bedingungengen abhängt, entsteht somit eine unerwünschte Variation der Batch-Produkt-Qualitäten.
Neben dem diskontinuierlichen Chargenprozess sind auch kontinuierliche Verfahren zur Herstellung flüssiger, Tensid-enthaltender Zusammensetzungen bekannt. Kontinuierliche Prozesse bieten bessere Möglichkeiten zur Just-in-time-Produktion. Allerdings ist hier eine aufwendige Steuerung der einzelnen Prozessschritte notwendig. Im kontinuierlichen Prozess erfolgt die Durchmischung mittels statischer oder dynamischer Mischvorrichtungen nicht in einem Reaktionsgefäß wie im Chargenprozess. Vielmehr erfolgt die Durchmischung innerhalb einer Leitung. In diese Leitung werden die einzelnen Zutaten einer Rezeptur in einer vordefinierten Reihenfolge eindosiert. Am Ende dieser Leitung erfolgt unmittelbar die Abfüllung. Ein Nachdosieren oder Ändern der Konzentration einzelner Bestandteile ist hier nicht möglich. Es ist eine gezielte und kontrollierte Überwachung der Zugabe jedes einzelnen Bestandteils notwendig.
Bei der Herstellung von Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmitteln ist zudem zu beachten, dass die Zugabe von festen Bestandteilen notwendig sein kann. Diese können jedoch ausschließlich in einem Chargenprozess zugegeben werden. Die Zugabe fester Bestandteile in einem kontinuierlichen Verfahren ist nicht möglich. In kontinuierlichen Verfahren können nur flüssige Komponenten dosiert werden.
Die Zugabe fester Additive zu entsprechenden Zusammensetzungen gehört jedoch heute zum Stand der Technik. Feststoffe in Flüssigkeiten stabil zu suspendieren ist häufig problematisch, insbesondere wenn sich die Feststoffe bezüglich der Dichte von der Flüssigkeit unterscheiden, neigen sie dazu zu sedimentieren oder aufzuschwimmen. Auch die Einarbeitung von bestimmten Wirkstoffen (beispielsweise Bleichmittel Enzyme, Parfüme, Farbstoffe usw.) in flüssige Wasch- und Reinigungsmittel kann zu Problemen führen. Beispielsweise können Unverträglichkeiten zwischen den einzelnen Wirkstoffkomponenten der flüssigen Wasch- und Reinigungsmittel auftreten. Dies kann zu unerwünschten Verfärbungen, Agglomerationen, Geruchsproblemen und Zerstörung von waschaktiven Wirkstoffen führen.
Der Verbraucher verlangt jedoch flüssige Wasch- und Reinigungsmittel, die auch nach Lagerung und Transport zum Zeitpunkt der Anwendung optimal ihre Wirkung entfalten. Dies bedingt, dass sich die Inhaltsstoffe des flüssigen Wasch- und Reinigungsmittels weder zuvor abgesetzt oder zersetzt noch verflüchtigt haben. Ein Konzept zur Einarbeitung empfindlicher, chemisch oder physikalisch inkompatibler sowie flüchtiger Komponenten besteht im Einsatz von Partikel und insbesondere Mikrokapseln, in denen diese Inhaltsstoffe lager- und transportstabil eingeschlossen sind.
Es besteht daher Bedarf an der Bereitstellung eines Verfahrens, mit welchem flüssige Tensid-enthaltende Zusammensetzungen hergestellt werden können. Dabei sollte insbesondere berücksichtigt werden, dass im Chargenprozess hergestellte Mischungen bei niedrigen Temperaturen häufig instabil sind. Oft kommt es dann zu Ausflockungen, wodurch ein homogenes Produkt nicht hergestellt werden kann. Andererseits werden geringe Temperaturen für manche Komponenten, welche Bestandteile der Zusammensetzung sind, benötigt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein Verfahren, in welchem in einem ersten Schritt in einem Batchverfahren eine Mischung hergestellt wird, welche anschließend in einem zweiten Schritt in einem kontinuierlichen Verfahren weiter verarbeitet wird, wobei die Mischung zu Beginn des kontinuierlichen Verfahrens eine Temperatur von 35°C oder mehr aufweist und im zweiten Schritt eine Kühlung erfolgt, die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe löst.
Ein Stoff, wie zum Beispiel eine Zusammensetzung oder Mischung, ist gemäß Definition der Erfindung flüssig, wenn sie bei 25°C und 1013 mbar im flüssigen Aggregatzustand vorliegt. Ein Stoff ist erfindungsgemäß fest oder festförmig, wenn er bei 25 °C und 1013 mbar im festen Aggregatzustand vorliegt.
Die Begriffspaare Tensid/Tenside, Phosphonat/Phosphonate, Aniontensid/Aniontenside, Niotensid/Niotenside und ähnliche Begriffe sollen die identische Bedeutung haben und sowohl den Singular als auch den Plural erfassen.
Die im Batchverfahren hergestellte Mischung umfasst wenigstens ein Lösungsmittel sowie vorzugsweise wenigstens eine Aktivsubstanz. Eine Aktivsubstanz im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Substanz, der in der endgültigen Zusammensetzung eine bestimmte Aufgabe zukommt. Beispielsweise kann es sich hierbei um wenigstens ein Tensid und/oder wenigstens ein Salz handeln. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst somit wenigstens ein Lösungsmittel, wenigstens eine Aktivsubstanz sowie gegebenenfalls weitere Komponenten. Diese weiteren Komponenten sind Bestandteile, die insbesondere aus Gründen einer für den Verbraucher ansprechenden Optik im kontinuierlichen Verfahren zugegeben werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht weiterhin, dass die hergestellte Mischung zunächst gelagert wird und erst nach der Lagerung in einem kontinuierlichen Verfahren weiter verarbeitet wird. Die Weiterverarbeitung in einem kontinuierlichen Verfahren kann jedoch auch unmittelbar im Anschluss an die Herstellung der Mischung im Batchverfahren erfolgen, was erfindungsgemäß bevorzugt ist. Erfindungsgemäß beträgt der Anteil aller Bestandteile der im Batchverfahren hergestellten Mischung 1 Vol.-% bis 99 Vol.-%, bevorzugt 5 Vol.-% bis 95 Vol.-%, insbesondere 20 Vol.-% bis 90 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Zusammensetzung. Der Anteil aller Bestandteile, die im kontinuierlichen Verfahren eingebracht werden, liegt vorzugsweise bei 1 Vol.-% bis 99 Vol.-%, insbesondere 5 Vol.-% bis 95 Vol.-%, bevorzugt 10 Vol.-% bis 80 Vol.%. Bestandteile sind hierbei Lösungsmittel, Aktivstoffe sowie weitere Komponenten, also alle Inhaltsstoffe der Zusammensetzung.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Verfahren zur Herstellung von Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmitteln, insbesondere von Wasch- oder Reinigungsmitteln.
Das Merkmal, dass die Mischung zu Beginn des kontinuierlichen Verfahrens eine Temperatur im Bereich von 35 °C oder mehr aufweist, bedeutet, dass die Mischung, die aus dem Batch-Kessel in die Konti-Anlage eingespeist wird, beim Eintritt in die Konti-Anlage eine Temperatur von 35 °C oder mehr auf weist. Die Temperatur der Mischung wird im Batch-Kessel und in der Konti-Anlage an der Zuleitung mit einem handelsübliches PT100 Widerstandsthermometer bestimmt. Im Kessel wird das Thermometer neben dem Auslass montiert, über den die Mischung in die Konti-Anlage gelangt. Üblicherweise weist die Mischung im Batch-Kessel beim Ausleiten die gleiche Temperatur auf, wie zum Zeitpunkt des Einleitens in die Konti-Anlage. Geprüft wird dies über ein zweites PT100 Widerstandsthermometer, das in der Konti-Anlage an der Stelle montiert ist, an der die Zuleitung der Mischung erfolgt. Es wird immer vermieden, das die Mischung zwischen dem Batch-Kessel und der Einleitung in die Konti-Anlage unter 35 °C abkühlt. Ggfs. wird die Temperatur der Mischung im Batch-Kessel deutlich über 35 °C eingestellt, um die Mischung mit 35 °C oder mehr in die Konti-Anlage einzuleiten. Die Mischung wird also zwischen Kessel und Konti-Anlage nicht wieder erwärmt, bevor sie in die Konti-Anlage gelangt. Vielmehr wird die Wärme der Batch-Mischung ausgenutzt, um die Mischung ohne weitere Aufwärmung mit einer Temperatur von 35 °C oder mehr in die Konti-Anlage einzuspeisen. Dies ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, da er zur Energieeinsparung und zur Stabilisierung der Mischung beiträgt.
Üblicherweise werden Mischungen im Batchverfahren bei einer erhöhten Temperatur hergestellt. Diese liegt bei den meisten Verfahren bei 35°C oder darüber. Häufig weist die Mischung am Ende des Batchverfahrens Temperaturen im Bereich vom 40°C bis 90°C auf.
