DE19509752A1 - Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Waschmittels - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen WaschmittelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festen Wasch-
und Reinigungsmitteln sowie die nach diesem Verfahren hergestellten
Wasch- und Reinigungsmittel.
Granulare Wasch- und Reinigungsmittel mit hohen Schüttgewichten und hohen
Tensidgehalten sind bekannt und werden beispielsweise in den europäischen
Patentanmeldungen EP 340 013, EP 352 892 und EP 460 925 beschrieben. Die
in diesen Druckschriften beschriebenen Mittel werden durch Granulierver
fahren erhalten.
In der internationalen Patentanmeldung WO 91/02047 wird ein Verfahren zur
Herstellung verdichteter Granulate beschrieben, die in Wasch- und Reini
gungsmitteln eingesetzt werden können. Dabei wird ein homogenes Vorge
misch unter Zusatz eines Plastifizier- und/oder Gleitmittels bei hohen
Drucken zwischen 25 und 200 bar strangförmig verpreßt. Diese Anmeldung
lehrt, daß als Plastifizier- und/oder Gleitmittel Tenside eingesetzt wer
den können. Dabei ist es möglich, daß die Plastifizier- und/oder Gleit
mittel begrenzte Mengen an Hilfsflüssigkeiten enthalten. Zu diesen Hilfs
flüssigkeiten zählen auch höher siedende, gegebenenfalls polyethoxylierte
Alkohole, bei Raumtemperatur oder mäßig erhöhten Temperaturen fließfähige
Polyalkoxylate und dergleichen.
Die in der voranstehend genannten internationalen Patentanmeldung herge
stellten Wasch- und Reinigungsmittel enthalten anionische und nichtioni
sche Tenside sowie gegebenenfalls Seife und weitere übliche Inhalts
stoffe. Als Aniontenside werden Alkylbenzolsulfate und Alkylsulfate ge
nannt. Alkylbenzolsulfonate besitzen jedoch den Nachteil, daß sie aus pe
trochemischen Grundstoffen gewonnen werden. Alkylsulfate, insbesondere
die Fettalkylsulfate, basieren zwar auf nachwachsenden fettchemischen
Grundstoffen, doch ist andererseits bekannt, daß sie in hohen Mengen, das
heißt in Mengen von oberhalb 8 Gew.-% zu Mitteln mit einem nicht akzepta
blen Löseverhalten und insbesondere in Kombination mit Niotensiden, zu
einem nicht akzeptablen Einspülverhalten führen können.
In der Internationalen Patentanmeldung WO 93/02176 wird ein Verfahren zur
Herstellung von festen Wasch- und Reinigungsmitteln mit hohem Schüttgewicht
vorgeschlagen, worin man zur Verbesserung des Auflöseverhaltens und
zur Erleichterung der Einarbeitung der Niotenside, die Niotenside in in
niger Vermischung mit einem Strukturbrecher in einem Gewichtsverhältnis
von flüssigem Niotensid: Strukturbrecher von 10 : 1 bis 1 : 2 einsetzt.
Als Strukturbrecher können Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol, de
ren Sulfate und/oder Disulfate, Sulfosuccinate und/oder Disulfosuccinate
oder Mischungen aus diesen eingesetzt werden.
In der internationalen Patentanmeldung WO 94/13771 werden granulare
Wasch- und Reinigungsmittel mit einem Schüttgewicht von 700 g/l und dar
über beschrieben, welche einen hohen Tensidgehalt und Aniontenside mit
gutem Abbauverhalten enthalten. Zur Verbesserung des Löseverhaltens und
Einspülverhaltens wird vorgeschlagen, daß die granularen Wasch- und Rei
nigungsmittel 20 bis 55 Gew.-% an anionischen und nichtionischen Tensiden
sowie gegebenenfalls einschließlich Seife enthalten, wobei der Gehalt der
Mittel an C₈-C₂₂-Alkoholsulfaten, ethoxylierten Alkoholsulfaten, -Sul
fofettsäureestern und Mischungen aus diesen oberhalb 8 Gew.-% liegt und
das Gewichtsverhältnis aus diesen anionischen Sulfaten und/oder Sul
fofettsäureestern zu Niotensiden 10 : 1 bis 1 : 1,25 betragen soll.
In der japanischen Patentanmeldung Heisei 6-116599 werden beispielsweise
granulatförmige Waschmittel mit einer Schüttdichte von 0,5 bis 1,2 g/cm³
beschrieben. Die Waschmittel enthalten zur Verbesserung ihrer Löslichkeit
als nichtionische Tenside Fettsäurealkylesteralkoxylate.
Wie aus dem voranstehend beschriebenen Stand der Technik ersichtlich ist,
wurden zahlreiche Versuche unternommen, die Löslichkeit der festen Wasch-
und Reinigungsmittel zu erhöhen. Die der Löslichkeit von festen Wasch-
und Reinigungsmitteln kann beispielsweise durch Erhöhung des Tensidge
halts erhöht werden. Die Erhöhung des Tensidgehalts, insbesondere beim
Einsatz von nichtionischen Tensiden wie z. B. ethoxylierten fettalkoholen,
führt häufig dazu, daß die festen Waschmittelteilchen verkleben, wodurch
die Rieselfähigkeit und die Einspülbarkeit verschlechtert werden. Zur
Verbesserung dieser Eigenschaften werden die Teilchen üblicherweise ge
coated oder abgepudert. Diese Maßnahme kann jedoch wiederum zu einer Ver
schlechterung der Löslichkeit führen. Hinzukommt, daß manche Tenside beim
Lösen in Wasser oder beim Verdünnen ihrer Lösungen eine Gelphase bilden.
Diese Gelbildung führt zu einer deutlichen Verschlechterung der Einspül
barkeit und der Löslichkeit.
Ein weiteres Problem ist, daß feste Wasch- und Reinigungsmittel, die ein
Tensidsystem enthalten, welches dem Mittel eine gute Löslichkeit und ein
gutes Einspülverhalten in übliche Haushaltswaschmaschinen verleiht, häu
fig eine verschlechterte Waschkraft zeigen, so daß größere Mengen an
Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt werden müssen.
Ein weiteres Ziel bei der Herstellung von Wasch- und Reingigungsmitteln
ist es, Mittel mit hohen Waschaktivsubstanzgehalten zu liefern. Insbeson
dere, wenn Wasch- und Reinigungsmitteln mit geringerem Schaumvermögen
hergestellt werden sollen, ist es möglich Schauminhibitoren zuzusetzen,
wodurch jedoch die Kosten erhöht werden, oder den Tensidgehalt der Pro
dukte zu senken, was jedoch zu einem erheblichen Verlust der Waschlei
stung führt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung von festen Wasch- und Reinigungsmitteln mit einem hohen
Schüttgewicht zu entwickeln, die eine gute Löslichkeit und ein gutes Ein
spülverhalten in übliche Haushaltswaschmaschinen zeigen, wobei eine min
destens gleich gute Waschkraft gegenüber den aus dem Stand der Technik
bekannten Wasch- und Reinigungsmitteln erhalten wird, und daß die festen
Wasch- und Reinigungsmittel als Extrudate oder Tabletten mit erhöhtem
Niotensidanteil hergestellt werden können, ohne daß diese verkleben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
von verpreßten Wasch- und Reinigungsmitteln mit hohem Schüttgewicht,
worin ein Vorgemisch aus Waschmittelbestandteilen hergestellt und ver
preßt wird, wobei man feste und flüssige Waschmittelbestandteile einsetzt
und als feste Bestandteile Aniontenside, Buildersubstanzen und Alkalisie
rungsmittel und als flüssige Bestandteile Niotenside einsetzt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niotenside mehr als 50 Gew.-% Fettsäurealkyl
esteralkyloxylate mit den Formeln I oder II
R¹-CO₂-(AO)m-R² (I),
worin
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff oder eine geradkettige oder verzweigtkettige Al kylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff oder
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff oder eine geradkettige oder verzweigtkettige Al kylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff oder
worin
R⁴ eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C- Atomen sein kann, mit der Maßgabe, daß R³, R⁴ und R⁵ nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbesondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
R⁴ eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C- Atomen sein kann, mit der Maßgabe, daß R³, R⁴ und R⁵ nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbesondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbesondere
Granulate und Tabletten erhalten werden.
