DE19859807A1 - Phosphat-Compounds - Google Patents
Phosphat-CompoundsInfo
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Abstract
Phosphat-Compounds, die mindestens 50 Gew.-% Pentanatriumtriphosphat, weniger als 5 Gew.-% Natriumpyrophosphat sowie maximal 18 Gew.-% Wasser enthalten und die als Agglomerate aus Primärteilchen vorliegen, eignen sich hervorragend zum Einsatz in Wasch- oder Reinigungsmitteln. Die Compounds sind leicht löslich und verbessern sowohl die Löslichkeit als auch die Stabilität von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern, in die sie eingearbeitet werden. Hergestellt werden die Phosphat-Compounds, indem wasserfreies, pulverförmiges Pentanatriumtriphosphat in einem Hochgeschwindigkeitsmischer mit 12 bis 28 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Pentanatriumtriphosphat, und gegebenenfalls weiteren Inhaltsstoffen von Wasch- und/oder Reinigungsmitteln agglomeriert wird und das Agglomerat unmittelbar anschließend in einer Fließbettrocknung bei einer Produkttemperatur unter 60 DEG C auf einen Gehalt an freiem Wasser von unter 5 Gew.-% getrocknet wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Phosphat-Compounds, die sich zur Einarbeitung in
Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper eignen, sowie Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper, die derartige Compounds enthalten. Weiter wird ein Herstellverfahren für
solche Phosphat-Compounds angegeben.
Im allgemeinen eignen sich Alkaliphosphate als phosphorhaltige Buildersubstanzen für
Wasch- und Reinigungsmittel. Insbesondere werden Trinatriumphosphat, Tetrana
triumdiphosphat, Dinatrium-dihydrogendiphosphat, Pentanatriumtriphosphat, sogenanntes
Natriumhexametaphosphat, oligomeres Trinatriumphosphat mit Oligomerisierungsgraden
im Bereich von 5 bis 1000, insbesondere 5 bis 50, sowie Gemische aus Natrium- und
Kaliumsalzen verwendet. Am häufigsten wird davon das Pentanatriumtriphosphat
eingesetzt.
Bei der Einarbeitung von Pentanatriumtriphosphat (STP) in Wasch- oder Reinigungsmittel
ist zu beachten, daß dessen Hydratation ein stark exergonischer Vorgang ist, der zu
Überhitzungen von Wasch- und Reinigungsmittelbestandteilen führen kann.
Dementsprechend wird die Hydratation des STP in der Regel zumindest teilweise vor dem
Mischen mit anderen Inhaltsstoffen durchgeführt.
In der Offenlegungsschrift DE 29 13 145 wird ein kontinuierliches Verfahren zur
Herstellung eines Reinigungsmittelgranulats beschrieben, bei dem wasserfreies Penta
natriumtriphosphat mit einem hohen Phase-II-Gehalt in einem kontinuierlichen Mischer
mit einer unterstöchiometrischen Menge Wasser besprüht wird. Nach einer Verweilzeit
wird das Phosphat in einem zweiten Mischer mit Natriumsilicat und ggf. Natriumcarbonat
vermischt und unter erneutem Wasserzusatz granuliert und anschließend in einer
wasserdampfgesättigten Atmosphäre 5 bis 15 min bewegt, bevor das Produkt abgekühlt
wird.
In der Patentschrift DE 32 49 902 wird ein kontinuierliches Verfahren beschrieben, bei dem
Pentanatriumtriphosphat mit einer mindestens stöchiometrischen Menge Wasser versetzt
wird und anschließend in einem geschlossenen Behälter belassen wird, bis der
Hydratationsgrad zumindest 70% erreicht hat. Abschließend werden die Teilchen auf
einen bei 50°C abspaltbaren Wassergehalt von unter 5 Gew.-% getrocknet.
Die Sprühtrocknung eines Slurries aus einem wasserlöslichen anorganischen Phosphat
mit einem polymeren Polycarboxylat ist in der Patentanmeldung DE 38 18 660
beschrieben. Die resultierenden Hohlkugeln dienen als Träger für Niotensid, welches auf
die Kugeln in Mengen von 2 bis 40 Gew.-% aufgesprüht wird. Pentanatriumtriphosphat ist
dabei eines der geeigneten Phosphate.
Eine granulare Zusammensetzung, die ein hydratbildendes Phosphat, vorzugsweise
Pentanatriumtriphosphat, 0,1-23 Gew.-% Wasser sowie 2 bis 125 ppm Tensid enthält
wird in dem europäischen Patent EP-B-259 291 beschrieben. Hergestellt wird dieses
Granulat beispielsweise in einem Mischer, in dem eine wäßrige Lösung des Tensids auf
das Phosphat gegeben wird. Erfindungswesentlich ist der Tensidgehalt, der dazu führt,
daß sich der Anteil von freiem Wasser zu Hydratwasser im Produkt zugunsten des
Hydraiwassers verschiebt. Der Erhaltungsgrad des Pentanatriumtriphosphats liegt mit
diesem Verfahren zwischen 84 und 94% des Phosphatgehaltes. Ein solch niedriger
Phosphaterhaltungsgrad und damit verbundener hoher Pyrophosphatgehalt führt bei der
Verwendung solcher Granulate beim Waschen von Geschirr zu unerwünscht starker
Glaskorrosion.
Jetzt wurde gefunden, daß Phosphat-Compounds, die wenig Pyrophosphat enthalten, d. h.
einen hohen Phosphaterhaltungsgrad aufweisen, und als Agglomerate vorliegen, sich
hervorragend zur Einarbeitung in Formkörper von Wasch- und Reinigungsmitteln eignen
und dabei sogar das Auflöseverhalten dieser Formkörper verbessern.
Ein erster Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend Phosphat-Compounds zum
Einsatz in Wasch- oder Reinigungsmitteln, die mindestens 50 Gew. -%
Pentanatriumtriphosphat, weniger als 5 Gew.-% Natriumpyrophosphat sowie maximal
18 Gew.-% Wasser enthalten und als Agglomerate aus Primärteilchen vorliegen.
Aufgrund seines hohen Calciumbindevermögens ist das Pentanatriumtriphosphat (STP),
welches in kristalliner Form wasserfrei oder als Hexahydrat vorliegt, von besonderem
Interesse als Builder in Wasch- und Reinigungsmitteln, und soll dementsprechend als
Hauptbestandteil in den erfindungsgemäßen Compounds enthalten sein. Der Gehalt an
STP beträgt zumindest 50 Gew.-%, vorzugsweise über 70 Gew.-% und besonders
bevorzugt sogar mehr als 80 Gew.-% der gesamten Compounds.