Die Batch-Temperatur basiert häufig darauf, dass ein Lösungsmittel mit einer Temperatur von 40 °C oder mehr, insbesondere von 50 °C oder mehr, bevorzugt von 60 °C oder mehr eingesetzt wird. Diese Temperaturen ermöglichen, dass die Aktivstoffe, welche im Lösungsmittel im Batchverfahren gelöst werden sollen, sich gut auflösen oder darin verteilen. Das Lösungsmittel kann erfindungsgemäß mit einer gegenüber Raumtemperatur erhöhten Temperatur in das Batchverfahren eingebracht werden. Raumtemperatur im Sinne der vorliegenden Erfindung meint 20 °C. Neben dem Lösungsmittel können auch andere Substanzen in den Batch gegeben werden, die eine der oben beschriebenen Temperaturen aufweisen.
Es ist jedoch auch möglich, dass das Lösungsmittel und die gesamte Mischung im Batchverfahren erwärmt wird. Dies kann einerseits durch Reibungs- oder Scherkräfte, die bei der Durchmischung im Batchverfahren auftreten, erfolgen. Heizelemente können ebenfalls zum Heizen der Mischung im Batch-Kessel zum Einsatz kommen. Im Batchverfahren laufen jedoch auch häufig exotherme Reaktionen ab, bei denen zusätzliche Wärme frei gegeben wird, wodurch die Temperatur im Rührkessel des Batchverfahrens ansteigt. Entsprechende exotherme Reaktionen sind beispielsweise Neutralisationsreaktionen, die auftreten, wenn Tenside, insbesondere Aniontenside, im Batch durch Neutralisation der korrespondierenden Säure hergestellt werden.
So können Säuren der Aniontenside, die hierin offenbart werden, mit einem geeigneten Neutralisationsmittel im Batchkessel oder außerhalb des Batchkessels neutralisiert werden. Die durch Ablauf der Neutralisationsreaktion im Kessel oder durch die Zuleitung des warmen Neutralisats im Kessel entstehende Wärme, erhöht die Temperatur der Mischung im Batch. Dies verbessert die Löslichkeit der einzelnen Komponenten in der Mischung.
Als Neutralisationsmittel im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind sämtliche Substanzen geeignet, die in der Lage sind, das Aniontensid in seiner Säureform zu neutralisieren, d.h. in ein Aniontensidsäuresalz zu überführen.
Das Neutralisationsmittel kann in flüssigem oder festem Zustand hinzugegeben werden. Neutralisationsmittel im flüssigen Zustand schließt Lösungen und Suspensionen fester Neutralisationsmittel ein.
So kommen beispielsweise Alkalihydroxide wie NaOH oder KOH, basische Oxide wie Alkalimetalloxide oder basische Salze wie beispielsweise Carbonate in Betracht. Weitere Neutralisationsmittel sind Ammoniak und Amine. Vorzugsweise werden Amine gewählt, insbesondere aus der Gruppe bestehend aus Monoethanolamin, Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Triethanolamin, N-Methyhnorpholin, Morpholin, 2,2-Dimethylmonoethanolamin, N,N-Dimethylmonoethanolamin und Mischungen davon.
Ganz besonders bevorzugt werden die Amine, da sie gut handhabbar sind und bei der Neutralisation kein Wasser entsteht. Als besonders bevorzugt gilt Monoethanolamin.
Die Neutralisationsmittel können mit den für Wasch-, Reinigungs- und Pflegemitteln üblichen Aniontensidsäuren kombiniert werden, insbesondere mit den hierin offenbarten Aniontensiden korrespondierenden Aniontensidsäuren.
Neutralisationsmittel werden vorzugsweise in einem bestimmten molaren stöchiometrischen Verhältnis zur Aniontensidsäure eingesetzt, das unter den gewählten Reaktionsbedingungen den vollständigen Ablauf der Reaktion erlaubt. Beispiels weise kann das molare Verhältnis Neutralisationsmittel zu Aniontensidsäure 0,5:1 bis 10:1, vorzugsweise 1:1 bis 3:1 betragen.
Es kann vorteilhaft sein, die Aniontensidsäure und/oder das Neutralisationsmittel oder die Mischung im Batch-Kessel zu erhitzen, um den Start der Neutralisation zu beschleunigen.
Als besonders bevorzugte Aniontensidsäure gilt C₉-C₁₃ Alkylbenzolsulfonsäure, insbesondere lineare C₉ bis C₁₃ Alkylbenzolsulfonsäure.
Insbesondere lineare C₉-C₁₃ Alkylbenzolsulfonsäure (LAS-Säure oder HLAS) und Monoethanolamine, welche vorzugsweise Bestandteile der im Batchverfahren hergestellten Mischung (Masterbatch) sind, reagieren unter Wärmeentwicklung miteinander. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt im Batchverfahren eine Neutralisation von lineare C₉-C₁₃ Alkylbenzolsulfonsäure mit Monoethanolamin.
Besonderer Vorteil der Verwendung von Monoethanolamin ist die Vermeidung der Bildung von Wasser als Neutralisationsprodukt. Insbesondere bei der Herstellung von wasserfreien oder wasserarmen Mischungen und Zusammensetzung ist dies bedeutsam. Es ist vorteilhaft, die Aniontenside erst im Batch aus den korrespondierenden Säuren herzustellen, da zum einen die Säure günstiger zu erwerben ist und die Neutralisationswärme die Mischung erwärmt, so dass die Auflösung der Komponenten in der Mischung beschleunigt wird. In bestimmten Ausführungsformen kann auf die weitere gezielte Zufuhr von Wärme verzichtet werden, was einen ökonomischeren Prozessablauf erlaubt. Die Auch bei der Mischung einer oder mehrere Aktivsubstanzen in einem Lösungsmittel kann es zu einer Wärmefreisetzung kommen. Eine solche ist im Batchverfahren bevorzugt, da hierdurch die meisten Bestandteile im Lösungsmittel besser löslich sind.
Darüber hinaus ist es bekannt, dass wichtige Rohstoffe, wie z. B. Enzyme, Silicone (Entschäumer), Duftstoffe oder Lösungsmittel mit niedrigem Flammpunkt nur bei Temperaturen < 30 °C in einer flüssigen Masse stabil bleiben oder dosiert werden können. Es besteht zudem eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass bei T > 30 °C die Degradation von in der Zusammensetzung eventuell enthaltenen Enzymen deutlich schneller läuft und dadurch ein Abbau der Produktleistung verursacht wird. Ebenso kann bei erhöhten Temperaturen eine als Entschäumer enthaltene Silicon-Emulsion brechen und dadurch eine Phasentrennung im Produkt entstehen. Dies kann in einer Aufschäumung der Charge resultieren, so dass eine Weiterverarbeitung hier nicht mehr möglich ist. Erfindungsgemäß ist daher die im Batchverfahren hergestellte Mischung vorzugsweise frei von Entschäumern. Diese können erfindungsgemäß im kontinuierlichen Verfahren in die Zusammensetzung eingebracht werden. Daher kann in einer Ausführungsform die Mischung im kontinuierlichen Verfahren mit Entschäumer versehen werden, insbesondere derart, dass die Zusammensetzung mindestens 0,1 Gew.-% Entschäumer aufweist. Im Batchverfahren können Lösungsmittel mit niedrigem Flammpunkt entweichen und hierdurch eine explosionsfähige Atmosphäre bilden, wodurch die Sicherheit der Herstellung gefährdet werden kann, so dass auch diese vorzugsweise im kontinuierlichen Verfahren zugegeben werden.
Enzyme im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle bekannten in Waschmittelverfahren geeignete Enzyme, z.B. Amylasen, Lipasen, Cellulasen, Pektinase und Proteasen.
Entschäumer im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Silicone. Vorzugsweise beträgt die Konzentration in der Zusammensetzung 0
Besonders bevorzugt sind Siliconöle.
Geeignete Silicone sind übliche Organopolysiloxane, die einen Gehalt an feinteiliger Kieselsäure, die wiederum auch silaniert sein kann, aufweisen können. Derartige Organopolysiloxane sind beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 0496510 A1 beschrieben. Besonders bevorzugt sind Polydiorganosiloxane, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. In der Regel enthalten die Polydiorganosiloxane feinteilige Kieselsäure, die auch silaniert sein kann. Insbesondere geeignet sind kieselsäurehaltige Dimethylpolysiloxane.
Durch die erfindungsgemäße Kühlung wird die Temperatur der Mischung reduziert. Vorzugsweise beträgt die Temperatur der Mischung am Ende des kontinuierlichen Verfahrens unter 35°C, insbesondere 25°C, oder weniger. Diese am Ende des kontinuierlichen Verfahrens erhaltene Mischung entspricht der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Dies wird am Ende in geeignete Behältnisse abgefüllt. Hierbei kann es sich um Gefäße handeln, in denen das Produkt an den Endverbraucher verkauft wird, wie beispielsweise Flaschen. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, dass das Behältnis ein Kanister oder Container ist, in dem die Zusammensetzung zunächst gelagert wird. Das Behältnis ist hier ein Zwischenlager.