Zur Herstellung von Granulaten ist ein Verfahren bevorzugt, worin zuerst
ein Vorgemisch aus Waschmittelbestandteilen hergestellt wird. Dieses fe
ste, bevorzugt homogene Vorgemisch, wird unter Zusatz eines Plastifizier
und/oder Gleitmittels über Lochformen mit Öffnungswelten der vorbestimm
ten Granulatdimension bei hohen Drucken zwischen 25 und 200 bar strang
förmig verpreßt. Der Strang wird direkt nach dem Austritt aus der Loch
form mittels einer Schneidevorrichtung auf die vorbestimmte Granulatdi
mension zugeschnitten. Die Anwendung des hohen Arbeitsdrucks bewirkt die
Plastifizierung des Vorgemisches bei der Granulatbildung und stellt die
Schneidfähigkeit der frisch extrudierten Stränge sicher. Das Vorgemisch
besteht wenigstens anteilsweise aus festen, vorzugsweise feinteiligen
üblichen Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln, denen gegebe
nenfalls flüssige Bestandteile zugemischt sind. Die festen Inhaltsstoffe
können durch Sprühtrocknung gewonnene Turmpulver, aber auch Agglomerate,
die jeweils gewählten Mischungsbestandteile als reine Stoffe, die im
feinteiligen Zustand miteinander vermischt werden, sowie Mischungen aus
diesen sein. Im Anschluß daran werden gegebenenfalls die flüssigen
Inhaltsstoffe zugegeben und dann das erfindungsgemäß ausgewählte
Plastifizier- und /oder Gleitmittel eingemischt. Als Plastifizier
und/oder Gleitmittel werden wäßrige Lösungen von polymeren Polycarboxy
laten sowie hochkonzentrierte Aniontensidpasten und nichtionische Tenside
bevorzugt. Zur ausführlichen Beschreibung des Verfahrens sowie der
geeigneten Inhaltsstoffe des Vorgemisches und der geeigneten Plastifi
zier- und/oder Gleitmittels wird auf die Offenbarung der internationalen
Patentanmeldung WO 91/02047 verwiesen.
In einer möglichen Ausführungsform dieses Verfahrens können die flüssigen
Niotenside auch als flüssiger Bestandteil beziehungsweise als Pla
stifizier- und/oder Gleitmittel zu dem festen Vorgemisch zugegeben wer
den, oder sie sind eine Bestandteil einer festen Mischungskomponente des
Vorgemisches, wobei diese feste Mischungskomponente aus einem Trägerbead
bestehen kann, das mit der Lösung oder der Dispersion beaufschlagt wurde.
Die Zugabe der flüssigen Komponente, das heißt nicht an ein Trägerbead
gebunden, kann an jeder beliebigen Stelle des Verfahrens, zum Beispiel
bei der Herstellung des Vorgemisches, aber auch bei der Verarbeitung des
plastifizierten Vorgemisches, jedoch vor dem Durchtritt durch die
Lochform (Lochdüsenplatte) erfolgen. Als Homogenisiervorrichtung können
bevorzugt Kneter beliebiger Ausgestaltung, beispielsweise 2-Schnecken-
Kneter gewählt werden. Der Intensive Mischungsvorgang kann dabei bereits
aus sich heraus zu einer gewünschten Temperatursteigerung führen. Dabei
werden mäßig erhöhte Temperaturen von beispielsweise 60 bis 70°C in der
Regel nicht überschritten. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das
Vorgemisch vorzugsweise kontinuierlich einem 2-Schnecken-Kneter
(Extruder) zugeführt, dessen Gehäuse und dessen Extruder-Granulierkopf
auf die vorbestimmte Extrudiertemperatur temperiert, beispielsweise auf
40 bis 60°C aufgeheizt sind. Unter der Schereinwirkung der Extruder-
Schnecken wird das Vorgemisch bei Drucken von 25 bis 200 bar, vorzugs
weise oberhalb 30 bar und insbesondere bei Drucken von 50 bis 180 bar
verdichtet, plastifiziert, in Form feiner Stränge durch die Lochdüsen
platte im Extruderkopf extrudiert und schließlich das Extrudat mittels
eines rotierenden Abschlagmessers vorzugsweise in kugelförmigen bis zy
lindrischen Granulatkörnern verkleinert. Der Lochdurchmesser in der Loch
düsenplatte und die Strangschnittlänge werden dabei auf die gewählte Gra
nulatdimension abgestimmt. In dieser Ausführungsform gelingt die Herstel
lung von Granulaten einer im wesentlichen gleichmäßig vorbestimmbaren
Teilchengröße, wobei im einzelnen die absoluten Teilchengrößen dem beab
sichtigten Einsatzzweck angepaßt sein können. Im allgemeinen werden Teil
chendurchmesser bis höchstens 0,8 cm bevorzugt. Wichtige Ausführungsfor
men sehen hier die Herstellung von einheitlichen Granulaten mit Durchmes
sern im Millimeterbereich, beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 5 mm und
insbesondere im Bereich von 0,8 bis 3 mm vor. Das Länge/Durchmesser-Ver
hältnis des abgeschlagenen primären Granulats liegt dabei in einer wich
tigen Ausführungsform im Bereich von 1 : 1 bis etwa 3 : 1. Weiterhin ist
es bevorzugt, das noch plastische, feuchte Primärgranulat einem weiteren
formgebenden Verarbeitungsschritt zuzuführen; dabei werden am Rohgranulat
vorliegende Kanten abgerundet, so daß letztlich kugelförmige oder wenig
stens annähernd kugelförmige Granulatkörner erhalten werden können. Falls
gewünscht oder erforderlich, können in dieser Stufe geringe Mengen an
Trockenpulver, beispielsweise Zeolithpulver wie Zeolith NaA-Pulver, mit
verwendet werden. Diese Formgebung kann in marktgängigen Rondiergeräten,
beispielsweise in Rondiergeräten mit rotierender Bodenscheibe, erfolgen.
Vorzugsweise werden die Granulate dann einem Trocknungsschritt, bei
spielsweise einem Wirbelschichttrockner, zugeführt.