Aufgrund des erwünschten hohen Gehalts an STP soll der Gehalt der Compounds an
anderen Phosphaten, insbesondere Ortho-, Meta- und Pyrophosphaten niedrig sein.
Bevorzugt sind weniger als 5 Gew.-% insbesondere sogar weniger als 3 Gew.-% dieser
Phosphate in dem Compound enthalten. Ausgedrückt wird der Anteil dieser Phosphate
über den Erhaltungsgrad des Pentanatriumtriphosphats in dem Compound (STP-
Erhaltungsgrad). Er beträgt vorzugsweise mindestens 95%, besonders bevorzugt sogar
mindestens 97%. Insbesondere ein hoher Pyrophosphatanteil führt beim Einsatz solcher
Compounds in Geschirrspülmitteln zu einer unerwünschten Verstärkung der
Glaskorrosion. Derartige Nachteile vermeiden die erfindungsgemäßen Compounds, in
denen weniger als 5 Gew.-% Natriumpyrophosphat enthalten ist, wobei es bevorzugt ist,
wenn der Natriumpyrophosphatgehalt sogar unter 3 Gew.-% oder noch niedriger liegt.
Neben Phosphat enthält das Compound einen Anteil an Wasser, der maximal 18 Gew.-%
betragen kann. Bevorzugte Compounds enthalten Wasser jedoch zu maximal 15 Gew.-%,
wobei ein Wassergehalt von maximal 13 Gew.-% ebenfalls bevorzugt sein kann. Sollen
besonders phosphatreiche Compounds hergestellt werden, so kann sogar ein
Wassergehalt von maximal 11 Gew.-% bevorzugt sein. Das Wasser liegt in den
Compounds zum größten Teil als Hydratwasser vor. Dabei beträgt der Gehalt an
Pentanatriumtriphosphat-hexahydrat bevorzugt zwischen 20 und 70 Gew.-% des Gehalts
an Pentanatriumtriphosphat insgesamt. Der Gehalt der Compounds an freiem Wasser, d. h.
nicht als Hydratwasser gebundenem Wasser, soll möglichst niedrig sein. Er beträgt
vorzugsweise maximal 5 Gew.-%, wobei Gehalte an freiem Wasser von maximal 3 Gew.-%
besonders bevorzugt sein können. In einer besonderen, bevorzugten Ausführungsform
soll der Gehalt an freiem Wasser sogar unter 1,5 Gew.-% betragen. Das freie Wasser wird
bereits unterhalb von 100°C abgegeben und kann daher bei dieser Temperatur bestimmt
werden.
Neben diesen Bestandteilen können die Compounds weitere Inhaltsstoffe von Wasch-
und/oder Reinigungsmitteln enthalten. Dies können vorzugsweise Substanzen sein, die
Cobuildereigenschaften aufweisen. Hier sind in erster Linie Polycarboxylate, insbesondere
polymere Polycarboxylate, und Phosphonate zu nennen.
Geeignete polymere Polycarboxylate sind beispielsweise die Natriumsalze der
Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche mit einer relativen
Molekülmasse von 500 bis 70 000 g/mol. Bei den für polymere Polycarboxylate
angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne dieser Schrift um gewichtsmittlere
Molmassen Mw der jeweiligen Säureform, die grundsätzlich mittels
Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV-Detektor
eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäure-
Standard, der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten
Polymeren realistische Molgewichtswerte liefert. Diese Angaben weichen deutlich von den
Molgewichtsangaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren als Standard eingesetzt
werden. Die gegen Polystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen sind in der Regel fast
doppelt so hoch, wie die in dieser Schrift angegebenen Molmassen. Geeignete Polymere
sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von 2000 bis
20 000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus dieser Gruppe
wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis 10000 g/mol, und
besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt sein. Geeignet sind
weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure mit
Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als besonders
geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis 90 Gew.-%
Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative
Molekülmasse, bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2000 bis 70 000 g/mol,
vorzugsweise 20 000 bis 50 000 g/mol und insbesondere 30 000 bis 40 000 g/mol. Derartige
polymere Polycarboxylate sind in den Compounds vorzugsweise enthalten, da sie nicht
nur als Cobuilder wirksam sind, sondern auch als Agglomerationshilfsmittel dienen können.
Der Gehalt der Compounds an (co-)polymeren Polycarboxylaten beträgt vorzugsweise 0,5
bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 15 Gew.-%.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie
beispielsweise in der EP-B-727448 Allyloxybenzolsulfonsäure und Methaüylsulfonsäure,
als Monomer enthalten. Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare
Polymere aus mehr als zwei verschiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die
gemäß der DE-A-43 00 772 als Monomere Salze der Acrylsäure und der Maleinsäure
sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder gemäß der DE-C-42 21 381 als
Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate
enthalten. Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die in den deutschen
Patentanmeldungen DE-A-43 03 320 und DE-A-44 17 734 beschrieben werden und als
Monomere vorzugsweise Acrolein und Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und
Vinylacetat aufweisen.
Als Phosphonate können insbesondere Hydroxyalkan- und Aminoalkanphosphonate
enthalten sein. 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), Diethylentriaminpentamethylen
phosphonat (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, und ist dementsprechend auch
dann bevorzugt in den Compounds enthalten, wenn diese Compounds als
Buildercompounds ausgelegt sind, d. h. als vorwiegende oder alleinige Builder in Wasch-
oder Reinigungsmitteln geeignet sind. Die Aminoalkanphosphonate besitzen ein deutlich
geringeres Calciumbindevermögen als HEDP, werden jedoch aufgrund ihres
Schwermetalfbindevermögens zur Bleichstabilisierung verwendet. Dementsprechend kann
es, insbesondere wenn die Compounds zusammen mit Bleiche verwendet werden sollen
auch bevorzugt sein, daß Aminoalkanphosphonate, insbesondere DTPMP, oder
Mischungen aus den genannten Phosphonaten enthalten sind. Der Gehalt der Compounds
an Phosphonaten insgesamt beträgt vorzugsweise 0,3 bis 20 Gew.-%.