Eine Kühlung der im Batchverfahren hergestellten Mischung kann im kontinuierlichen Verfahren auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden. Eine Konti-Anlage, in der ein entsprechendes kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden kann, umfasst eine Hauptleitung, in welcher die unterschiedlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in vorgegebener definierter Reihenfolge über Nebenleitungen eingebracht werden. Des Weiteren erfolgt eine Verdünnung der üblicherweise im Batchverfahren hergestellten hochkonzentrierten Mischung mit einem geeigneten Lösungsmittel, üblicherweise Wasser. Eine Kühlung kann nun dadurch erfolgen, dass die zugeführten Komponenten sowie das Lösungsmittel eine geringere Temperatur als die der Mischung aufweisen. Des Weiteren ist es auch möglich, dass um das Hauptrohr, in welchem aufgrund der Fließeigenschaften eine Durchmischung stattfindet, entsprechende Kühlvorrichtungen angebracht sind. Eine Kühlung kann erfindungsgemäß direkt oder indirekt erfolgen. Werden im Vergleich zur Mischung aus dem Batchverfahren (Masterbatch) kältere Komponenten zugegeben, spricht man von einer direkten Kühlung. Wenn eine Kühlvorrichtung oder Apparat zum Kühlen verwendet wird, kommt das Kühlmedium (meistens Wasser) nicht direkt mit der Mischung in Kontakt und wird daher als indirekte Kühlung bezeichnet. Als geeignete Apparate (Kühlvorrichtungen) sind Plattenwärmetauscher, Rohrbündelwärmetauscher, Doppelrohrwärmetauscher mit oder ohne Mischelement im produktseitigen Rohr zu nennen.
Um eine verbesserte Durchmischung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, in die Hauptleitung statische und/oder dynamische Mischer einzubringen. Sind statische Mischer vorgesehen, so können auch diese als Kühlung wirken. Hierfür können die statischen Mischer entweder ein Material umfassen, welches gekühlt werden kann, wie beispielsweise ein Metall oder ein wärmeleitender Kunststoff. Es ist auch denkbar, dass durch den statischen Mischer ein geeignetes Kühlmittel fließt, wodurch eine Abkühlung der Mischung erfolgt.
Das kontinuierliche Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Anlage, in der das kontinuierliche Verfahren stattfindet, ein Überdruck herrscht. Die Mischung wird dabei durch ein Leitungssystem geleitet. Mittels Pumpen werden die Fließgeschwindigkeit der Zusammensetzung und damit auch der Druck in dem Leitungssystem gesteuert. An dem Leitungssystem angebrachte Drucksensoren erlauben es, über eine Rückkopplung zu den Pumpen, den Druck innerhalb des Leitungssystems zu kontrollieren. Beispielsweise können Drucksensoren der Firma Endress und Hauser, Deutschland, zum Einsatz kommen. Die Hauptleitung, in welche die Mischung eingeleitet wird, beziehungsweise der darin fließende Materialstrom, wird Hauptstrom genannt. In diese Hauptleitung werden auch die weiteren Aktivstoffe oder Komponenten der Zusammensetzung dosiert. Das kontinuierliche Verfahren unter Überdruck erlaubt es zudem, einen Gas-/Lufteintrag in die Zusammensetzung zu vermeiden. Vorzugsweise wird das kontinuierliche Verfahren bei einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck von 0,1 bis 6 bar, insbesondere von 0,5 bis 4 bar durchgeführt.
In diesem kontinuierlichen Verfahren werden in einer kontinuierlichen Anlage alle Stoffe in flüssiger Form in die Hauptleitung zusammen dosiert und mittels dynamischer und/oder statischer Mischer homogenisiert. Flüssige Produkte im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Flüssigkeiten oder Lösungen von Feststoffen in einem geeigneten Lösungsmittel ebenso wie stabile Suspensionen, Dispersionen oder Emulsionen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun, die Temperatur über das gesamte Verfahren hinweg zu kontrollieren. Entsprechend können einzelne oder mehrere Komponenten und/oder Aktivsubstanzen der Zusammensetzung, bei vorgegebener Temperatur, die die Eigenschaften der jeweiligen Aktivsubstanz/Komponente berücksichtigt, zugegeben werden. Zu Beginn des kontinuierlichen Verfahrens können beispielsweise Kochsalzlösungen oder andere Additive zur Einstellung der Viskosität zugegeben werden. Hohe Temperaturen sind auch für die Zugabe von Aufhellern möglich. Die Zugabe von Enzymen oder Farbstoffen erfolgt hingegen eher gegen Ende des kontinuierlichen Verfahrens, da an dieser Stelle die Mischung auf Grund der Kühlung bereits eine geringere Temperatur aufweist als zu Beginn.
Eine schematische Zeichnung einer entsprechenden Anlage (Anlage, zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens) ist als 1 beigefügt. 2 zeigt eine mögliche weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anlage.
1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Konti-Anlage mit einem dynamischen Mischer ohne Vormischkammer.
2 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Konti-Anlage mit einer Vormischkammer.
Gezeigt sind unterschiedliche Zuleitungen, über die Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in die Hauptleitung dosiert werden. Beispielshaft stehen die Bezugszeichen 1 bis 17 für die Zuleitung der folgenden Bestandteile:
Bezugszeichenliste

1: Lösungsmittel (Wasser oder nichtwässriges Lösungsmittel) oder Masterbatch
2: Lösungsmittel (Wasser oder nichtwässriges Lösungsmittel) oder Masterbatch oder Konservierungsmittel
3: Lösungsmittel, insbesondere nichtwässriges Lösungsmittel, oder Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Konservierungsmittel oder Masterbatch
4: Lösungsmittel, insbesondere nichtwässriges Lösungsmittel, oder Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Konservierungsmittel oder Masterbatch
5: Lösungsmittel, insbesondere nichtwässriges Lösungsmittel, oder Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Konservierungsmittel
6: Lösungsmittel, insbesondere nichtwässriges Lösungsmittel, oder Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Konservierungsmittel
7: Lösungsmittel, insbesondere nichtwässriges Lösungsmittel, oder Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Trübungsmittel oder Farbtransferinhibitoren oder Aufheller oder Salzlösungen
8: Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Trübungsmittel oder Farbtransferinhibitoren oder Aufheller
9: Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Trübungsmittel oder Farbtransferinhibitoren oder Aufheller oder Salzlösungen oder Co-Tenside
10: Trübungsmittel oder Farbtransferinhibitoren oder Aufheller oder Salzlösungen oder Co-Tenside oder Parfüm
11: Trübungsmittel oder Farbtransferinhibitoren oder Aufheller oder Salzlösungen oder Co-Tenside oder Parfüm
12: Hilfsstoffe zur Einstellung der Viskosität oder des pH-Werts oder Trübungsmittel oder Farbtransferinhibitoren oder Aufheller oder Salzlösungen oder Co-Tenside oder Parfüm oder Farbstoffe oder Enzyme oder Salzlösungen
13: Rückführung von Mischungen aus späteren Verfahrensschritten
14: Trübungsmittel oder Farbtransferinhibitoren oder Aufheller oder Salzlösungen oder Co-Tenside oder Parfüm oder Enzyme
15: Parfüm oder Farbstoffe oder Enzyme
16: Parfüm oder Farbstoffe oder Enzyme
17: Parfüm oder Farbstoffe oder Enzyme oder Tenside

Durch die jeweiligen Zuleitungen können erfindungsgemäß auch andere oder weitere Bestandteile in dieser oder einer anderen Reihenfolge in den Hauptstrom eingebracht werden. Dabei ist jeweils die im Hauptstrom herrschende Temperatur, die Anzahl und Position der Mischer sowie die Reihenfolge, in der die Bestandteile zugegeben werden vom Fachmann zu beachten. Erfindungsgemäß wird über jede der Zuleitungen nur jeweils ein Material in die Zuleitung eingebracht. So können beispielsweise über Zuleitung 1 Wasser, über Zuleitung 2 der Masterbatch und über Zuleitung 3 Ethanol dosiert werden. Alternativ ist es auch möglich, dass über Zuleitung 1 Ethanol, über Zuleitung 2 Waser und über Zuleitung 3 der Masterbatch dosiert wird. Entsprechendes gilt für die weiteren Zuleitungen.
Der Masterbatch vorzugsweise wird nur über einen Zugang in die Konti-Anlage eingespeist.
Wird eine Konti-Anlage gemäß 1 oder 2 eingesetzt, wird der Masterbatch wie oben dargestellt über eine der Zuleitungen 1, 2, 3 oder 4 eingeleitet. Über einer der anderen Zuleitungen 1 bis 4 wird Lösungsmittel (Wasser oder nichtwässriges Lösungsmittel) in den Hauptstrom gegeben. Bevorzugt ist, dass der Masterbatch über Zuleitung 1 oder 2 in die Konti-Anlage eingeleitet wird. Es ist vorteilhaft, das Konservierungsmittel in einer der Zuleitungen 2 bis 6 zu dosieren, da dann der wesentliche Anteil der Anlage mit Konservierungsmittel gespült wird.