Es wurde festgestellt, daß extrudierte Granulate, welche Peroxyverbindun
gen als Bleichmittel, beispielsweise Perborat-Monohydrat enthalten, bei
Zulufttemperaturen zwischen 80 und 150°C ohne Verlust an Aktivsauerstoff
getrocknet werden können. Der Gehalt der getrockneten Granulate an freiem
Wasser beträgt vorzugsweise bis etwa 3 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,1
bis 1 Gew.-%. Wahlweise ist es auch möglich, den Trocknungsschritt im di
rekten Anschluß an die Extrusion des Primärgranulats und damit zeitlich
vor einer gewünschtenfalls vorgenommenen abschließenden Formgebung in ei
nem Rondiergerät durchzuführen. Zur Erreichung eines erhöhten Schüttge
wichts ist es von Vorteil, die getrockneten Granulate gegebenenfalls noch
einmal mit feinteiligen Trockenpulvern abzupudern. Beispiele für derar
tige Trockenpulver sind wieder Zeolith-NaA-Pulver, aber auch gefällte
oder pyrogene Kieselsäure, wie sie beispielsweise als Aerosil® oder Si
pernat (Produkte der Firma Degussa) im Handel erhältlich sind. Bevorzugt
sind hierbei auch hochkonzentrierte, mindestens 90gew.-%ige Fettalkohol
sulfat-Pulver, die im wesentlichen, das heißt zu mindestes 90% aus Teil
chen mit einer Teilchengröße kleiner als 100 µm bestehen. Insbesondere
sind Mischungen aus Zeolith und Fettalkoholsulfat-Pulver bevorzugt.
Tabletten können beispielsweise derart hergestellt werden, daß man die
Buildersubstanzen, bevorzugt amorphe, teilkristalline und/oder kristal
line schichtförmige Natriumsilikate und gegebenenfalls alle anderen Be
standteile in einem Mischer miteinander vermischt und das Gemisch mittels
herkömmlicher Tablettenpressen beispielsweise Exzenterpressen, hydrauli
schen Pressen oder Rundläuferpressen mit Preßdrucken im Bereich von 1 bis
300 bar, vorteilhafterweise im Bereich von etwa 5 bis 200 bar und
insbesondere zwischen 10 und 150 bar verpreßt. Vorzugsweise erfolgt die
Verpressung dabei ohne die Zugabe von Wasser. In einer bevorzugten Aus
führungsform können die zur Verpressung vorgesehenen Vorgemische jedoch
durch Vermischen der einzelnen Inhaltsstoffe, die wenigstens anteilsweise
in vorkonfektionierter Form als granulares Compound vorliegen,
hergestellt. Hierzu zählen beispielsweise walzenkompaktierte kristalline
schichtförmige oder amorphe Natriumdisilikate, die gegebenenfalls mit
flüssigen bis wachsartigen Komponenten, beispielsweise nichtionischen
Tensiden imprägniert wurden. Insbesondere wird hierdurch eine wasserfreie
Vorkonfektionierung ermöglicht, welche besonders vorteilhaft ist. Man
erhält so problemlos bruchfeste und dennoch unter Anwendungsbedingungen
ausreichend schnell lösliche Tabletten mit guter Bruchfestigkeit. Die
Preßbedingungen sind im jeweiligen Fall üblicherweise auf die Einstellung
der gewünschten Löslichkeit der Tablette bei gleichzeitig ausreichender
Festigkeit bzw. Härte der Tablette zu optimieren. Dabei gilt in an sich
bekannter Weise, daß höhere Preßdrucke eine Verminderung der Löslichkeit
der Tablette bewirken. Bevorzugte Tabletten weisen eine Bruchfestigkeit
von mindestens 55 N und insbesondere von mindestens 60 N auf. Es sind
auch Tabletten mit Bruchfestigkelten über 150 N möglich.
Als Raumform kommen praktisch alle sinnvollen handhabbaren
Ausgestaltungsformen in Betracht, solange sie den Anforderung entspre
chen, daß der Kontakt zur Tablettierapparatur während des
Herstellungsprozesses relativ gering ist. Bevorzugt sind hierbei zylin
derförmige Ausgestaltungen mit ovalem oder kreisförmigem Querschnitt der
unten angegebenen Art. Vorzugsweise weist eine derart hergestellte Ta
blette ein Gewicht von 10 bis 120 g, insbesondere von 20 bis 100 g auf,
wobei der Durchmesser der Tabletten üblicherweise kleiner als 100 mm ist.
Bevorzugte Waschmitteltabletten weisen einen Durchmesser von maximal 80
mm und insbesondere von 30 bis 80 mm auf. Es ist jedoch auch möglich und
insbesondere auch im Hinblick auf verbesserte Löslichkeiten bevorzugt,
mehrere, also mindestens 2 Tabletten mit gleicher oder unterschiedlicher
Zusammensetzung einzusetzen. Diese Tabletten besitzen vorzugsweise ein
Gewicht von 10 bis 40 g, wobei Durchmesser von 20 bis 50 mm bevorzugt
sind. Das Durchmesser/Höhe-Verhältnis der Tabletten soll dahingehend op
timiert sein, daß eine möglichst geringe Abrasion an den vertikalen Wän
den der Tablettierapparatur (hoher Durchmesser/geringe Höhe) mit einer
ausreichenden Stabilität und einer nicht zu großen Oberfläche (kleiner
Durchmesser/große Höhe) gewährleistet ist. Bevorzugte Durchmesser/Höhe-
Verhältnisse der zylindrischen Preßlinge liegen bei etwa 0,5 : 1 bis 10 : 1,
insbesondere bei 1 : 1 bis 8 : 1.
Erfindungsgemäß werden in dem beanspruchten Verfahren als eine flüssige
Komponente Niotenside eingesetzt, wobei mehr als 50 Gew.-% der Niotenside
Fettsäurealkylesteralkoxylate mit der Formel I sind.
Die in den erfindungsgemäßen pulverförmigen Waschmitteln eingesetzten
Fettsäurealkylesteralkoxylate der Formel (I) können durch konventionelle
Methoden hergestellt werden, wie z. B. durch Veresterung von Fettsäuren
mit alkoxylierten niederen Alkylalkoholen oder niederen Hydroxyal
kylalkoholen. Die Fettsäurealkylesteralkoxylate der Formel (I) können
auch durch eine heterogen katalysierte Direktalkoxylierung von Fettsäu
realkylester mit Alkylenoxid, insbesondere Ethylenoxid, hergestellt
werden. Dieses Syntheseverfahren ist in WO 90/13533 und WO 91/15441 aus
führlich beschrieben. Die dabei entstehenden Produkte zeichnen sich durch
eine niedrige OH-Zahl aus, die Reaktion wird einstufig durchgeführt und
man erhält hellfarbige Produkte. Vorzugsweise werden solche Fettsäure
alkylesteralkoxylate der Formel (I) eingesetzt, die durch Ethoxylierung
von Fettsäurealkylester entstehen, d. h. in denen AO in der Formel (I) für
eine Ethylenoxideinheit und R³ für eine kurzkettige Alkyl mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen, insbesondere für eine Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder
Butylgruppe oder deren Isomeren steht. Die als Ausgangsstoffe dienenden
Fettsäurealkylester können sowohl aus natürlichen Ölen und fetten
gewonnen als auch auf synthetischem Wege hergestellt werden.