Auch wenn die Compounds als Buildercompounds ausgelegt sind, ist es bevorzugt, daß
diese Compounds keine Silicate, insbesondere keine Natriumsilicate, oder unlösliche
Aluminosilicate enthalten. Dementsprechend eignen sich die Compounds vorwiegend zum
Einsatz in Mitteln, die als Hauptbuilder Phosphat enthalten. Sollen in den Mitteln weitere
anorganische Builder enthalten sein, so werden diese bevorzugt getrennt von den
Phosphatcompounds eingebracht. Auch andere Inhaltsstoffe von Wasch- und
Reinigungsmitteln, insbesondere Tenside, können in den Compounds enthalten sein,
wobei sie bevorzugt jedoch nur in geringen Mengen oder gar nicht enthalten sind.
Insbesondere die häufig als Granulierhilfsmittel verwendeten Niotenside sind in den
Compounds vorzugsweise nicht enthalten.
Wesentlich für die erfindungsgemäßen Eigenschaften der Compounds ist ihre Form. Sie
liegen als Agglomerate vor, die aus Primärteilchen gebildet werden. Die mittlere
Teilchengröße der Agglomerate, wie sie aus einer Siebanalyse hervorgeht, liegt dabei
vorzugsweise in dem Bereich von 0,2 bis 1,0 mm, insbesondere in dem Bereich von 0,3
bis 0,8 mm. Der mittlere Durchmesser der Primärteilchen ist in bevorzugten
Ausführungsformen dabei etwa um einen Faktor 5, vorzugsweise sogar um einen Faktor
10, geringer als die mittlere Teilchengröße der Agglomerate. Aufgrund dieser besonderen
Struktur sind die Compounds selbst leicht und schnell löslich. Die Compounds weisen
üblicherweise ein Schüttgewicht in dem Bereich 600 bis 1000 g/l auf, wobei das
Schüttgewicht der Compounds vorzugsweise zwischen 700 und 900 g/l liegt. Diese
besondere Form der Compounds stellt auch besondere Anforderungen an ein
Herstellverfahren für derartige Compounds.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung
solcher Phosphat-Compounds, das dadurch gekennzeichnet ist, daß wasserfreies,
pulverförmiges Pentanatriumtriphosphat in einem Hochgeschwindigkeitsmischer mit 12 bis
28 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Pentanatriumtriphosphat, und gegebenenfalls
weiteren Inhaltsstoffen von Wasch- und/oder Reinigungsmitteln agglomeriert wird und das
Agglomerat unmittelbar anschließend in einer Fließbetttrocknung bei einer
Produkttemperatur unter 50°C auf einen Gehalt an freiem Wasser von unter 5 Gew.-%
getrocknet wird.
Unter pulverförmigem, wasserfreiem Pentanatriumtriphosphat (STP) werden dabei
handelsübliche Pentanatriumtriphosphat-Qualitäten verstanden, die maximal 1 Gew.-%
Feuchtigkeit enthalten können. Von der wasserfreien Form des STP existieren zwei
Modifikationen, die als Phase I bezeichnete, bei Raumtemperatur metastabile
Hochtemperaturmodifikation sowie die bei Raumtemperatur stabile Phase II. Diese beiden
Phasen unterscheiden sich auch hinsichtlich ihrer Hydratationsgeschwindigkeit. Phase I
nimmt Wasser wesentlich schneller auf als Phase II. Aufgrund der während des
Hydratationsprozesses frei werdenden Wärme erhitzt sich Pentanatriumtriphosphat
während dieses Prozesses unter Umständen so stark, daß es zur Zersetzung des
Triphosphats kommt. Da diese Zersetzung unerwünscht ist, ist bei den meisten
Hydratationsverfahren für STP ein bestimmtes Verhältnis von Phase I zu Phase II
erforderlich, um eine zu starke Erhitzung zu vermeiden. In der Regel muß überwiegend
Phase II vorliegen, damit eine Zersetzung des STP während der Hydratation verhindert
werden kann. Das vorliegende Verfahren ist weitgehend unabhängig vom Anteil der
beiden Phasen, es kann mit jedem beliebigen Verhältnis von Phase I zu Phase II
durchgeführt werden. Sollen besonders hohe Triphosphaterhaltungsgrade erreicht werden,
so ist es jedoch durchaus auch bei diesem Verfahren vorteilhaft, wenn mehr als 50 Gew.-%
des Phosphats als Phase II vorliegen.
Das Phosphatpulver wird in einen Hochgeschwindigkeitsmischer gegeben, der
vorzugsweise als Freifallmischer gestaltet ist. Der Ausdruck "Hochgeschwindigkeit" meint
dabei, daß derartige Mischer mit einer Geschwindigkeit von mehreren Umdrehungen pro
Sekunde, vorzugsweise über 1500 Umin-1, mischen. Die Verweildauer des Phosphats
beträgt dabei in dem Mischer nur kurze Zeit, vorzugsweise weniger als 20 Sekunden;
wenn als Mischer ein Freifallmischer eingesetzt wird, vorzugsweise sogar weniger als 2
Sekunden, insbesondere weniger als 1,5 Sekunden. Während dieser Zeit wird das
Phosphatpulver mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung besprüht, wobei 12 bis 28 Gew.-%,
vorzugsweise 15 bis 20 Gew.-%, des Phosphatgewichts als Wasser aufgebracht wird.
In einer speziellen Variante des Verfahrens werden weniger als 18 Gew.-% Wasser
aufgebracht.
Werden dem Phosphat noch weitere, bereits oben beschriebene Inhaltsstoffe von Wasch-
und/oder Reinigungsmitteln zugemischt, so werden diese in einer Ausführungsform der
Erfindung in trockener Form mit dem wasserfreien Phosphatpulver vermischt und
anschließend in den Hochgeschwindigkeitsmischer eingebracht. In einer anderen,
bevorzugten Ausführungsform wird eine wäßrige Lösung mindestens eines der
Inhaltsstoffe zum Aufsprühen im Hochgeschwindigkeitsmischer eingesetzt. Dabei können
andere Inhaltsstoffe bereits trocken mit dem Phosphat vermischt worden sein.