Im kontinuierlichen Verfahren sind von der Anlage die folgenden Bestandteile zur Steuerung der Anlage und Regelung des Verfahrens umfasst:

TIC: Temperaturregelung
TIS: Temperatur-Schaltpunkt
PIS: Drucküberwachung
QIS-Visc: Viskositätsüberwachung und Registrierung
QIS-pH: pH-Wert Überwachung und Registrierung
M: Motor
A: Wärmetauscher-Kühler
B: Statischer Mischer 1
C: Statischer Mischer 2
D: Dynamischer Mischer mit
D1: Vormischkammer

In den in 1 und 2 beispielhaft gezeigten Ausführungsformen sind unterschiedliche Zuleitungen für Enzyme (14, 15, 16, 17) gezeigt. Alle befinden sich entlang der Fließrichtung innerhalb der Hauptleitung in der zweiten Hälfte der Anlage, werden also gegen Ende des Verfahrens zugegeben. Dies hat den Vorteil, dass hier die Mischung beispielsweise durch den Kühler (A) und die beiden statischen Mischer (B, C) sowie die Zufuhr von vorzugsweise kaltem Wasser (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) zur direkten Kühlung abgekühlt wird, so dass eine Degradation der Enzyme nicht mehr stattfindet. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich nur über eine der Zuleitungen (14, 15, 16, 17) Enzyme zu dosieren. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, über mehrere Zuleitungen Enzyme in den Hauptstrom zu dosieren. Dabei können über unterschiedliche Zuleitungen gleiche oder voneinander verschiedene Enzyme dosiert werden. Unterschiedliche Enzyme können auch über gleiche Leitungen dosiert werden. Die Dosierung des Entschäumers in die Konti-Anlage erfolgt vorzugsweise – wie für die Enzyme – erst, wenn die Temperatur des Hauptstroms weniger als 30 ° C beträgt, um Phasentrennungen zu vermeiden. Beispielhaft könnte die Einleitung des Entschäumers über Zuleitung 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 erfolgen.
Bevorzugt wird über wenigstens eine der ersten Zuleitungen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) ein kaltes Lösungsmittel, insbesondere kalte Wasser in den Hauptstrom dosiert. Kalt bedeutet hier eine geringere Temperatur als der Masterbatch, also die im Batch-Verfahren hergestellt Mischung. Das kalte Lösungsmittel weist bevorzugt eine Temperatur im Bereich von 7 °C bis 20 °C auf. Eine geringere Temperatur würde ein zu großer Temperaturunterschied im Vergleich zum Masterbatch bedeuten, was die Produkteigenschaften beeinträchtigen und die weitere Verarbeitung erschweren könnte. Höhere Temperaturen führen zu keiner Abkühlung.
Lösungsmittel, wie Wasser oder alkoholische Lösungsmittel, wie beispielsweise Ethanol oder Propanol, werden hingegen bevorzugt zu Beginn des Verfahrens zugegeben. Hierdurch findet ebenfalls eine Kühlung statt. Weiterhin ist eine schnelle Verdünnung der zugeführten Bestandteile möglich. Zudem wird durch die Lösungsmittel, insbesondere durch das Wasser ein Fluss in dem Hauptstrom erzeugt und aufrechterhalten.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Zusammensetzung, die am Ende des Hauptstroms nach erfolgter Durchmischung nochmals in den Hauptstrom zurückgeführt wird. In den 1 und 2 ist dies mit Zuleitung 13 schematisch gezeigt. Hierdurch können einzelne Komponenten nachdosiert werden, ohne dass beispielsweise ein weiterer dynamischer Mischer vorgehalten werden muss. Weiterhin kann beispielsweide der pH-Wert oder die Viskosität oder ähnliche Eigenschaften noch nachjustiert werden, bevor die Zusammensetzung dann am Ende des Verfahrens abgefüllt wird.
Erfindungsgemäß kann eine Vormischkammer (D1) vorhanden sein. In dieser können mehrere Rohstoffe, beispielsweise Enzyme oder andere Komponenten oder Aktivstoffe, gleichzeitig in die bereits bestehende Mischung zugegeben und in einer kurzen Verweilzeit in dieser Vormischkammer (D1) vorgemischt werden. Die endgültige Durchmischung aller in der Zusammensetzung enthaltenen Bestandteile erfolgt dann im anschließenden Mischer. Die Verweilzeit in der Vormischkammer beträgt üblicherweise 2 Sekunden oder weniger.
Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass eine Kühlung mittels Kühler (A) nicht nur an der Hauptleitung erfolgt. Es kann ebenso vorgesehen sein, dass auch die Zuleitungen eine Kühlung umfassen, so dass beispielsweise die aus dem Batchverfahren hergestellte Mischung über eine Zuleitung (1, 2, 3 oder 4) in die Hauptleitung eingeführt wird, wobei die entsprechende Zuleitung eine Kühlvorrichtung umfasst, so dass hierdurch bereits eine erste Abkühlung der Mischung bereits erfolgt. Dabei wird der Masterbatch nur über eine der Zuleitungen in den Hauptstrom dosiert.
Durch das Fließen innerhalb der Hauptleitung kann es zu einem Druckverlust kommen. Um eine gleichmäßige Abfüllung zu ermöglichen, kann die erfindungsgemäße Konti-Anlage weiterhin einen Entkopplungsbehälter als atmosphärischen Puffer aufweisen. Dies ermöglicht einen konstanten Druck am Ende der Konti-Anlage, so dass ein einfaches Abfüllen ermöglicht wird.
Die im Batchverfahren hergestellte Mischung weist vorzugsweise eine hohe Konzentration an der enthaltenen wenigstens einen Aktivsubstanz auf. Vorzugsweise handelt es sich vorliegend bei der Aktivsubstanz um wenigstens ein Tensid.
Vorzugsweise handelt es sich hierbei um wenigstens ein Aniontensid. Die Mischung weist vorzugsweise Aniontensid mit einem Anteil von 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%, insbesondere von 8 Gew.-% bis 36 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% .-%, noch mehr bevorzugt von 20 Gew.-% bis 28 Gew.-% auf.
Weiter bevorzugt weist die Mischung Niotensid mit einem Anteil von 1 Gew.-% bis 27 Gew.-%, insbesondere von 10 Gew.-% bis 26 Gew.-%, besonders bevorzugt von 15 Gew.-% bis 25 Gew.-% auf.
Aniontenside (anionische Tenside) und Niotenside (nicht ionische Tenside) lassen sich im Batchverfahren gut in ein geeignetes Lösungsmittel einarbeiten. Dies ermöglicht die Herstellung einer Mischung mit einer hohen Konzentration an Tensiden, wobei die Mischung dann im kontinuierlichen Verfahren je nach gewünschtem Endprodukt entsprechend verdünnt werden kann. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität in der Herstellung der gewünschten Zusammensetzung.
Erfindungsgemäße im Batch-Verfahren hergestellte Mischungen, insbesondere Mischungen, die wenigstens ein Tensid aufweisen (Tensidmischungen) sind üblicherweise nur bei erhöhter Temperatur stabil, so dass bevorzugt die im Batchverfahren hergestellte Mischung eine Temperatur von über 40 °C aufweist und solange sie diese Temperatur besitzt in das kontinuierliche Verfahren eingebracht wird. Dabei ist es wünschenswert, dass im kontinuierlichen Verfahren eine schnelle Verdünnung der Tensidmischung erfolgt, da es ansonsten zu einer Ausflockung der Tenside kommen kann. Neben den Tensiden kann es auch zu einer Ausflockung von Seifen oder Phosphonaten kommen. Bei bestimmten Tensiden würde bei einer langsamen Verdünnung eine Mischung sehr hoher Viskosität entstehen, die dann im Folgenden nicht mehr weiterverarbeitet werden könnte. Eine schnelle Verdünnung kann im kontinuierlichen Verfahren einfach ermöglicht werden, da die Dosierung der Mischung im Verhältnis zu einer Zudosierung von Wasser in die Hauptleitung gut zu kontrollieren ist. Besonders bevorzugt ist es, in der Konti-Anlage einen hochscherenden Mischer für die Durchmischung, zum Beispiel einen sogenannten Pentax-Mischer, einzusetzen. Dadurch wird eine flexiblere Herstellung einer Ausgangsmischung im Batch möglich, da nun weniger Limitierungen hinsichtlich der Batch-Mischung vorliegen. Damit sind höher konzentrierte Mischungen möglich, die durch Verdünnung in einer Konti-Anlage flexibel differenziert werden können. Zudem kann der Lösungsmittel Anteil in der Batch-Mischung reduziert werden, weshalb ein kleinerer Batch-Kessel verwendet werden kann. Dies spart Investitions-, Reinigungs- und Instandhaltungskosten. Somit erlaubt es die vorliegende Erfindung, die Mittel kostengünstiger und effizienter herzustellen.
Unter dem Begriff Phosphonat werden hierin solche Phosphonate verstanden, die als Komplexbildner in den erfindungsgemäß hergestellten Zusammensetzungen wirken.
Es gilt zu betonen, dass Komplexbildner wichtiger Bestandteil erfindungsgemäßer Zusammensetzungen sind. Daher ist es so vorteilhaft, nun Phosphonate in größeren Anteilen in Herstellverfahren einsetzen zu können.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform weist die im Batchverfahren hergestellte Mischung einen Gesamtgehalt an Phosphonat von 0,5 Gew.-% bis 8,0 Gew.-%, vorzugsweise von 1,0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von 1,5 Gew.-% bis 3,0 Gew.-% aufweist.
Die komplexbildenden Phosphonate umfassen neben der 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure eine Reihe unterschiedlicher Verbindungen wie beispielsweise Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTPMP). In dieser Anmeldung bevorzugt sind insbesondere Hydroxyalkan- bzw. Aminoalkanphosphonate. Unter den Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP) von besonderer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt, wobei das Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als Aminoalkanphosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat (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, insbesondere DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus den genannten Phosphonaten zu verwenden.