Sollen die erfindungsgemäßen pulverförmigen Waschmittel zur Entfernung
lipophiler Anschimutzungen verwendet werden, wählt man bevorzugt Fettsäu
realkylesteralkoxylate mit im erfindungsgemäßen Bereich liegendem nied
rigen Ethoxylierungsgrad; sollen hydrophile Anschimutzungen entfernt wer
den, ist der Einsatz von Fettsäurealkyesterethoxylaten mit im erfindungs
gemäßen Bereich liegenden höheren Ethoxylierungsgrad zweckmäßig.
Die Verbindungen mit den Formel I und II können allein oder im Gemisch
mit anderen nichtionischen Tensiden eingesetzt werden.
Als weitere nichtionische Tenside können auch Alkylglykoside der allge
meinen Formel RO(G)x eingesetzt werden, in der R einen primären geradket
tigen oder methylverzweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweig
ten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen be
deutet und G das Symbol ist, das für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-
Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x, der
die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine
beliebige Zahl zwischen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4.
Die Alkylglykoside zeichnen sich dadurch aus, daß sie leicht abbaubar und
somit ökologisch unbedenklich sind.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel III,
in der R²CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffato
men, R³ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydro
xyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen
steht.
Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um bekannte Stoffe,
die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers
mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende
Acylierung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem
Fettsäurechlorid erhalten werden können. Hinsichtlich der Verfahren zu
Ihrer Herstellung sei auf die US-Patentschriften US 1 985 424, US 2 016 962
und US 2 703 798 sowie die internationale Patentanmeldung WO 92/06984
verwiesen. Vorzugsweise leiten sich die Polyhydroxyfettsäureamide von re
duzierenden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der
Glucose ab.
Als weitere nichtionische Tenside können auch alkoxylierte, vorteilhaf
terweise ethoxylierte, Alkohole eingesetzt werden. Die ethoxylierten
Alkohole leiten sich von primären Alkoholen mit vorzugsweise 9 bis 18
Kohlenstoffatomen ab und weisen durchschnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid
(EO) pro Mol Alkohol auf. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen
statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze
oder eine gebrochene Zahl sein können. Der Alkoholrest kann linear oder
In 2-Stellung methylverzweigt sein, bzw. lineare und methylverzweigte
Reste im Gemisch enthaltend so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten
vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten
aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, z. B.
aus Kokos-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO
pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen
gehören beispielsweise C₁₂-C₁₄-Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C₉-C₁₁-Al
kohol mit 7 EO, C₁₃-C₁₅-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C₁₂-C₁₈-
Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischun
gen aus C₁₂-C₁₄-Alkohol mit 3 EO und C₁₂-C₁₈-Alkohol mit 5 EO. Bevorzugte
Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow
range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu den voranstehend genannten
ethoxylierten Fettalkoholen können auch solche mit mehr als 12 EO
eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25
EO, 30 EO oder 40 EO. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung wird auf den Einsatz von ethoxylierten Alkoholen verzich
tet.
Im fertigen Mittel können die nichtionischen Tenside in einer Menge von 1
bis 25 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 20 Gew.-% enthalten sein. In einer bevor
zugten Ausführungsform enthält das fertige Mittel Verbindungen mit der
Formel I oder 11 in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-%. In einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform wird ein Gemisch von nichtionischen Tensiden
eingesetzt, das mindestens 50% Fettsäurealkylesteralkoxylate mit der
Formel I und Alkylpolyglykoside und/oder Polyhydroxyfettsäureamide mit
der allgemeinen Formel II eingesetzt, wobei das Verhältnis der Fettsäu
realkylesteralkoxylate zu den Alkylpolyglykosiden und/oder Polyhydroxy
fettsäureamiden 1 : 1 bis 9 : 1, bevorzugt 1 : 1 bis 3 : 1 betragen kann.
Als weitere Komponenten können Strukturbrecher eingesetzt werden, sie
sind aber in den erfindungsgemäßen Extrudaten nicht erforderlich um die
Verarbeitbarkeit von Extrudaten zu verbessern. Als Strukturbrecher eignen
sich besonders ethoxylierte C₈-C₁₈-Fettalkohole mit 20 bis 45 EO, vor
zugsweise Talgfettalkohole mit 30 und 40 EO, Polyethylenglykol oder Po
lypropylenglykol, Sulfate und/oder Disulfate von Polyethylenglykol oder
Polypropylenglykol, Sulfosuccinate und/oder Disulfosuccinate von Poly
ethylenglykol oder Polypropylenglykol oder Mischungen aus diesen. Die
nichtionischen Tenside und die Strukturbrecher können in einem Verhältnis
von nichtionischem Tensid zu Strukturbrecher von 1 : 1 bis 15 : 1 eingesetzt
werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden feste Wasch- und Reinigungsmit
tel beansprucht, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
werden. Diese Wasch- und Reinigungsmittel zeigen eine verbesserte Lösege
schwindigkeit und ein verbessertes Einspülverhalten bei Temperaturen zwi
schen 15 und 60°C und insbesondere zwischen 20 und 45°C. Insbesondere
werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Waschmittel be
vorzugt, die 15 bis 55. Gew.-%, insbesondere 20 bis 55. Gew.-%, Tenside
enthalten.
Neben den voranstehend beschriebenen Tensiden können auch anionische Ten
side enthalten sein. Die anionischen Tenside können ausgewählt sein aus
der Gruppe der C₆-C₁₈-Alkylsulfat, C₆-C₁₈-Alkylbenzolsulfonate, C₆-C₁₈-
Alkansulfonate, C₆-C₁₈-Alkylpolyglykolethersulfate, -Olefinsulfonate, C₆-
C₁₈-Alkylpolyglykolethersulfonate, Glycerinethersulfonate, Glycerin
ethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Monoglyceridsulfate, Sulfosuccinate,
Sulfotriglyceride, C₆-C₁₈-Fettsäureamid-ethersulfate, C₆-₁₈-Al
kylcarboxylate, Fettsäureisethionate, N-C₆-C₁₈-Acyl-Sarconisate, N-C₆-
C₁₈-Acyl-Tauride und -Methyltauride, C₆-C₁₈-Alkyloligoglucosidsulfate,
C₆-C₁₈-Alkylphosphate, Fettsäureseifen sowie deren Mischungen.
Weitere mögliche anionische Bestandteile sind die sogenannten Disalze,
welche durch Umsetzung von gesättigten oder ungesättigten, überwiegend
auf natürlichen Rohstoffen basierenden Fettsäuren durch Umsetzung mit
Schwefeltrioxid und anschließende Überführung in die Alkalimetallsalze
erhalten werden, wobei die Umsetzung gesättigter Fettsäuren zu Disalzen
führt, die in -Stellung sulfoniert sind, während die Umsetzung ungesät
tigter Fettsäuren Disalze ergibt, die überwiegend innenständig an den
ehemals doppeltgebundenen C-Atomen sulfoniert sind. Diese Verbindungen
lassen sich gut in pulverförmige Waschmittel einarbeiten. Bevorzugte
Disalze leiten sich von Fettsäuren bzw. fettsäuregemischen insbesondere
natürlichen Ursprungs ab, die eine C-Kettenlänge zwischen 8 und 18 und
vorzugsweise zwischen 12 und 18 aufweisen.
Die anionischen Tenside können in Form ihrer Natrium-, Kalium- und Ammo
niumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder
Triethanolamin vorliegen.