Aus dem Mischer wird das feuchte Compound ohne Zeitverlust in eine Trockeneinrichtung,
die als Fließbetttrocknung gestaltet ist, überführt. Im einfachsten Fall, wenn ein
Freifallmischer verwendet wird, fällt das Compound direkt aus dem Mischer auf das
Fließbett. Die Trocknung in dem Fließbett erfolgt unter milden Bedingungen, wobei die
Produkttemperatur während des gesamten Prozesses unter 60°C vorzugsweise sogar
unter 45°C liegt. Dies wird durch geeignete Wahl der Zulufttemperatur erreicht. Dabei ist
die optimale Zulufttemperatur abhängig von der Dimension des Fließbettes und der
zugeführten Luftmenge ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß im allgemeinen mit einer
Zulufttemperatur von maximal 130°C eine Überhitzung des Produktes vermieden werden
kann. Vorzugsweise liegt die Zulufttemperatur jedoch maximal bei 100°C. In einer
Ausführungsform wird dabei die frei werdende Hydratationswärme des Triphosphats zur
Trocknung genutzt und die Zuluft nicht vorgeheizt. Aber auch wenn vorgeheizte Zuluft
zugeführt wird, so hat das Verfahren dennoch immer den Vorteil, die Hydratationswärme
gleichzeitig zur Trocknung zu nutzen und dementsprechend mit im Vergleich zu anderen
Verfahren wenig zusätzlich zugeführter Energie auszukommen. Durch diese milden
Bedingungen, insbesondere die niedrige Produkttemperatur, wird eine Zersetzung des
Triphosphats weitgehend unterbunden. Nach der Trocknung liegen vorzugsweise noch
mindestens 95 Gew.-% des Phosphats als Triphosphat vor. Dabei erfolgt die Trocknung so
lange, bis der Gehalt an freiem Wasser bei maximal 5 Gew.-%, vorzugsweise bei maximal
3 Gew.-%, liegt. In der Regel liegt die dazu erforderliche Verweildauer des Agglomerats in
dem Fließbetttrockner zwischen 30 und 60 Minuten.
An die Fließbetttrocknung kann sich eine Rückführung anschließen. Feinanteile können
gegebenenfalls zusammen mit den Filterstäuben aus dem Fließbetttrockner wiederum der
Agglomerationsstufe zugeführt werden, während Grobkorn vor der Rückführung bevorzugt
in einer Hammermühle zermahlen wird und der Fließbetttrocknung nach mindestens einem
Drittel der Wegstrecke, vorzugsweise nach über zwei Dritteln der Strecke, wieder
zugeführt wird.
Das vorstehend beschriebene Phosphat-Compound eignet sich hervorragend zur
Inkorporation in Wasch- und Reinigungsmittelformkörper wie beispielsweise
Waschmittelformkörper für das Waschen von Textilien, Reinigungsmittelformkörper für das
maschinelle Geschirrspülen oder die Reinigung harter Oberflächen, Bleichmittelformkörper
zum Einsatz in Wasch- oder Geschirrspülmaschinen, Wasserenthärtungsformkörper oder
Fleckensalztabletten.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Verwendung von
Phosphat-Compounds, die nach Abmischung mit feinteiligen Aufbereitungskomponenten in
an sich bekannter Weise zu Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern verpreßt werden,
zur Stabilitäts- und Löslichkeitsverbesserung von Wasch- und
Reinigungsmittelformkörpern. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Phosphat-
Compounds, die nach Abmischung mit weiteren Komponenten zu Wasch- und
Reinigungsmittelformkörpern verpreßt werden, können die physikalischen Eigenschaften
der Formkörper, insbesondere die mechanische Stabilität und das Löslichkeitsverhalten,
deutlich verbessert werden. Hierdurch lassen sich mit niedrigen Preßdrücken Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper herstellen, die eine ausreichende mechanische Stabilität bei
Verpackung, Transport und Handhabung aufweisen. Gegenüber dem Einsatz
herkömmlicher Phosphate können auf diese Weise gleich stabile Tabletten bei niedrigeren
Preßdrücken hergestellt werden, so daß der Verschleiß an den Tablettiermaschinen
deutlich verringert und deren Lebenszeit verlängert wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper aus verdichtetem teilchenförmigen Wasch- und
Reinigungsmittel, die ein erfindungsgemäßes Phosphat-Compound enthalten.
Es ist hierbei selbstverständlich möglich, die erfindungsgemäßen Phosphat-Compounds in
Mischung mit herkömmlichen und handelsüblichen Phosphaten einzusetzen.
Vorzugsweise stammt aber der Großteil des in den Formkörpern enthaltenen Phosphats
aus den erfindungsgemäßen Phosphat-Compounds. Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper, die mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%
und besonders bevorzugt die Gesamtmenge der im Formkörper enthaltenen
Phosphatmenge in Form von erfindungsgemäßen Phosphat-Compounds enthalten, sind
daher bevorzugt.
Die Phosphat-Compounds können je nach Verwendungszweck der erfindungsgemäßen
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper in variierenden Mengen in den Formkörpern
enthalten sein. Hierbei sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper bevorzugt, die,
bezogen auf das Gewicht des Formkörpers, 10 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-%
und insbesondere 25 bis 70 Gew.-% des Phosphat-Compounds enthalten.
Um den Zerfall hochverdichteter Formkörper zu erleichtern, ist es möglich,
Desintegrationshilfsmittel, sogenannte Tablettensprengmittel, in diese einzuarbeiten, um
die Zerfallszeiten zu verkürzen. Unter Tablettensprengmitteln bzw. Zerfallsbeschleunigern
werden gemäß Römpp (9. Auflage, Bd. 6, S. 4440) und Voigt "Lehrbuch der
pharmazeutischen Technologie" (6. Auflage, 1987, S. 182-184) Hilfsstoffe verstanden, die
für den raschen Zerfall von Tabletten in Wasser oder Magensaft und für die Freisetzung
der Pharmaka in resorbierbarer Form sorgen.
Diese Stoffe, die auch aufgrund ihrer Wirkung als "Spreng"mittel bezeichnet werden,
vergrößern bei Wasserzutritt ihr Volumen, wobei einerseits das Eigenvolumen vergrößert
(Quellung), andererseits auch über die Freisetzung von Gasen ein Druck erzeugt werden
kann, der die Tablette in kleinere Partikel zerfallen läßt. Altbekannte
Desintegrationshiffsmittel sind beispielsweise Carbonat/Citronensäure-Systeme, wobei
auch andere organische Säuren eingesetzt werden können. Quellende
Desintegrationshilfsmittel sind beispielsweise synthetische Polymere wie
Polyvinylpyrrolidon (PVP) oder natürliche Polymere bzw. modifizierte Naturstoffe wie
Cellulose und Stärke und ihre Derivate, Alginate oder Casein-Derivate.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung enthalten die Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper keinerlei Desintegrationshilfsmittel. Sie weisen alleine durch
die Einarbeitung des erfindungsgemäßen Phosphatcompounds eine ausreichend hohe
Auflösegeschwindigkeit auf.
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Variante enthalten die Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper 0,5 bis 1ß Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% und
insbesondere 4 bis 6 Gew.-% eines oder mehrerer Desintegrationshilfsmittel, jeweils
bezogen auf das Formkörpergewicht.