Ein im Rahmen dieser Anmeldung bevorzugt hergestellte Mischung enthält ein oder mehrere Phosphonat(e) aus der Gruppe

a) Aminotrimethylenphosphonsäure (ATMP) und/oder deren Salze;
b) Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) (EDTMP) und/oder deren Salze;
c) Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTPMP) und/oder deren Salze;
d) 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP) und/oder deren Salze;
e) 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC) und/oder deren Salze;
f) Hexamethylendiamintetra(methylenphosphonsäure) (HDTMP) und/oder deren Salze;
g) Nitrilotri(methylenphosphonsäure) (NTMP) und/oder deren Salze.

Besonders bevorzugt werden Mischungen, welche als Phosphonate 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure (HEDP) oder Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTPMP) enthalten. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Mischungen zwei oder mehr unterschiedliche Phosphonate enthalten. Bevorzugte erfindungsgemäße Mischungen sind dadurch gekennzeichnet, dass das Wasch- oder Reinigungsmittel mindestens einen Komplexbildner aus der Gruppe der Phosphonate, vorzugsweise 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat, enthält, wobei der Gewichtsanteil des Phosphonat am Gesamtgewicht der Mischung vorzugsweise von 0,1 bis 8,0 Gew.-%, bevorzugt von 0,2 bis 5,0 Gew.-% und insbesondere von 0,5 bis 3,0 Gew.-% beträgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die im Batchverfahren hergestellte Mischung einen Gesamtgehalt an Fettsäure von 3,0 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 5,0 Gew.-% bis 15 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von 7,0 Gew.-% bis 10 Gew.-% auf.
Stabil im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass Aufrahmungen, Phasentrennung, Sedimentation, Ausflockungen oder Stippen, Wolken, Eintrübungen, ein milchiges Aussehen, Verfestigung oder Farbveränderungen nicht zu beobachten sind. Bevorzugt ist die im Batch-Verfahren hergestellte Mischung (Masterbatch) über einen Zeitraum von 1 Tag oder mehr, insbesondere von 5 Tagen oder mehr oder von 1 Woche oder mehr, bevorzugt von 2 Wochen oder mehr und insbesondere von 3 Wochen oder mehr, bevorzugt von 4 Wochen oder mehr stabil, wenn sie bei einer Temperatur von 40 °C oder darüber, insbesondere von 40 °C bis 90 °C gelagert wird. Bevorzugt ist der Masterbatch, wenn er bei 40 °C gelagert wird, 2 Wochen oder länger, insbesondere 4 Wochen stabil.
Die erfindungsgemäß hergestellte Zusammensetzung ist vorzugsweise über einen Zeitraum von 4 Wochen oder mehr, insbesondere von 8 Wochen oder mehr, bevorzugt von 12 Wochen oder mehr hinweg stabil. Dabei kann die Zusammensetzung bei Raumtemperatur oder einer darüber liegenden Temperatur gelagert werden, insbesondere bei 20 °C bis 40 °C. Besonders bevorzugt ist die Zusammensetzung bei einer Lagerung bei 40 °C über einen Zeitraum von wenigstens 12 Wochen hinweg stabil.
Die Zusammensetzung und insbesondere die Mischung (Masterbatch) kann erfindungsgemäß ein oder mehrere Tenside aufweisen. Diese Tenside sind ausgewählt aus der Gruppe, die aus anionischen, kationischen, zwitterionischen, nichtionischen Tensiden sowie deren Mischungen besteht. Umfasst die Zusammensetzung beziehungsweise die Mischung mehrere Tenside, so kann es sich hierbei beispielsweise um mehrere unterschiedliche nichtionische Tenside handelt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zusammensetzung beziehungsweise die Mischung beispielsweise sowohl nichtionische als auch anionische Tenside umfasst. Analog gilt dies für die anderen Tenside. Vorzugsweise umfassen die Zusammensetzung und/oder die Mischung wenigstens ein anionisches Tensid sowie wenigstens ein nichtionisches Tensid. Umfasst die Mischung keine Tenside, so werden diese im kontinuierlichen Verfahren zu der Mischung hinzugegeben. Umfasst die Mischung ein oder mehrere Tenside, können bei Bedarf weitere Tenside im kontinuierlichen Verfahren zu dosiert werden.
Anionische Tenside sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C_9-13-Alkylbenzolsulfonaten, Olefinsulfonaten, C_12-18-Alkansulfonaten, Estersulfonaten, Alk(en)ylsulfaten, Fettalkohohlethersulfaten und Mischungen daraus. Es hat sich gezeigt, dass sich diese Sulfonat- und Sulfat-Tenside besonders gut zur Herstellung stabiler flüssiger Zusammensetzungen insbesondere solcher mit Fließgrenze eignen. Flüssige Zusammensetzungen, die als anionisches Tensid C_9-13-Alkylbenzolsulfonate und Fettalkoholethersulfate umfassen, weisen besonders gute, dispergierende Eigenschaften auf. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C_9-13-Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, das heißt Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C_12-18-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 C_12-18-Alkansulfonate und die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), zum Beispiel die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefelsäurehalbester der C₁₂-C₁₈-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C₁₀-C₂₀-Oxoalkohole und diejenigen Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Aus waschtechnischem Interesse sind die C₁₂-C₁₆-Alkylsulfate und C₁₂-C₁₅-Alkylsulfate sowie C₁₄-C₁₅-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate sind geeignete anionische Tenside.
Auch Fettalkoholethersulfate, wie die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen oder verzweigten C_7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C_9-11-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C_12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeignet.
Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße flüssige Zusammensetzung und/oder die im Batchverfahren hergestellte Mischung eine Mischung aus Sulfonat- und Sulfat-Tensiden enthält. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die flüssige Zusammensetzung und/oder die im Batchverfahren hergestellte Mischung C_9-13-Alkylbenzolsulfonate und Fettalkoholethersulfate als anionisches Tensid.
Zusätzlich zu dem anionischen Tensid kann die flüssige Zusammensetzung und/oder die im Batchverfahren hergestellte Mischung auch Seifen enthalten. Geeignet sind gesättigte und ungesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, (hydrierten) Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, zum Beispiel Kokos-, Palmkern-, Olivenöl- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
Die anionischen Tenside sowie die Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Magnesium- oder Ammoniumsalze vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natriumsalze vor. Weitere bevorzugte Gegenionen für die anionischen Tenside sind auch die protonierten Formen von Cholin, Triethylamin, Monoethanolamin oder Methylethylamin.
Die Zusammensetzung und/oder die im Batchverfahren hergestellte Mischung kann auch wenigstens ein nichtionisches Tensid aufweisen. Das nichtionische Tensid umfasst alkoxylierte Fettalkohole, alkoxylierte Fettsäurealkylester, Fettsäureamide, alkoxylierte Fettsäureamide, Polyhydroxyfettsäureamide, Alkylphenolpolyglycolether, Aminoxide, Alkylpolyglucoside und Mischungen daraus.
Als nichtionisches Tensid werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 4 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann beziehungsweise lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, zum Beispiel aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 5 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C_12-14-Alkohole mit 4 EO oder 7 EO, C_9-11-Alkohol mit 7 EO, C_13-15-Alkohole mit 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C_12-18-Alkohole mit 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen. 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 nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO. Auch nichtionische Tenside, die EO- und PO-Gruppen zusammen im Molekül enthalten, sind erfindungsgemäß einsetzbar. Geeignet sind ferner auch eine Mischung aus einem (stärker) verzweigten ethoxylierten Fettalkohol und einem unverzweigten ethoxylierten Fettalkohol, wie beispielsweise eine Mischung aus einem C_16-18-Fettalkohol mit 7 EO und 2-Propylheptanol mit 7 EO. Insbesondere bevorzugt enthält das Wasch-, Reinigungs-, Nachbehandlungs- oder Waschhilfsmittel einen C_12-18-Fettalkohol mit 7 EO oder einen C_13-15-Oxoalkohol mit 7 EO als nichtionisches Tensid.
Die erfindungsgemäß hergestellte Zusammensetzung umfasst in der Mischung weiterhin ein oder mehrere Lösungsmittel. Hierbei kann es sich um Wasser und/oder nichtwässrige Lösungsmittel handeln. Bevorzugt enthält die Mischung Wasser als Hauptlösungsmittel. Die im Batchverfahren hergestellte Mischung kann weiterhin nichtwässrige Lösungsmittel umfassen. Geeignete nichtwässrige Lösungsmittel umfassen ein- oder mehrwertige Alkohole, Alkanolamine oder Glykolether. Vorzugsweise werden die Lösungsmittel ausgewählt aus Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, Butanolen, Glykol, Propandiol, Butandiol, Methylpropandiol, Glycerin, Diglykol, Propyldiglycol, Butyldiglykol, Hexylenglycol, Ethylenglykolmethylether, Ethylenglykolethylether, Ethylenglykolpropylether, Ethylenglykolmono-n-butylether, Diethylenglykolmethylether, Diethylenglykolethylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether, Dipropylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykolmonoethylether, Methoxytriglykol, Ethoxytriglykol, Butoxytriglykol, 1-Butoxyethoxy-2-propanol, 3-Methyl-3-methoxybutanol, Propylen-glykol-t-butylether, Di-n-octylether sowie Mischungen dieser Lösungsmittel.