Der Gehalt der erfindungsgemäß hergestellten Waschmittel an anionischen
Tensiden beziehungsweise an anionischen Tensidgemischen beträgt vor
zugsweise 5 bis 35, insbesondere 8 bis 30 Gew.-%. Die Aniontenside können
dabei in fester, beispielsweise in sprühgetrockneter oder granulierter
Form, oder in flüssiger bis pastöser Form eingesetzt werden. So ist es
bevorzugt, die als Plastifizier- und/oder Gleitmittel eingesetzten Anion
tenside in Form einer wäßrigen Tensidpaste in das Verfahren einzubringen.
Die nichtionischen und anionischen Tenside können in beliebigen Mischun
gen eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine
Kombination aus den Verbindungen der Formeln I und II und gegebenenfalls
weiteren nichtionischen Tensiden und C₆-C₁₈-Alkylsulfaten und/oder C₆-
C₁₈-Alkylbenzolsulfonaten und/oder Monoglyceridsulfaten eingesetzt.
Das erfindungsgemäß hergestellte pulverförmige Waschmittel kann übliche
Builder enthalten. Die Builder können im erfindungsgemäßen Mittel in ei
ner Menge von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 15 bis 50
Gew.-%, bezogen auf das Mittel, enthalten sein.
Als Builder können beispielsweise feinkristalliner, synthetischer und
gebundenes Wasser enthaltender Zeolith sowie Alkalisilikate eingesetzt
werden. Als Zeolith ist Zeolith vom A-Typ in Waschmittelqualität bevor
zugt. Geeignet sind auch Gemische aus Zeolith NaA und NaX, wobei der An
teil des Zeoliths NaX in derartigen Gemischen zweckmäßigerweise unter 30%
liegt. Sie weisen praktisch keine Teilchen größer als 30 µm auf und be
stehen vorzugsweise zu wenigstens 80% aus Teilchen einer Größe kleiner
als 10 µm. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße von we
niger als 10 µm (Meßmethode: Frauenhofer-Beugung; Mittelwert der Volumen
verteilung), bevorzugt zwischen 1,5 und 4,5 µm, insbesondere zwischen 2,0
und 4,0 µm auf. Ihr Calciumbindevermögen, das nach den Angaben der
deutschen Patentanmeldung 24 12 837 bestimmt wird, liegt im Bereich von
100 bis 200 mg CaO/g. Der Gehalt der Mittel an feinteiligem, insbesondere
kristallinem, hydratisiertem Zeolith beträgt vorzugsweise 30 bis 65 Gew.
% und insbesondere 32 bis 45 Gew.-%, bezogen auf wasserfreie Aktiv
substanz. Der Zeolith weist im allgemeinen einen Wassergehalt von 17 bis
25 Gew.-% auf, vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22
Gew.-%.
Werden Alkalisilikate als Builder verwendet, so werden diese in der Regel
als Feststoff und nicht in Form einer Lösung zugegeben. Sie können amorph
oder kristallin vorliegen. Bevorzugte Alkalisilikate sind die
Natriumsilikate, insbesondere die amorphen Natriumsilikate, mit einem
molaren Verhältnis Na₂O:SiO₂ von 1 : 2 bis 1 : 3,3. Derartige amorphe Al
kalisilikate sind beispielsweise unter dem Namen Portil (Henkel) im Han
del erhältlich. Weitere bevorzugte amorphe Silikate sind solche, die bei
spielsweise gemäß den deutschen Patentanmeldungen 44 00 024, 44 15 362,
44 06 591, 44 06 592 und 44 08 359 hergestellt werden können. Auch im
Handel erhältliche Carbonat-Silikat-Compunds können eingesetzt werden.
Als kristalline Silikate, die allein oder im Gemisch mit amorphen Silika
ten vorliegen können, werden vorzugsweise kristalline Schichtsilikate der
Formel (I) NaMSixO2x+1yH₂O eingesetzt, in denen M für Natrium steht, x
eine Zahl von 1,9 bis 4 und y eine Zahl von O bis 20 ist und bevorzugte
Werte für x 2, 3 oder 4 sind. Derartige kristalline Schichtsilikate
werden beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung 164 514
beschrieben. Bevorzugte kristalline Schichtsilikate der Formel (I) sind
solche, in denen M für Natrium steht und x die Werte 2 oder 3 annimmt.
Insbesondere sind sowohl β- als auch -Natriumdisilikate Na₂Si₂O5yH₂O
bevorzugt, wobei β-Natriumdisilikat beispielsweise nach dem Verfahren
erhalten werden kann, das in der internationalen Patentanmeldung
WO 91/08171 beschrieben ist. Der Gehalt der Mittel an Alkalisilikaten
beträgt vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 8 Gew.-%,
bezogen auf wasserfreie Aktivsubstanz. Das Gewichtsverhältnis Zeolith:
amorphes Silikat, jeweils bezogen auf wasserfreie Aktivsubstanz, beträgt
vorzugsweise 4 : 1 bis 10 : 1. Die kristallinen Schichtsilikate werden
vorzugsweise in Mengen von 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 7 Gew.
% eingesetzt, wobei das Gewichtsverhältnis Zeolith zu kristallinem
Schichtsilikat, jeweils bezogen auf wasserfreie Aktivsubstanz, mindestens
5 : 1 beträgt. In Mitteln, die sowohl amorphe als auch kristalline
Alkallsilikate enthalten, beträgt das Gewichtsverhältnis amorphes
Alkalisilikat : kristallines Alkalisilikat vorzugsweise 1 : 2 bis 2 : 1 und
insbesondere 1 : 1 bis 2 : 1.
Als weitere Gerüststoffe können auch polymere Carboxylate bzw. polymere
Carbonsäuren enthalten sein. Diese polymeren Carboxylate bzw. Carbonsäu
ren können im erfindungsgemäßen Waschmittel in einer Menge von 2 bis 15
Gew.-% vorliegen. Es kommen polymere Carboxylate bzw. polymere Car
bonsäuren mit einer relativen Molekülmasse von mindestens 350 in form ih
rer wasserlöslichen Salze, insbesondere in Form der Natrium- und/oder Ka
liumsalze, in Betracht, wie Polyacrylate, Polyhydroxyacrylate, Polymeth
acrylate, Polymaleate und insbesondere Copolymere der Acrylsäure mit Ma
leinsäure bzw. Maleinsäureanhydrid, vorzugsweise solche aus 50 bis 70%
Acrylsäure und 50 bis 10% Maleinsäure. Die relative Molekülmasse der Ho
mopolymeren liegt im allgemeinen zwischen 1000 und 100 000, die der Copo
lymeren zwischen 2000 und 200 000, vorzugsweise 50 000 bis 120 000, bezogen
auf freie Säure. Ein besonders bevorzugtes Acrylsäure-Maleinsäure-Copoly
mer weist eine relative Molekülmasse von 50 000 bis 100 000 auf. Geeignete,
wenn auch weniger bevorzugte Verbindungen dieser Klasse sind Copolymere
der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Vinylethern, wie Vinylme
thylethern, Vinylester, Ethylen, Propylen und Styrol, in denen der Anteil
der Säure mindestens 50 Gew.-% beträgt. Anstelle der genannten Copolymere
können auch Terpolymere oder Gemische aus Copolymeren und Terpolymeren
eingesetzt werden. Diese organischen Builder können in einer Menge von 2
bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Mittel,
enthalten sein.