Als bevorzugte Desintegrationsmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung
Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, so daß bevorzugte Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper ein solches Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis in
Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere 4 bis 6 Gew.-%
enthalten. Reine Cellulose weist die formale Bruttozusammensetzung (C6H10O5)n
auf und stellt formal betrachtet ein β-1,4-Polyacetal von Cellobiose dar, die ihrerseits aus
zwei Molekülen Glucose aufgebaut ist. Geeignete Cellulosen bestehen dabei aus ca. 500
bis 5000 Glucose-Einheiten und haben demzufolge durchschnittliche Molmassen von
50 000 bis 500 000. Als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis verwendbar sind im
Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Cellulose-Derivate, die durch polymeranaloge
Reaktionen aus Cellulose erhältlich sind. Solche chemisch modifizierten Cellulosen
umfassen dabei beispielsweise Produkte aus Veresterungen bzw. Veretherungen, in
denen Hydroxy-Wasserstoffatome substituiert wurden. Aber auch Cellulosen, in denen die
Hydroxy-Gruppen gegen funktionelle Gruppen, die nicht über ein Sauerstoffatom
gebunden sind, ersetzt wurden, lassen sich als Cellulose-Derivate einsetzen. In die
Gruppe der Cellulose-Derivate fallen beispielsweise Alkalicellulosen,
Carboxymethylcellulose (CMC), Celluloseester und -ether sowie Aminocellulosen. Die
genannten Cellulosederivate werden vorzugsweise nicht allein als Desintegrationsmittel
auf Cellulosebasis eingesetzt, sondern in Mischung mit Cellulose verwendet. Der Gehalt
dieser Mischungen an CeHulosederivaten beträgt vorzugsweise unterhalb 50 Gew.-%,
besonders bevorzugt unterhalb 20 Gew.-%, bezogen auf das Desintegrationsmittel auf
Cellulosebasis. Besonders bevorzugt wird als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis
reine Cellulose eingesetzt, die frei von Cellulosederivaten ist.
Die als Desintegrationshilfsmittel eingesetzte Cellulose wird vorzugsweise nicht in
feinteiliger Form eingesetzt, sondern vor dem Zumischen zu den zu verpressenden
Vorgemischen in eine gröbere Form überführt, beispielsweise granuliert oder kompaktiert.
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, die Sprengmittel in granularer oder
gegebenenfalls cogranulierter Form enthalten, werden in den deutschen
Patentanmeldungen DE 197 09 991 und DE 197 10 254 sowie der internationalen
Patentanmeldung WO 98/40463 beschrieben. Diesen Schriften sind auch nähere Angaben
zur Herstellung granulierter, kompaktierter oder cogranulierter Cellulosesprengmittel zu
entnehmen. Die Teilchengrößen solcher Desintegrationsmittel liegen zumeist oberhalb 200
µm, vorzugsweise zu mindestens 90 Gew.-% zwischen 300 und 1600 µm und
insbesondere zu mindestens 90 Gew.-% zwischen 400 und 1200 µm. Die vorstehend
genannten und in den zitierten Schriften näher beschriebenen gröberen
Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung
bevorzugt als Desintegrationshilfsmittel einzusetzen und im Handel beispielsweise unter
der Bezeichnung Arbocel® TF-30-HG von der Firma Rettenmaier erhältlich.
Als weiteres Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis oder als Bestandteil dieser
Komponente kann mikrokristalline Cellulose verwendet werden. Diese mikrokristalline
Cellulose wird durch partielle Hydrolyse von Cellulosen unter solchen Bedingungen
erhalten, die nur die amorphen Bereiche (ca. 30% der Gesamt-Cellulosemasse) der
Cellulosen angreifen und vollständig auflösen, die kristallinen Bereiche (ca. 70%) aber
unbeschadet lassen. Eine nachfolgende Desaggregation der durch die Hydrolyse
entstehenden mikrofeinen Cellulosen liefert die mikrokristallinen Cellulosen, die
Primärteilchengrößen von ca. 5 µm aufweisen und beispielsweise zu Granulaten mit einer
mittleren Teilchengröße von 200 µm kompaktierbar sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper enthalten zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel,
vorzugsweise ein Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer,
cogranulierter oder kompaktierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise
von 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das
Formkörpergewicht.
Neben den genannten Bestandteilen Phosphat-Compound und Desintegrationshilfsmittel
können die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper zusätzlich einen
oder mehrere Stoffe aus den Gruppen der Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme, pH-
Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren,
Silikonöle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren,
Farbübertragungsinhibitoren, Korrosionsinhibitoren und Silberschutzmittel enthalten. Diese
Stoffe werden nachfolgend beschrieben.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen haben das
Natriumperborattetrahydrat, das Natriumperboratmonohydrat und das Natriumpercarbonat
besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise
Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate sowie H2O2 liefernde persaure Salze oder
Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure, Phthaloiminopersäure
oder Diperdodecandisäure. Auch beim Einsatz der Bleichmittel ist es möglich, auf den
Einsatz von Tensiden und/oder Gerüststoffen zu verzichten, so daß reine
Bleichmitteltabletten herstellbar sind. Sollen solche Bleichmitteltabletten zur Textilwäsche
eingesetzt werden, ist eine Kombination von Natriumpercarbonat mit
Natriumsesquicarbonat bevorzugt, unabhängig davon, welche weiteren Inhaltsstoffe in den
Formkörpern enthalten sind. Werden Reinigungs- oder Bleichmitteltabletten für das
maschinelle Geschirrspülen hergestellt, so können auch Bleichmittel aus der Gruppe der
organischen Bleichmittel eingesetzt werden. Typische organische Bleichmittel sind die
Diacylperoxide, wie z. B. Dibenzoylperoxid. Weitere typische organische Bleichmittel sind
die Peroxysäuren, wobei als Beispiele besonders die Alkylperoxysäuren und die
Arylperoxysäuren genannt werden. Bevorzugte Vertreter sind (a) die Peroxybenzoesäure
und ihre ringsubstituierten Derivate, wie Alkylperoxybenzoesäuren, aber auch Peroxy-α-
Naphtoesäure und Magnesium-monoperphthalat, (b) die aliphatischen oder substituiert
aliphatischen Peroxysäuren, wie Peroxylaurinsäure, Peroxystearinsäure, ε-
Phthalimidoperoxycapronsäure [Phthaloiminoperoxyhexansäure (PAP)], o-
Carboxybenzamidoperoxycapronsäure, N-nonenylamidoperadipinsäure und N
nonenylamidopersuccinate, und (c) aliphatische und araliphatische Peroxydicarbonsäuren,
wie 1,12-Diperoxycarbonsäure, 1,9-Diperoxyazelainsäure, Diperocysebacinsäure,
Diperoxybrassylsäure, die Diperoxyphthalsäuren, 2-Decyldiperoxybutan-1,4-disäure, N,N-
Terephthaloyl-di(6-aminopercapronsäure) können eingesetzt werden.