Weist die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein oder mehrere auch nichtwässrige Lösungsmittel insbesondere solche mit geringem Dampfdruck, wie beispielsweise Ethanol oder 2-Propanol, auf, werden diese vorzugsweise im kontinuierlichen Verfahren zur Mischung hinzugegeben. Im kontinuierlichen Verfahren wird in einem geschlossenen System gearbeitet, so dass das entsprechende Lösungsmittel nicht verdampfen kann. Eine Gefährdung der Umwelt wird damit reduziert und annähernd ausgeschlossen. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, dass Wasser oder andere geeignete Lösungsmittel, unabhängig von deren Dampfdruck, im kontinuierlichen Verfahren eingebracht werden.
Das vorliegende Verfahren hat den Vorteil, dass eine Zusammensetzung erhalten werden kann, in der die einzelnen Komponenten so dosiert werden können, dass sie jeweils nur der Temperatur ausgesetzt sind, bei der sie stabil sind. Zudem kann eine effektive Kühlung und Verdünnung erfolgen. Eine Abkühlung eines Kessels aus einem Batchverfahren ist abhängig von der Differenz der Temperatur, welche im Kessel herrscht, und der Umgebungstemperatur. Entsprechend ist eine Abkühlung einer Mischung, welche eine Temperatur von 40 °C und insbesondere von 35 °C aufweist, langwierig und zeitaufwändig. Die Abkühlung von beispielsweise 90 °C auf 40 °C erfolgt relativ rasch. Die weitere Abkühlung dann auf annähernde Raumtemperatur, bei welcher eine Abfüllung vorzugsweise stattfindet, dauert jedoch sehr lange. Eine Abfüllung bei Raumtemperatur ist daher wünschenswert, da die Behältnisse üblicherweise einen Kunststoff umfassen, so dass bei höheren Temperaturen eine Verformung der Behältnisse erfolgen kann. Eine Kühlung ist im Batchverfahren üblicherweise nur am Rand des Behälters möglich, wodurch jedoch die gesamte Mischung nicht gekühlt wird, sondern lediglich der Teil der Mischung, der mit dem Rand des Behälters in Kontakt steht.
Die Konti-Anlage ermöglicht nun eine effektive Kühlung, eine rasche Verdünnung, sowie eine an die eingebrachten Komponenten angepasste Durchmischung. Durch eine erfindungsgemäß bevorzugte Permutation von statischen und dynamischen Mischern innerhalb der Hauptleitung kann eine besonders effektive Durchmischung aller Aktivstoffe und Komponenten erreicht werden. Die Zudosierung der Aktivstoffe oder Komponenten kann nun entweder direkt vor dem/den statischen oder vor dem/den dynamischen Mischer(n) erfolgen, so dass die zur Durchmischung benötigte Scherkraft sichergestellt werden kann. Komponenten oder Aktivstoffe, die gegenüber den Scherkräften empfindlich sind, können nach dem/den dynamischen Mischer(n) eingebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit nicht nur eine Temperatur angepasste Herstellung, sondern berücksichtigt auch die auf die Komponenten einwirkenden Scherkräfte, so dass auch die mechanische Belastung kontrolliert werden kann. So können beispielsweise Feststoffe, welche in der flüssigen, Tensid enthaltenden Zusammensetzung stabil suspendiert werden sollen, nach dem letzten dynamischen Mischer und vorzugsweise vor dem letzten statischen Mischer in die Hauptleitung eingebracht werden.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine flüssige, Tensid enthaltende Zusammensetzung, welche nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erhalten wurde. Vorzugsweise handelt es sich bei der Zusammensetzung um eine Zusammensetzung mit Fließgrenze. Besonders bevorzugt ist, wenn die Zusammensetzung eine Fließgrenze von 0,01 bis 50 Pa aufweist. Unter der Fließgrenze wird in der Rheologie diejenige Schubspannung (in Pa) verstanden, unterhalb derer sich eine Probe ausschließlich oder zumindest weitgehend elastisch verformt und oberhalb derer eine irreversible, plastische Verformung, also ein Fließen stattfindet.
Die Fließgrenze der flüssigen, Tensid-enthaltenden Zusammensetzung wird mit einem absolut messendem Rotationsrheometer der Firma TA-Instruments, Typ AR G2 (schubspannungskontrolliertes Rheometer, Kegel-Platte Messsystem mit 40 mm Durchmesser, 2° Kegelwinkel, 20°C) gemessen. Hierbei handelt es sich um ein so genanntes schubspannungskontrolliertes Rheometer. Hier werden die Proben im Rheometer mit einer mit der Zeit ansteigenden Schubspannung σ (t) beaufschlagt. Beispielsweise kann die Schubspannung im Laufe von 30 Minuten vom kleinstmöglichen Wert (zum Beispiel 0,01 Pa) auf zum Beispiel 100 Pa gesteigert werden. Als Funktion dieser Schubspannung σ wird die Deformation γ der Probe gemessen. Die Deformation wird in einem doppellogarithmischen Plot gegen die Schubspannung aufgetragen (log γ gegen log σ). Sofern die untersuchte Probe eine Fließgrenze aufweist, kann man diese durch eine sprunghafte Änderung der Kurve erkennen. Unterhalb einer gewissen Schubspannung findet man eine rein elastische Deformation. Die Steigung der Kurve γ(σ) (log-log-Plot) in diesem Bereich ist eins. Oberhalb dieser Schubspannung beginnt viskoses Fließen und die Steigung der Kurve ist sprunghaft höher. Diejenige Schubspannung, bei der das Abknicken der Kurve erfolgt, also der Übergang von der elastischen in eine plastische Deformation, markiert die Fließgrenze. Eine bequeme Bestimmung der Fließgrenze (= Knick der Kurve) ist durch Anlegen von Tangenten an die beiden Kurventeile möglich. Proben ohne Fließgrenze weisen keinen charakteristischen Knick in der Funktion γ(σ) auf.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist bevorzugt eine Fließgrenze im Bereich von 0,01 Pa bis 50 Pa, bevorzugt von 0,1 Pa bis 10 Pa, besonders bevorzugt von 0,5 Pa bis 5 Pa auf. Dabei sind solche Zusammensetzungen besonders bevorzugt, die eine Fließgrenze von maximal 10 Pa aufweisen. Solche sind besonders gut abfüllbar und von dem Verbraucher gut dosierbar.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann weiterhin Gerüststoffe und/oder alkalische Substanzen umfassen. Diese werden besonders bevorzugt im Batchverfahren der Mischung hinzugegeben. Es ist jedoch auch möglich, dass diese gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel im kontinuierlichen Verfahren zugefügt werden.
Als Gerüststoffe sind beispielsweise polymere Polycarboxylate geeignet. Dies sind beispielsweise die Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, zum Beispiel solche mit einer relativen Molekülmasse von 600 bis 750.000 g / mol.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von 1.000 bis 15.000 g / mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus dieser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 1.000 bis 10.000 g / mol, und besonders bevorzugt von 1.000 bis 5.000 g / mol, aufweisen, bevorzugt sein.
Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthalten.
Als Gerüststoffe, die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthalten sein können, sind insbesondere auch Silikate, Aluminiumsilikate (insbesondere Zeolithe), Carbonate, Salze organischer Di- und Polycarbonsäuren sowie Mischungen dieser Stoffe zu nennen.
Organische Gerüststoffe, welche weiterhin in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorhanden sein können, sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsalze einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), Methylglycindiessigsäure (MGDA) und deren Abkömmlinge sowie Mischungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen. Bevorzugt werden allerdings lösliche Gerüststoffe, wie beispielsweise Citronensäure, oder Acrylpolymere mit einer Molmassen von 1.000 bis 5.000 g / mol in der Grundrezeptur eingesetzt.
Alkalische Substanzen oder Waschalkalien sind im Sinne der vorliegenden Erfindung Chemikalien zur Anhebung und Stabilisierung des pH-Wertes der Zusammensetzung.
Im kontinuierlichen Verfahren werden insbesondere die Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zugeführt, die das gewünschte Endprodukt charakterisieren. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher die Herstellung einer Mischung, die dann im kontinuierlichen Verfahren zu unterschiedlichen Produkten hin differenziert werden kann. Hierdurch erfolgt eine effektive Herstellung unterschiedlicher Produkte, da für mehrere Produkte nur eine Mischung hergestellt werden muss. Zudem ist die Lagerzeit der fertig abgefüllten Produkte kürzer, da in kontinuierlichen Verfahren die Menge des hergestellten Produktes leichter kontrolliert und eingestellt werden kann. Im Gegensatz hierzu wird im Batchverfahren eine große Menge von einem Produkt hergestellt, welches dann entweder vor oder nach der Abfüllung gelagert werden muss. Hierdurch ergibt sich ein großer Raumbedarf, welcher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren reduziert werden kann.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere Farbstoffe, Parfümzusammensetzungen, Enzyme, Parfumkapseln, Mikrobeads, Trübungsmittel, Farbtransferinhibitoren, Aufheller, Salzlösungen, Co-Tenside und Wasser oder andere Lösungsmittel insbesondere zur Verdünnung im kontinuierlichen Verfahren zugefügt.