Weitere brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die
bevorzugt in Form ihrer Natriumsalze eingesetzten Polycarbonsäuen, wie
Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure,
Zuckersäure, Aminocarbonsäure, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein
derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist,
sowie Mischungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycar
bonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure,
Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen.
Die erfindungsgemäß hergestellten Waschmittel enthalten vorzugsweise Per
oxybleichmittel und insbesondere Peroxybleichmittel in Kombination mit
Bleichaktivatoren. Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H₂O₂
liefernden Verbindungen haben das Natriumperborattetrahydrat und das
Natriumperboratmonohydrat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare
Bleichmittel sind beispielsweise Natriumpercarbonat, Peroxypyrophosphate,
Citratperhydrate sowie H₂O₂ liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie
Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperoxyazelainsäure oder Di
peroxydodecandisäure. Die Waschmittel enthalten vorzugsweise 5 bis 25
Gew.-% und insbesondere 10 bis 20 Gew.-% Bleichmittel, wobei bevorzugt
Natriumperboratmonohydrat oder -tetrahydrat eingesetzt wird.
Um beim Waschen bei Temperaturen von 60°C und darunter eine verbesserte
Bleichwirkung zu erreichen, können Bleichaktivatoren in die Präparate
eingearbeitet werden, die mit H₂O₂ organische Persäuren bilden. Beispiele
hierfür sind N- oder O-Acyl-Verbindungen, beispielsweise mehrfach acy
lierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin, acylierte
Glykolurile, insbesondere Tetraacetylglykoluril, N-acylierte Hydantoine,
Hydrazide, Triazole, Triazine, Urazole, Diketopiperazine, Sulfurylamide
und Cyanurate, außerdem Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäurean
hydrid, Carbonsäureester, insbesondere Natriumisononanoyloxybenzolsul
fonat, und acylierte Zuckerderivate, insbesondere Pentaacetylglucose. Der
Bleichaktivator kann in bekannter Weise mit Hüllsubstanzen überzogen
oder, gegebenenfalls unter Einsatz von Hilfsmitteln, granuliert oder ex
trudiert/pelletiert worden sein und gewünschtenfalls weitere Zusatz
stoffe, beispielsweise Farbstoff, enthalten. Vorzugsweise enthält ein
derartiges Granulat über 70 Gew.-%, insbesondere von 90 Gew.-% bis 99
Gew.-%, Bleichaktivator. Vorzugsweise wird ein Bleichaktivator einge
setzt, der unter den Waschbedingungen Peressigsäure bildet. Unter diesen
ist mit Hilfe von Carboxymethylcellulose granuliertes Tetraacetylethy
lendiamin (TAED) mit mittleren Korngrößen von 0,01 bis 0,8 mm, wie es
nach dem in der europäischen Patentschrift EP 037 026 beschriebenen Ver
fahren hergestellt werden kann, und/oder granuliertes 1,5-Diacetyl-2,4-
dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT), wie es nach dem in der deutschen
Patentschrift DD 2 55 884 beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann,
besonders bevorzugt. Es kann auch extrudiertes TAED eingesetzt werden,
welches 70 Gew.-% TAED, 15 bis 25 Gew.-% C12-18-Fettalkoholsulfat und 2
bis 6 Gew.-% Soda enthält. Der Gehalt an Bleichaktivatoren in den
bleichmittelhaltigen Waschmitteln liegt in dem üblichen Bereich, vor
zugsweise zwischen 1 und 10 Gew.-% und insbesondere zwischen 3 und 8
Gew.-%.
Weitere geeignete Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen Mittel sind wasser
lösliche anorganische Salze wie Bicarbonate, Carbonate, amorphe Silikate
oder Mischungen aus diesen; insbesondere Alkalicarbonat und Alkalisili
kat, vor allem Natriumsilikat mit einem molaren Verhältnis Na₂O : SiO₂
von 1 : 1 bis 1 : 4,5, vorzugsweise von 1 : 2 bis 1 : 3,5, eingesetzt. Der Gehalt
der Mittel an Natriumcarbonat beträgt dabei vorzugsweise bis zu 20 Gew.
%, vorteilhafterweise 5 und 15 Gew.-%. Der Gehalt der Mittel an Natriumsilikat
beträgt im allgemeinen bis zu 10 Gew.-% und vorzugsweise zwischen
2 und 8 Gew.-%.
Zu den sonstigen Waschmittelbestandteilen, deren Anteil je nach Zusammen
setzung der Waschmittel 0,1 bis 5 Gew.-% beträgt, zählen Schauminhibito
ren, optische Aufheller, Enzyme, textilweichmachende Stoffe, Farb- und
Duftstoffe. Es können auch Neutralsalze in einer Menge bis zu 20 Gew.-%
enthalten sein, ihr Anteil ist bevorzugt 10 Gew.-%.
Ferner kann das Mittel zusätzliche Vergrauungsinhibitoren in einer Menge
von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Mittel, enthalten. Als zusätzliche
Vergrauungsinhibitoren sind wasserlösliche Kolloide meist organischer
Natur geeignet, beispielsweise lösliche Stärkepräparate und z. B. ab
gebaute Stärke, Aldehydstärken usw. Carboxymethylcellulose (Na-Salz),
Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose und deren Gemische sowie
Polyvinylpyrrolidon werden bevorzugt eingesetzt.
Als Enzyme kommen solche aus der Klasse der Proteasen, Lipasen, Amylasen,
Cellulasen bzw. deren Gemische in Frage. Besonders gut geeignet sind aus
Bakterienstämmen oder Pilzen, wie Bacillus subtilis, Bacillus
licheniformis und Streptomyces griseus und Humicola insolens gewonnene
enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ
und insbesondere Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden,
eingesetzt. Dabei sind Enzymmischungen, beispielsweise aus Protease und
Amylase oder Protease und Lipase oder Protease und Cellulase oder aus
Cellulase und Lipase oder aus Protease, Amylase und Lipase oder Protease,
Lipase und Cellulase, insbesondere jedoch Cellulase-haltige Mischungen
von besonderem Interesse. Auch Peroxidasen oder Oxidasen haben sich in
einigen fällen als geeignet erwiesen. Die Enzyme können an Trägerstoffen
adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein, um sie gegen vor
zeitige Zersetzung zu schützen. Der Anteil der Enzyme, Enzymmischungen
oder Enzymgranulate kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugs
weise 0,1 bis etwa 2 Gew.-%, betragen.
Geeignete Schauminhibitoren sind beispielsweise Organopolysiloxane und
deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls silanierter Kieselsäure
sowie Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit
silanierter Kieselsäure. Mit Vorteil können auch Gemische verschiedener
Schauminhibitoren verwendet werden, z. B. solche aus Silikonöl, Paraffinöl
oder Wachsen. Vorzugsweise sind die Schauminhibitoren an eine granulare,
in Wasser lösliche bzw. dispergierbare Trägersubstanz gebunden.
Die pulverförmigen Waschmittel können als optische Aufheller beispiels
weise Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure bzw. deren Alkalimetall
salze enthalten, die sich gut in die Dispersion einarbeiten lassen. Der
maximale Gehalt an Aufhellern in den erfindungsgemäßen Mitteln beträgt
0,5 Gew.-%, vorzugsweise werden Mengen von 0,02 bis 0,25 Gew.-% einge
setzt.