Als Bleichmittel in Formkörpern für das maschinelle Geschirrspülen können auch Chlor oder
Brom freisetzende Substanzen eingesetzt werden. Unter den geeigneten Chlor oder Brom
freisetzenden Materialien kommen beispielsweise heterocyclische N-Brom- und N-
Chloramide, beispielsweise Trichlorisocyanursäure, Tribromisocyanursäure,
Dibromisocyanursäure und/oder Dichlorisocyanursäure (DICA) und/oder deren Salze mit
Kationen wie Kalium und Natrium in Betracht. Hydantoinverbindungen, wie 1,3-Dichlor-5,5-
dimethylhydanthoin sind ebenfalls geeignet.
Um beim Waschen oder Reinigen bei Temperaturen von 60°C und darunter eine
verbesserte Bleichwirkung zu erreichen, können Bleichaktivatoren in die
erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper eingearbeitet werden. Als
Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische
Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-
Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt
werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C-
Atomzahl und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind
mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED),
acylierte Triazinderivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazin
(DADHT), acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetylglykoluril (TAGU), N-Acylimide,
insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-
Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS),
Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwertige
Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylenglykoldiacetat und 2,5-Diacetoxy-2,5-
dihydrofuran.
Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch
sogenannte Bleichkatalysatoren in die Formkörper eingearbeitet werden. Bei diesen
Stoffen handelt es sich um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw.
Übergangsmetallkomplexe wie beispielsweise Mn-, Fe-, Co-, Ru- oder Mo-Salenkomplexe
oder -carbonylkomplexe. Auch Mn-, Fe-, Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N
haltigen Tripod-Liganden sowie Co-, Fe-, Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als
Bleichkatalysatoren verwendbar.
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 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 vorzeitige Zersetzung zu
schützen. Der Anteil der Enzyme, Enzymmischungen oder Enzymgranulate in den
erfindungsgemäßen Formkörpern kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%,
vorzugsweise 0,1 bis etwa 2 Gew.-% betragen. Zu den am häufigsten verwendeten
Enzymen gehören Lipasen, Amylasen, Cellulasen und Proteasen. Bevorzugte Proteasen
sind z. B. BLAP®140 der Fa. Biozym, Optimase®-M-440 und Opticlean®-M-250 der Fa.
Solvay Enzymes; Maxacal®CX und Maxapem® oder Esperase® der Fa. Gist Brocades
oder auch Savinase® der Fa. Novo. Besonders geeignete Cellulasen und Lipasen sind
Celluzym® 0,7 T und Lipolase® 30 T der Fa. Novo Nordisk. Besondere Verwendung als
Amylasen finden Duramyl® und Termamyl® 60 T, und Termamyl® 90 T der Fa. Novo,
Amylase-LT® der Fa. Solvay Enzymes oder Maxamyl® P5000 der Fa. Gist Brocades.
Auch andere Enzyme können verwendet werden.
Zusätzlich können die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper auch Komponenten
enthalten, welche die Öl- und Fettauswaschbarkeit aus Textilien positiv beeinflussen
(sogenannte soil repellents). Dieser Effekt wird besonders deutlich, wenn ein Textil
verschmutzt wird, das bereits vorher mehrfach mit einem erfindungsgemäßen
Waschmittel, das diese Öl- und fettlösende Komponente enthält, gewaschen wurde. Zu den
bevorzugten Öl- und fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise nichtionische
Celluloseether wie Methylcellulose und Methylhydroxy-propylcellulose mit einem Anteil an
Methoxyl-Gruppen von 15 bis 30 Gew.-% und an Hydroxypropoxyl-Gruppen von 1 bis 15 Gew.-%,
jeweils bezogen auf den nichtionischen Celluloseether, sowie die aus dem Stand
der Technik bekannten Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure bzw. von
deren Derivaten, insbesondere Polymere aus Ethylenterephthalaten und/oder
Polyethylenglykolterephthalaten oder anionisch und/oder nichtionisch modifizierten
Derivaten von diesen. Besonders bevorzugt von diesen sind die sulfonierten Derivate der
Phthalsäure- und der Terephthalsäure-Polymere.
Die Formkörper können als optische Aufheller Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure
bzw. deren Alkalimetallsalze enthalten. Geeignet sind z. B. Salze der 4,4-Bis(2-anilino-4-
morpholino-1,3,5-triazinyl-6-amino)stilben-2,2'-disulfonsäure oder gleichartig aufgebaute
Verbindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine Diethanolaminogruppe, eine
Methylaminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe tragen.
Weiterhin können Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle anwesend sein,
z. B. die Alkalisalze des 4,4'-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4'-Bis(4-chlor-3-sulfostyryl)-
diphenyls, oder 4-(4-Chlorstyryl)-4'-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische der
vorgenannten Aufheller können verwendet werden.
Farb- und Duftstoffe werden den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörpern zugesetzt, um den ästhetischen Eindruck der Produkte zu verbessern und
dem Verbraucher neben der Weichheitsleistung ein visuell und sensorisch "typisches und
unverwechselbares" Produkt zur Verfügung zu stellen. Als Parfümöle bzw. Duftstoffe
können einzelne Riechstoffverbindungen, z. B. die synthetischen Produkte vom Typ der
Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole und Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
Riechstoffverbindungen vom Typ der Ester sind z. B. Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat,
p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethyl
acetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenyl-glycinat, Allylcyclohexylpropionat,
Styrallylpropionat und Benzylsalicylat. Zu den Ethern zählen beispielsweise
Benzylethylether, zu den Aldehyden z. B. die linearen Alkanale mit 8-18 C-Atomen, Citral,
Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cyclamenaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial und
Bourgeonal, zu den Ketonen z. B. die Jonone, ∞-Isomethylionon und Methyl-cedrylketon,
zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und
Terpineol, zu den Kohlenwasserstoffen gehören hauptsächlich die Terpene wie Limonen
und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe verwendet,
die gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen. Solche Parfümöle können auch
natürliche Riechstoffgemische enthalten, wie sie aus pflanzlichen Quellen zugänglich sind,
z. B. Pine-, Citrus-, Jasmin-, Patchouly-, Rosen- oder Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet
sind Muskateller, Salbeiöl, Kamillenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl, Zimtblätteröl,
Lindenblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl
sowie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Üblicherweise liegt der Gehalt der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper an Farbstoffen unter 0,01 Gew.-%, während Duftstoffe bis zu 2 Gew.-% der
gesamten Formulierung ausmachen können.