Die Weiterverarbeitung der Mischung verläuft entlang des Hauptstroms, durch den die Mischung aus dem Batchverfahren fließt. Dabei können die zu dosierenden Aktivsubstanzen oder Komponenten auch vorgemischt werden und zusammen in den Hauptstrom dosiert werden oder einzeln oder in verschiedenen Kombinationen aus z.B. 2–3 Komponenten beziehungsweise Aktivsubstanzen über separate Zuleitungen in den Hauptstrom dosiert werden. Bevorzugt ist dabei, dass sich an der Stelle, an der die Dosierung in den Hauptstrom erfolgt, ein Mischer, insbesondere ein statischer Mischer, befindet, der die schnelle und homogene Verteilung der dosierten Mittel (Komponenten und/oder Aktivsubstanzen) in dem Hauptstrom sicherstellt. Dabei können zum Beispiel Farbstoffe, Mikrokapseln und Parfüm getrennt voneinander in den Strom dosiert werden. Von der Einleitung der Grundrezeptur aus gesehen, kann also zunächst das Parfüm und in einem nachgeschalteten Schritt der Farbstoff dosiert werden. Die Reihenfolge der Dosierung kann aber auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen, also zunächst Farbstoff und dann Parfüm. Grundsätzlich ist es bevorzugt, solche Substanzen als letztes zu Dosieren, die schon in geringen Mengen die Grundrezeptur verändern. Wird zum Beispiel zunächst ein Farbstoff in die Grundrezeptur dosiert und erst in einem späteren Schritt das Parfüm oder eine andere Substanz, ist der Weg, den der Farbstoff durch die Anlage beschreitet, lang, sodass bei einem Rezepturwechsel deutlich mehr Reinigungsaufwand zu leisten ist, um auch die letzten Spuren Farbstoff zu entfernen. Daher kann es vorteilhaft sein, Farbstoffe zuletzt in den Hauptstrom zu dosieren, um einen schnellen und günstigen Wechsel des Farbstoffs zu ermöglichen. Auch der Ort der Dosierung von Parfüm ist in dieser Hinsicht zu bestimmen. Jedoch ist für den Verbraucher die optische Wahrnehmung stärker als die Geruchsspezifische, sodass im Zweifel der Farbstoff nach dem Parfüm zu dosieren ist, um zu vermeiden, dass der Verbraucher unbeabsichtigte Produktverfärbungen durch Rezepturwechsel wahrnimmt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Weiterverarbeitung im kontinuierlichen Verfahren insbesondere durch die Zugabe von einem oder mehreren Co-Tensiden und/oder einem oder mehreren Elektrolyten. Durch das Co-Tensid oder die Co-Tenside wird die micellare Struktur der Tenside in der Mischung verändert. Durch einen oder mehrere Elektrolyte kann diese Wirkung verstärkt werden. Hierdurch entsteht eine lamellare Struktur der Tenside. Entsprechende strukturierte Wasch- oder Reinigungsmittel mit Fließgrenze sind im Stand der Technik beispielsweise in WO 2013/064357 A1 beschrieben. Auf den Inhalt diese Anmeldung wird vollumfänglich Bezug genommen.
Co-Tenside im Sinne der vorliegenden Erfindung sind amphiphile Moleküle mit kleiner, hydrophiler Kopfgruppe. In einem binären System mit Wasser sind diese Co-Tenside oftmals nur schwach oder gar nicht löslich. Entsprechend bilden sie dort auch keine Micellen aus. In Gegenwart der Tenside der Grundrezeptur werden die Co-Tenside in deren Assoziate eingebaut und verändern dadurch die Morphologie dieser Assoziate. Aus den Kugelmicellen werden Stäbchen- und/oder Scheibchenmicellen. Bei einem ausreichend hohem Gesamttensidgehalt kommt es zu der Ausbildung lamellarer Phasen beziehungsweise Strukturen.
Das Co-Tensid ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkoxylierten C₈-C₁₈-Fettalkoholen mit einem Alkoxylierungsgrad ≤ 3, aliphatischen C₆-C₁₄-Alkoholen, aromatischen C₆-C₁₄-Alkoholen, aliphatischen C₆-C₁₂-Dialkoholen, Monoglyceride von C₁₂-C₁₈-Fettsäuren, Monoglycerinether von C₈-C₁₈-Fettalkoholen und Mischungen daraus. Weitere geeignete Co-Tenside sind 1-Hexanol, 1-Heptanol, 1-Octanol, 1,2-Octandiol, Stearinmonoglycerin und Mischungen daraus.
Ebenso eignen sich Duftalkohole wie beispielsweise Geraniol, Nerol, Citronellol, Linalool, Rhodinol und andere Terpenalkohole oder Duftaldehyde wie Lilial oder Decanal als Co-Tenside.
Bevorzugte Co-Tenside sind C₁₂-C₁₈-Fettalkohole mit einem Alkoxylierungsgrad ≤ 3. Diese Co-Tenside werden besonders gut in die bevorzugten Assoziate aus anionischem und nichtionischem Tensid eingebaut.
Geeignete alkoxylierte C₁₂-C₁₈-Fettalkohole mit einem Alkoxylierungsgrad ≤ 3 umfassen beispielsweise i-C₁₃H₂₇O(CH₂CH₂O)₂H, i-C₁₃H₂₇O(CH₂CH₂O)₃H, C_12-14-Alkohol mit 2 EO, C_12-14-Alkohol mit 3 EO, C_13-15-Alkohol mit 3 EO, C_12-18-Alkohole mit 2 EO und C_12-18-Alkohole mit 3 EO.
Ein Elektrolyt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein anorganisches Salz. Bevorzugte anorganische Salze umfassen Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumsulfat, Natriumcarbonat, Kaliumsulfat, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid und Mischungen daraus. Besonders stabile Zusammensetzungen werden bei Einsatz von Natriumchlorid oder Mischungen von Natriumchlorid und Kaliumsulfat erhalten.
Die Zugabe des anorganischen Salzes unterstützt die Ausbildung lamellarer Strukturen. Zusätzlich hat das anorganische Salz einen Einfluss auf die Viskosität, so dass mit Hilfe des anorganischen Salzes die Viskosität der flüssigen Zusammensetzung eingestellt werden kann.
Vorzugsweise wird die Fließgrenze durch die Dosierung der Co-Tenside und/oder einem oder mehrerer Elektrolyte in dem kontinuierlichen Verfahren erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass die im kontinuierlichen Verfahren dosierten Bestandteile gleich in der gewünschten lamellaren Struktur vorliegen. Insbesondere beträgt der Anteil an Co-Tensiden und/oder Elektrolyten in der finalen flüssigen, Tensid-enthaltenden Zusammensetzung mit Fließgrenze bis zu 15 Gew-%, bevorzugt bis zu 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt bis zu 5 Gew.-%.
Vorzugsweise werden der Mischung im kontinuierlichen Verfahren weiterhin dispergierte Partikel zugegeben. Dispergierte Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind im Lösungsmittel der Mischung aus dem Batchverfahren nicht löslich. Sie können darin jedoch dispergiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine homogene Verteilung und stabile Dispersion dieser Partikel. Erfindungsgemäß können diese dispergierten Partikel funktionell sein und/oder eine ästhetische Funktion haben. Funktionelle Materialien beeinflussen die Wirkung der Zusammensetzung wohingegen ästhetische Materialien lediglich das Aussehen oder den Geruch beeinflussen. Bevorzugt handelt es sich bei den dispergierten Partikeln um sichtbare Partikel. Dies bedeutet, dass die Partikel für den Verbraucher mit dem Auge in der Zusammensetzung (im Endprodukt) deutlich zu erkennen und von den übrigen Bestandteilen zu unterscheiden sind. Bevorzugt sind hiermit gefärbte Partikel gemeint. Solche Partikel vermitteln der Zusammensetzung einen besonderen Eindruck, der von den Verbrauchern geschätzt wird. Besonders bevorzugt kann die Zusammensetzung einen gelösten Farbstoff enthalten und zusätzlich farbige Partikel, die eine Farbe aufweisen, die eine Kontrastfarbe zu dem gelösten Farbstoff darstellt.
Funktionelle dispergierte Partikel können im Sinne der vorliegenden Erfindung Kapseln, Abrasivstoffe, Granulate oder Compounds sein. Unter dem Begriff Kapsel werden einerseits Aggregate mit einer Kern-Hülle-Struktur und andererseits Aggregate mit einer Matrix verstanden. Kern-Hülle-Kapseln (Mikrokapseln, Microbeads) enthalten mindestens einen festen oder flüssigen Kern, der von mindestens einer kontinuierlichen Hülle, insbesondere einer Hülle aus Polymer(en) umschlossen ist.
Im Inneren der Kapseln können empfindliche, chemische physikalisch inkompatible sowie flüchtige Komponenten (= Wirkstoffe) der flüssigen Zusammensetzung lager- und transportstabil eingeschlossen werden. In den Kapseln können sich beispielsweise optische Aufheller, Tenside, Komplexbildner, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Bleichkatalysatoren, Farb- und Duftstoffe, Antioxidantien, Gerüststoffe, Enzyme, Enzymstabilisatoren, antimikrobielle Wirkstoffe, Vergrauungsinhibitoren, Anti-Redepositionsmittel, pH-Stellmittel, Elektrolyte, Waschkraftverstärker, Vitamine, Proteine, Schauminhibitoren und/oder UV-Absorber finden. Die Füllungen der Kapseln können Feststoffe oder Flüssigkeiten in Form von Lösungen oder Emulsionen beziehungsweise Suspensionen sein.