Als Stabilisatoren insbesondere für Perverbindungen und Enzyme kommen die
Salze von Polyphosphonsäuren, insbesondere 1-Hydroyethan-1,1-diphosphon
säure (HEDP) In Betracht.
Die Wasch- und Reinigungsmittel können einheitlich aus Extrudaten herge
stellt werden, welche die obengenannten Inhaltsstoffe aufweisen. Die Mit
tel können jedoch auch aus einem Gemisch mehrerer verschiedener Granulate
erhalten werden, von denen die erfindungsgemäßen Extrudate den Hauptbe
standteil bilden. So können beispielsweise der Bleichaktivator, die Enzy
me sowie Farb- und Duftstoffe nachträglich zu den Extrudaten zugemischt
werden. Dabei ist es bevorzugt, den Bleichaktivator und die Enzyme je
weils in kompaktierter granularer Form, beispielsweise als jeweils sepa
rat hergestellte Extrudate, die mittels eine Kneters der oben beschriebe
nen Ausgestaltung oder über eine Pelletpresse erhalten werden, einzuset
zen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung eines schwachschäumenden festen Wasch- und Reinigungsmittels
mit hohem Schüttgewicht, worin ein Vorgemisch aus Waschmittelbestandtei
len hergestellt und verpreßt wird, wobei man feste und flüssige Waschmit
telbestandteile einsetzt und als feste Bestandteile Aniontenside, Buil
dersubstanzen und Alkalisierungsmittel und als flüssige Bestandteile
Niotenside einsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Niotenside mehr als
50 Gew.-% Fettsäurealkylesteralkyloxylate mit den Formeln I oder II
R¹-CO₂-(AO)m-R² (I),
worin
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für eine geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder un gesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff oder
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für eine geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder un gesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff oder
worin R⁶ eine verzweigte oder geradket
tige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis
21 C-Atomen sein kann, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbesondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbesondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung eines festen schäumenden Wasch- und Reinigungsmittels mit ho
hem Schüttgewicht, worin ein Vorgemisch aus Waschmittelbestandteilen
hergestellt und verpreßt wird, wobei man feste und flüssige Waschmittel
bestandteile einsetzt und als feste Bestandteile Aniontenside, Builder
substanzen und Alkalisierungsmittel und als flüssige Bestandteile Nio
tenside einsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Niotenside mehr als 50
Gew.-% Fettsäurealkylesteralkyloxylate mit den Formeln I oder II
R¹-CO₂-(AO)m-R² (I),
worin
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff oder
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff oder
worin R⁶ eine verzweigte oder geradkettige,
gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-
Atomen sein kann, mit der Maßgabe, daß R³, R⁴ und R⁵
nicht gleichzeitig Wasserstoff und nicht gleichzeitig
eine Alkylgruppe sind, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbesondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbesondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
Es wurden Mittel mit unterschiedlichen Fettsäurealkylesteralkyloxylaten
und Aniontensiden hergestellt. Die Vergleichsrezepturen enthalten
Fettalkoholderivate. Die Grundrezeptur ist in Tabelle 1 wiedergegeben,
Tabelle 2 enthält die verschiedenen Fettsäurealkylesteralkyloxylate und
Aniontenside sowie die in den Vergleichsrezepturen eingesetzten
Fettalkoholderivate.
Die Mittel mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen wurden ge
mäß der Lehre der internationalen Patentanmeldung WO 91/02047 extrudiert.
Dabei wurden das Enzym und gegebenenfalls der Bleichaktivator in granu
larer Form nachträglich zum Extrudat hinzugefügt.
Das Gelverhalten, die Löslichkeit und das Einspülverhalten der in den Ta
belle 1 und 2 genannten Rezepturen wurde bestimmt.
Zur Bestimmung des Gelverhaltens wurden 25 g des Mittels in ein 400-ml-
Becherglas mit 200 ml Wasser ohne Rühren zügig gegeben. Die Gelbildung
wurde beobachtet. Die Menge des gebildeten Geles wurde mit Noten von 0
bis 6 bewertet, wobei die Noten wie folgt vergeben wurden:
- 1 keine Gelbildung
- 2 Viskositäterhöhung ohne Gelbildung, die sich von selbst zu rückbildet
- 3 Gelbildung, die sich nach kurzem Umrühren mit dem Glasstab auflöst
- 4 leichte Gelbildung, das Gel setzt sich am Glasrand ab und verflüssigt sich unter Fingerdruck
- 5 leichte Gelbildung, das Gel setzt sich am Glasrand ab und läßt sich unter Fingerdruck nicht verflüssigen
- 6 starke Gelbildung, Gel läßt sich am Glasstab aus dem Wasser ziehen.
In einer Schüssel wurden 32 g des Mittels in 4 l Wasser (16°d) bei einer
Temperatur von 30°C 15 Sekunden mit der Hand vorgelöst. Dann wurde ein
Nicki-Pullover dreimal untergetaucht, gedrückt und um 90° gedreht. Nach
einer Minute wurde der Pullover aus der Waschlauge genommen und ausge
wrungen. Die Waschlauge wurde abdekaniert, die Rückstände auf ein Sieb
überführt und bei 40°C getrocknet. Die Rückstände werden n Gew.-% ange
geben.
Die Löslichkeit wurden bei unterschiedlichen Korngrößen K bestimmt:
- A: 1,6 < K < 1,25 mm
- B: 1,25 < K < 1,0 mm
- C: 1,0 < K < 0,8 mm
Die Versuchsergebnisse des Gelverhaltens und der Löslichkeit sind in Ta
belle 3 wiedergeben.
Die Schaumprüfung wurde bei einer Temperatur von 60°C und einer Wasser
härte von 16 ± 2°d durchgeführt. Das Mittel wurde in einer Konzentration
von 45,9 g/l Wasser dosiert. Die Menge des gebildeten Schaumes wurde mit
Noten von 0 bis 6 bewertet, wobei die Noten wie folgt vergeben wurden:
- 0 kein Schaum
- 1 Schaum im Bullauge der Waschmaschine gerade sichtbar
3 Bullauge der Waschmaschine bis zur Hälfte mit Schaum be deckt - 5 Bullauge der Waschmaschine nahezu vollständig mit Schaum bedeckt
- 6 Überschäumen, d. h. Austreten des Schaums aus der Waschma schine.
Zur Bestimmung des Einspülverhaltens der Extrudate wurden 80 g der Extru
date In die Einspülrinnen der handelsüblichen Waschmaschinen Elektrolux
Öko 3, Quelle Privileg 1100 und Miele Novotronic W717 gegeben und nach
einer Ruhezeit von 1 Minute bei einem Druck von 0,5 bar 12,7 l, 11,7 l
bzw. 13,1 l Wasser eingespeist. Die Menge des danach verbliebenen Rück
stands wurde jeweils ausgewogen. Der in Tabelle 4 angegebene Wert ist der
Durchschnittswert aus diesen 3 Messungen.
Einspülbarkeit in die Einspülkammer:
- A: Anfangswert
- B: Nach 4 Wochen Lagerung bei Raumtemperatur
- C: Nach 4 Wochen Lagerung in der Klimazelle bei 80% rel. Luftfeuch tigkeit und 30°C.