Die Duftstoffe können direkt in die erfindungsgemäßen Mittel eingearbeitet werden, es
kann aber auch vorteilhaft sein, die Duftstoffe auf Träger aufzubringen, die die Haftung des
Parfüms auf der Wäsche verstärken und durch eine langsamere Duftfreisetzung für
langanhaltenden Duft der Textilien sorgen. Als solche Trägermaterialien haben sich
beispielsweise Cyclodextrine bewährt, wobei die Cyclodextrin-Parfüm-Komplexe zusätzlich
noch mit weiteren Hilfsstoffen beschichtet werden können.
Um den ästhetischen Eindruck der erfindungsgemäßen Mittel zu verbessern, können sie
mit geeigneten Farbstoffen eingefärbt werden. Bevorzugte Farbstoffe, deren Auswahl dem
Fachmann keinerlei Schwierigkeit bereitet, besitzen eine hohe Lagerstabilität und
Unempfindlichkeit gegenüber den übrigen Inhaltsstoffen der Mittel und gegen Licht sowie
keine ausgeprägte Substantivität gegenüber Textilfasern, um diese nicht anzufärben.
Erfindungsgemäße Geschirrspülmittelformkörper können zum Schutze des Spülgutes oder
der Maschine Korrosionsinhibitoren enthalten, wobei besonders Silberschutzmittel im Be
reich des maschinellen Geschirrspülens eine besondere Bedeutung haben. Allgemein
können vor allem Silberschutzmittel ausgewählt aus der Gruppe der Triazole, der
Benzotriazole, der Bisbenzotriazole, der Aminotriazole, der Alkylaminotriazole und der
Übergangsmetallsalze oder -komplexe eingesetzt werden. Besonders bevorzugt zu
verwenden sind Benzotriazol und/oder Alkylaminotriazol. Man findet in
Reinigerformulierungen darüber hinaus häufig aktivchlorhaltige Mittel, die das Korrodieren
der Silberoberfläche deutlich vermindern können. In chlorfreien Reinigem werden
besonders sauerstoff- und stickstoffhaltige organische redoxaktive Verbindungen, wie
zwei- und dreiwertige Phenole, z. B. Hydrochinon, Brenzkatechin, Hydroxyhydrochinon,
Gallussäure, Phloroglucin, Pyrogallol bzw. Derivate dieser Verbindungsklassen. Auch salz-
und komplexartige anorganische Verbindungen, wie Salze der Metalle Mn, Ti, Zr, Hf, V, Co
und Ce finden häufig Verwendung. Bevorzugt sind hierbei die Übergangsmetallsalze, die
ausgewählt sind aus der Gruppe der Mangan und/oder Cobaltsalze und/oder -komplexe,
besonders bevorzugt der Cobalt(ammin)-Komplexe, der Cobalt(acetat)-Komplexe, der
Cobalt-(Carbonyl)-Komplexe, der Chloride des Cobalts oder Mangans und des
Mangansulfats. Ebenfalls können Zinkverbindungen zur Verhinderung der Korrosion am
Spülgut eingesetzt werden.
Besondere Inhaltsstoffe, die in erfindungsgemäßen Formkörpern für das maschinelle
Geschirrspülen oder die Reinigung harter Oberflächen genutzt werden können, sind
Substanzen, die das Wiederanschmutzen von Oberflächen verhindern und/oder die
Schmutzablösung nach einmaliger Anwendung erleichtern (sogenannte "Soil-Release-
Verbindungen").
Zu den verwendbaren Soil-Release Verbindungen zählen alle im Stand der Technik
bekannten Verbindungen. Besonders geeignet sind kationische Polymere, wie
beispielsweise Hydroxypropyltrimethylammonium-Guar; Copolymere von
Aminoethylmethacrylat und Acrylamid sowie Copolymere von Dimethyldiallyl
ammoniumchlorid und Acrylamid, Polymere mit Imino-Gruppen, kationische
Cellulosederivate, kationische Homo- und/oder Copolymere (Monomereinheiten: quaterni
sierte Ammoniumalkylmethacrylatgruppen).
Besonders bevorzugt sind die kationischen Polymeren ausgewählt aus kationischen
Polymerisaten von Copolymeren von Monomeren wie Trialkylammoniumalkyl(meth)acrylat
bzw. -acrylamid; Dialkyldiallyldiammoniumsalze; polymeranalogen Umsetzungsprodukten
von Ethern oder Estern von Polysacchariden mit Ammoniumseitengruppen, insbesondere
Guar-, Cellulose- und Stärkederivate; Polyaddukte von Ethylenoxid mit
Ammoniumgruppen; quaternäre Ethyleniminpolymere und Polyester und Polyamide mit
quaternären Seitengruppen als Soil-Release-Verbindungen. Außergewöhnlich bevorzugt
im Rahmen dieser Anmeldung sind auch natürliche Polyuronsäuren und verwandte
Substanzen, sowie Polyampholyte und hydrophobierte Polyampholyte, bzw. Gemische
dieser Substanzen.
In den erfindungsgemäßen Formkörpern können alle vorstehend beschriebenen
Inhaltsstoffe eingesetzt werden; zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Phosphat-
Compounds können auch andere Gerüststoffe in den Formkörpern enthalten sein. In den
erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern können zusätzlich zu den
Phosphat-Compounds wasserlösliche und wasserunlösliche Builder vor allem zum Binden
von Calcium und Magnesium eingesetzt werden. Dabei sind für Reinigungsmitteltabletten
wasserlösliche Builder bevorzugt, da sie auf Geschirr und harten Oberflächen in der Regel
weniger dazu tendieren, unlösliche Rückstände zu bilden. Übliche Builder, die im Rahmen
der Erfindung zwischen 10 und 90 Gew.-% bezogen auf die gesamte Zubereitung zugegen
sein können, sind neben den bereits oben erwähnten Buildern die niedermolekularen
Polycarbonsäuren und ihre Salze, die Carbonate und Sificate. Zu wasserunlöslichen
Buildern zählen die Zeolithe, die ebenfalls verwendet werden können, ebenso wie
Mischungen der vorgenannten Buildersubstanzen. Bevorzugt werden neben den
erfindungsgemäßen Phosphat-Compounds Trinatriumcitrat und/oder Natriumcarbonat
und/oder Natriumbicarbonat und/oder Gluconate und/oder sificatische Builder aus der
Klasse der Disilicate und/oder Metasilicate bzw. der Schichtsilicate eingesetzt.