Die dispergierten Partikel können eine Dichte aufweisen, die der der flüssigen Zusammensetzung entspricht. Erfindungsgemäß bedeutet dies, dass die Dichte der dispergierten Partikel 90% bis 110% der Zusammensetzung entspricht. Es ist jedoch auch möglich, dass die dispergierten Partikel eine andere Dichte aufweisen. Dennoch ist es aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens auch hier möglich, eine gleichmäßige Dispersion der Partikel in der Zusammensetzung zu erhalten. Sie können aus unterschiedlichen Materialien wie zum Beispiel Alginaten, Gelatine, Cellulose, Agar, Wachsen oder Polyethylenen bestehen. Partikel, die keine Kern-Hülle-Struktur aufweisen, können auch einen Wirkstoff in einer Matrix aus einem matrixbildenden Material aufweisen. Solche Partikel werden als "Speckles" bezeichnet. Die Matrixbildung erfolgt bei diesen Materialien beispielsweise über Gelierung, Polyanionen-Polykationen-Wechselwirkung oder Polyelektrolyt-Metallionen-Wechselwirkung und ist im Stand der Technik ebenso wie die Herstellung von Partikeln mit diesen matrixbildenden Materialien wohl bekannt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist insbesondere ein Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmittel. Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Kosmetika, Haushaltsreiniger, Wäscheweichspüler, Waschmittel für Wäsche, Bodenpflegemittel, Allesreiniger, Geschirrspülmittel zur manuellen sowie maschinellen Reinigung, Vollwaschmittel, Shampoos, Duschgele und Schaumbäder, bevorzugt ist es ein Wasch- oder Reinigungsmittel.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht gegenüber im Stand der Technik beschriebenen Verfahren eine effektive Kühlung bei der Herstellung und damit eine verbesserte Produktstabilität. Durch eine "One pass"-Produktion wird eine gezielte gleichförmige Homogenisierung ermöglicht. Investitionskosten können reduziert werden, da die Produktformulierung auf einer Grundrezeptur, der im Batchverfahren hergestellten Mischung, beruht, die in einem einfachen Verfahren hergestellt werden kann. Diese einmal hergestellte Mischung kann dann für unterschiedliche Produkte weiter eingesetzt werden. Dies erspart die Lagerung von Chargen von Endprodukten, die nicht sofort in den Verkauf gelangen. Hierdurch werden Energie- und Produktionskosten gesenkt und gleichzeitig die Kapazitäten bestehender Anlagen erhöht.
Besonders vorteilhaft ist es, den erfindungsgemäßen Prozess während der kontinuierlichen Differenzierung unter Überdruck durchzuführen. Als Überdruck wird Druck von mindestens 0,1 bar über Normaldruck angesehen. Durch den Überdruck wird verhindert, dass Gase, insbesondere Luft, während der kontinuierlichen Weiterverarbeitung der Zusammensetzung eingetragen werden. Somit wird ein Produkt erhalten, das luftfreier ist als Produkte, die aus einem Chargenprozess stammen. Dadurch lässt sich die Zusammensetzung verlässlicher und genauer dosieren. Da weniger Gas in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten ist, weisen sie eine höhere Dichte als Vergleichszusammensetzungen auf.
Ausführungsbeispiele:
In beiden Ausführungsbeispielen wurden die genannten Komponenten in einem Batchreaktor hergestellt. Die Abkühlung erfolgte mittels Rezirkulation in einem Platten-Wärmetauscher. Die Messung der Temperatur erfolgte mit einem handelsüblichen Widerstandsthermometer PT100, das im unteren Bereich des Batch-Kessels, am Auslass des Batches montiert war.
Ausführungsbeispiel 1:

Im Batch-Verfahren wurde eine Mischung mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:

lineare C₉ bis C₁₃ Alkylbenzolsulfonsäure	26 Gew.-%
C12-C18 Fettsäuren	9 Gew.-%
C₁₃ bis C₁₅-Oxo-Alkohol mit 8 EO	27 Gew.-%
Monoethanolamin	8 Gew.-%
Wasser (VE)	5 Gew.-%
Glykole	14 Gew.-%
Phosphonate	1 Gew.-%
Rest: optische Aufheller, Dispergiermittel, Bitterstoffe, Wasser aus den Rohstoffen

Die genannten Bestandteile wurden in einem Rührkessel bei einer maximalen Temperatur von 80 °C über eine Dauer von etwa 4 Stunden miteinander vermischt. Anschließend erfolgte eine Kühlung auf 30 °C. Die erhaltene Masse zeigte bereits nach kurzer Zeit Ausflockungen und sogar eine Phasentrennung wurde beobachtet. Eine Abfüllung oder eine Weiterverarbeitung war nicht möglich.
Ausführungsbeispiel 2

Die genannten Bestandteile wurden in einem Rührkessel bei einer maximalen Temperatur von 80 °C über eine Dauer von etwa 4 Stunden miteinander vermischt. Die hergestellte Mischung wurde am Ende auf eine Temperatur von 40 °C abgekühlt. Die erhaltene Mischung wurde bei 40 °C gehalten und blieb über 4 Wochen lang klar und transparent. Maßgeblich war die Temperatur, die vom Thermometer am Batch-Ausgang gemessen wurde. Zum Kühlen und zur Weiterverarbeitung wurde die 40 °C warme Mischung aus dem Batch-Kessel über den Auslass, neben dem das Widerstandsthermometer montiert war, direkt in die Konti-Anlage eingespeist. Dabei wurde über ein PT100 Thermometer an der Zuleitung in die Konti-Anlage geprüft, dass die Mischung beim Einleiten ebenfalls eine Wärme von 40 °C aufwies.
Die 40 °C warme Mischung wurde in einer Konti-Anlage gleichzeitig gekühlt und mit unterschiedlichen Rohstoffen, wie Farbstoff, Enzym und Parfüm aufbereitet. Die Kühlung in der Konti-Anlage erfolgt bis zu einer Temperatur von 20 °C bis 25 °C, insbesondere Raumtemperatur.
Anschließend erfolgte bei Raumtemperatur die Abfüllung in Behältnisse, die zum Verkauf im Handel geeignet sind. Alternativ wurde die Zusammensetzung in einem Zwischenlager bei Raumtemperatur gelagert. Die Zusammensetzungen waren stabil.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0496510 A1 [0040]
WO 2013/064357 A1 [0102]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer flüssigen, Tensid enthaltenden Zusammensetzung, in welchem ein einem ersten Schritt in einem Batchverfahren eine Mischung hergestellt wird, welche anschließend in einem zweiten Schritt in einem kontinuierlichen Verfahren weiter verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zu Beginn des kontinuierlichen Verfahrens eine Temperatur im Bereich von 35 °C oder mehr aufweist und im zweiten Schritt eine Kühlung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Batchverfahren hergestellt Mischung ein Lösungsmittel mit einer Temperatur von 40 °C oder mehr, insbesondere von 60 °C oder mehr aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Batchverfahren eine exotherme Reaktion, insbesondere eine Neutralisation von Aniontensid, ganz bevorzugt eine Neutralisation von C₉ bis C₁₃ Alkylbenzolsulfonsäure mit Monoethanolamin, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Batchverfahren hergestellte Mischung Aniontensid mit einem Anteil von 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%, insbesondere von 8 Gew.-% bis 36 Gew.-%, besonders von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von 20 Gew.-% bis 28 Gew.-% aufweist und/oder dass die im Batchverfahren hergestellte Mischung Niotensid mit einem Anteil von 1 Gew.-% bis 27 Gew.-%, insbesondere von 10 Gew.-% bis 26 Gew.-%, besonders von 15 Gew.-% bis 25 Gew.-% aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Batchverfahren hergestellte Mischung einen Gesamtgehalt an Phosphonat von 0,5 Gew.-% bis 8,0 Gew.-%, vorzugsweise von 1,0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von 1,5 Gew.-% bis 3,0 Gew.-% aufweist und/oder dass die im Batchverfahren hergestellte Mischung einen Gesamtgehalt an Fettsäure von 3,0 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 5,0 Gew.-% bis 15 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von 7,0 Gew.-% bis 10 Gew.-% aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung eine Fließgrenze von 0,01 bis 50 Pa aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an allen Bestandteilen der Zusammensetzung, die im Batchverfahren hergestellt werden, 1 Vol.-% bis 99 Vol.-%, 5 Vol.-% bis 95 Vol.-%, noch mehr bevorzugt insbesondere 20 Vol.-% bis 90 Vol.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtvolumen der Zusammensetzung und/oder dass der Anteil an allen Bestandteilen der Zusammensetzung, die im kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden, 1 Vol.-% bis 99 Vol.-%, insbesondere 5 Vol.-% bis 95 Vol.-%, noch mehr bevorzugt 10 Vol.-% bis 80 Vol.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtvolumen der Zusammensetzung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im Batch-Verfahren hergestellte Mischung frei von Entschäumern ist und/oder dass die Mischung im kontinuierlichen Verfahren mit Entschäumer versehen wird, insbesondere derart, dass die Zusammensetzung mindestens 0,1 Gew.-% Entschäumer aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Mischung zu Beginn des kontinuierlichen Verfahrens im Bereich von 40 °C bis 90 °C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Zusammensetzung am Ende des kontinuierlichen Verfahrens 35 °C oder weniger, insbesondere 25 °C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung am Ende des kontinuierlichen Verfahrens in Behältnisse, insbesondere in Flaschen und/oder Zwischenlager abgefüllt wird.
Flüssige, Tensid enthaltende Zusammensetzung erhalten nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmittel ist.