Die Prüfung der Waschleistung erfolgte unter praxisnahen Bedingungen in
Haushaltswaschmaschinen. Hierzu wurden die Maschinen mit 3,5 kg normal
verschmutzter Haushaltswäsche (Bettwäsche, Tischwäsche, Leibwäsche) und
0,5 kg Testgewebe beschickt. Als Testgewebe wurden Streifen aus standar
disiertem Baumwollgewebe (Wäscheforschungsanstalt Krefeld), Nessel Wirk
ware (Baumwolltricot) und Frotteegewebe verwendet.
Leitungswasser von 23°d (Äquivalent 230 mg CaO/l),
Hauptwaschgang 8,0 g/l bei 30°C (Aufheizzeit 60 Minuten, 15 Minuten bei
90°C), Flottenverhältnis (kg Wäsche: Liter Waschlauge im Hauptwaschgang)
1:4, fünfmaliges Nachspülen mit Leitungswasser, Abschleudern und
Trocknen.
Die Testgewebe waren mit fett-/Pigment-Anschmutzungen versehen. Die
Waschwirkung wird durch Messung der Remission bestimmt. (Messung des
Weißgrades: Zeiss-Reflektometer, 465 nm, Ausblendung des Aufheller-Effek
tes). Die Versuche wurden jeweils sechsmal wiederholt. Die angegebenen
Remissionswerte sind die Durchschnittswerte über alle Messungen. Das
gewaschene Testgewebe wurde auf den Restfettgehalt untersucht. Die ermit
telten Werte sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Aus dieser Ta
belle geht hervor, daß mit dem erfindungsgemäßen Waschmittel die größte
Menge an Fett auf dem Testgewebe entfernt werden konnte.
Die Waschkraft und das Schaumverhalten der Beispiele 1 bis 6, 9 und 10
wurde mit den Vergleichsbeispielen V1 und V2 verglichen. Außerdem wurde
für diese Beispiele das Schaumverhalten getestet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 5 dargestellt:
- A: Anfangswert
- B: Nach 16 Wochen Lagerung in der Klimazelle bei 80% rel. Luftfeuch tigkeit und 30°C.
Aus den voranstehenden Versuchsergebnissen wird deutliche, daß die erfin
dungsgemäßen Rezepturen eine verbesserte Löslichkeit und Einspülbarkeit
aufweisen als die Vergleichsrezepturen. Die Waschkraft bleibt erhalten
und ist mindestens so gut ist wie bei den Vergleichsrezepturen, wobei
auch nach 8 Wochen Lagerung keinen Verschlechterung gegenüber dem aus dem
Stand der Technik bekannten Mittel eintritt. Das Schaumverhalten kann je
nach Bedarf eingestellt werden.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von verpreßten Wasch- und Reinigungsmit
teln mit hohem Schüttgewicht, worin ein Vorgemisch aus
Waschmittelbestandteilen hergestellt und verpreßt wird, wobei man
feste und flüssige Waschmittelbestandteile einsetzt und als feste
Bestandteile Aniontenside, Buildersubstanzen und Alkalisierungsmittel
und als flüssige Bestandteile Niotenside einsetzt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niotenside mehr als 50 Gew.-% Fettsäureal
kylesteralkyloxylate mit den Formeln I oder II
R¹-CO₂-(AO)m-R² (I),
worin
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder unge sättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff oder eine geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Was serstoff oder worin
R⁶ eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen sein kann, mit der Maßgabe, daß R³, R⁴ und R⁵ nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine
Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbe sondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder unge sättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für Wasserstoff oder eine geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R⁵ gleich oder verschieden sein können und für Was serstoff oder worin
R⁶ eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen sein kann, mit der Maßgabe, daß R³, R⁴ und R⁵ nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine
Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbe sondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorge
misch unter Zusatz eines Plastifizier- und/oder Gleitmittels über
Lochformen mit Öffnungsweiten der vorbestimmten Granulatdimension
bei hohen Drucken zwischen 25 und 200 bar strangförmig verpreßt und
der Strang direkt nach dem Austritt aus der Lochform mittels einer
Schneidevorrichtung auf die vorbestimmte Granulatdimension zuge
schnitten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorge
misch zu Tabletten verpreßt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man als nichtionische Tenside ein Gemisch aus Fettsäu
realkylesteralkoxylaten der Formel I und von Alkylpolyglykosiden
und/oder Polyhydroxyfettsäureamiden einsetzt, wobei das Verhältnis
der Fettsäurealkylesteralkoxylate zu den Alkylpolyglykosiden
und/oder Polyhydroxyfettsäureamiden 1 : 1 bis 9 : 1 beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man Aniontenside in fester oder flüssiger bis pastöser Form
einsetzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man Tenside in Mengen von 20 bis 55 Gew.-%, bezogen auf das
Mittel, einsetzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man als feste Bestandteile Bleichmittel, vorzugsweise Perborat-
Monohydrat oder Natriumpercarbonat, in Mengen von 5 bis 25 Gew.-%,
bezogen auf das Mittel, einsetzt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß Bleichaktivatoren, Enzyme sowie Farb- und Duftstoffe nachträg
lich zu den Extrudaten zugemischt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bleichaktivator und die Enzyme in kompaktierter Form als
jeweils separat hergestellte Extrudate, die mittels eines Kneters
oder über eine Pelletpresse erhalten werden, eingesetzt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Schüttgewicht der Wasch- und Reinigungsmittel zwischen
600 und 1000 g/l einstellt.
11. Verfahren zur Herstellung eines festen schiwachschäumenden Wasch-
und Reinigungsmittels mit hohem Schüttgewicht, worin ein Vorgemisch
aus Waschmittelbestandteilen hergestellt und verpreßt wird, wobei
man feste und flüssige Waschmittelbestandteile einsetzt und als
feste Bestandteile Aniontenside, Buildersubstanzen und Alkalisie
rungsmittel und als flüssige Bestandteile Niotenside einsetzt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Niotenside mehr als 50 Gew.-% Fett
säurealkylesteralkyloxylate mit den Formeln I oder II
R¹-CO₂-(AO)m-R² (I),
worin
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für eine geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R5 gleich oder verschieden sein können und für Was serstoff oder worin
R⁶ eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen sein kann, mit der Maßgabe, daß R³, R⁴ und R⁵ nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbe sondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
R¹ für eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen steht,
R² für eine geradkettige oder verzweigtkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen steht,
R³, R⁴ und R5 gleich oder verschieden sein können und für Was serstoff oder worin
R⁶ eine verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 5 bis 21 C-Atomen sein kann, mit der Maßgabe, daß R³, R⁴ und R⁵ nicht gleichzeitig Wasserstoff sind, steht,
AO für eine C₂-C₄-Alkylenoxydeinheit steht,
m, n, o und p gleich oder verschieden sein können und für eine Zahl von 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 30, insbe sondere 3 bis 12, stehen,
enthalten.
12. Verfahren zur Herstellung eines festen schäumenden Wasch- und Rei
nigungsmittels mit hohem Schüttgewicht, worin ein Vorgemisch aus
Waschmittelbestandteilen hergestellt und verpreßt wird, wobei man
feste und flüssige Waschmittelbestandteile einsetzt und als feste
Bestandteile Aniontenside, Buildersubstanzen und Alkalisierungs
mittel und als flüssige Bestandteile Niotenside einsetzt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niotenside mehr als 50 Gew.-% Fettsäureal
kylesteralkyloxylate mit den Formeln I oder II
R¹-CO₂-(AO)m-R² (I)
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