Als weitere Bestandteile können Alkaliträger zugegen sein. Als Alkaliträger gelten
Alkalimetallhydroxide, Alkalimetallcarbonate, Alkalimetallhydrogencarbonate, Alkalimetall
sesquicarbonate, Alkalisilicate, Alkalimetasilicate, und Mischungen der vorgenannten
Stoffe, wobei im Sinne dieser Erfindung bevorzugt die Alkalicarbonate, insbesondere
Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat oder Natriumsesquicarbonat eingesetzt
werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern, gekennzeichnet durch die Schritte
- a) Herstellung eines erfindungsgemäßen Phosphat-Compounds nach einem erfindungsgemäßen Verfahren,
- b) Abmischen des in Schritt a) hergestellten Compounds mit weiteren Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln zu einem zu verpressenden Vorgemisch,
- c) Verpressen zu Formkörpern.
Im ersten Verfahrensschritt wird dabei - wie vorstehend ausführlich beschrieben - ein
Phosphat-Compound hergestellt. Bei der Auswahl der für diesen Verfahrensschritt
geeigneten Maschinen und Verfahrensparameter kann der Fachmann auf
literaturbekannte Maschinen und Apparate sowie verfahrenstechnische Operationen
zurückgreifen, wie sie beispielsweise in W. Pietsch, "Size Enlargement by Agglomeration",
Verlag Wiley, 1991, und der dort zitierten Literatur beschrieben sind.
Wie bereits weiter oben erwähnt, enthalten die erfindungsgemäßen Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper die erfindungsgemäßen Phosphat-Compounds je nach
Verwendungszweck in variierenden Mengen. Völlig analog sind auch erfindungsgemäße
Verfahren bevorzugt, bei denen das in Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound 10 bis
90 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% und insbesondere 25 bis 70 Gew.-% des zu
verpressenden Vorgemischs ausmacht.
Je nach Anwendungszweck wird das erfindungsgemäße Phosphat-Compound in Schritt b)
mit weiteren Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln abgemischt und zum
Formkörper verpreßt. Hierbei sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, die dadurch
gekennzeichnet sind, daß das in Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound in Schritt b)
mit mindestens einem Sauerstoffbleichmittel ausgewählt aus der Gruppe der
Alkaliperborate, Alkalipercarbonate, der organischen Persäuren und Wasserstoffperoxid
vermischt wird. Die betreffenden Bleichmittel wurden weiter oben beschrieben.
In Reinigungsmittelformkörpern für die maschinelle Reinigung von Geschirr können auch
andere Bleichmittel eingesetzt werden. In solchen Fällen sind erfindungsgemäße
Verfahren bevorzugt, bei denen das in Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound mit
mindestens einem Bleichmittel, ausgewählt aus der Gruppe der Trichlorcyanursäuren, der
Dichlor- oder Monochlorcyanurate, der Hypochlorite, und anderer üblicher chlorhaltiger
Bleichmittel vermischt wird.
Vorzugsweise wird die Bleichleistung von bleichmittelhaltigen Formkörpern wie
Waschmitteltabletten, Reinigungsmitteltabletten oder Bleichmitteltabletten durch den
Einsatz von Bleichaktivatoren gesteigert. So sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt,
in denen das in Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound mit mindestens einem
Bleichaktivator, bevorzugt aus der Gruppe der mehrfach acylierte Alkylendiamine,
insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), der N-Acylimide, insbesondere N-
Nonanoylsuccinimid (NOSI), der acylierten Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl-
oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), n-Methyl-Morpholinium-
Acetonitril-Methylsulfat (MMA) und/oder der bleichverstärkenden
Übergangsmetallkomplexe, insbesondere mit den Zentralatomen Mn, Fe, Co, Cu, Mo, V, Ti
und/oder Ru, bevorzugt aus der Gruppe der Mangan und/oder Cobaltsalze und/oder -
komplexe, besonders bevorzugt der Cobalt(ammin)-Komplexe, der Cobalt(acetat)-
Komplexe, der Cobalt(Carbonyl)-Komplexe, der Chloride des Cobalts oder des Mangans
und/oder des Mangansulfats vermischt wird.
In bevorzugten Verfahrensvarianten wird das in Schritt a) hergestellte
Schauminhibitorgranulat in Schritt b) mit mindestens einem tensidhaltigem Granulat zu
einem zu verpressenden Vorgemisch mit einem Schüttgewicht von mindestens 500 g/l,
vorzugsweise mindestens 600 g/l, und insbesondere mindestens 700 g/l, vereinigt. Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Verfahren umfassen daher das
Verpressen eines teilchenförmigen Vorgemischs aus mindestens einem Phosphat-
Compound, mindestens einem tensidhaltigen Granulat und mindestens einer
zugemischten pulverförmigen Komponente. Die Herstellung der tensidhaltigen Granulate
kann dabei durch übliche technische Granulationsverfahren wie Kompaktierung, Extrusion,
Mischergranulation, Pelletierung oder Wirbelschichtgranulation erfolgen.
Das tensidhaltige Granulat genügt in bevorzugten Verfahrensvarianten bestimmten
Teilchengrößenkriterien. So sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei denen das
tensidhaltige Granulat Teilchengrößen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise
zwischen 200 und 1800 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und
insbesondere zwischen 600 und 1400 µm, aufweist.
Neben den Aktivsubstanzen (anionische und/oder nichtionische und/oder kationische
und/oder amphotere Tenside) enthalten die Tensidgranulate vorzugsweise noch
Trägerstoffe, die besonders bevorzugt aus der Gruppe der Gerüststoffe stammen.
Besonders vorteilhafte Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige
Granulat anionische und/oder nichtionische Tenside sowie Gerüststoffe enthält und
Gesamt-Tensidgehalte von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%
uns insbesondere mindestens 25 Gew.-%, aufweist.
Je nach Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Formkörper wird man den Anteil an
Tensidgranulaten und den Tensidgehalt der Granulate höher oder niedriger wählen.
Enthält das erfindungsgemäße Phosphat-Compound bereits Tenside, so sind diese bei der
Kalkulation des Gesamt-Tensidgehalts zu berücksichtigen. Üblicherweise liegt der
Tensidgehalt von Waschmitteltabletten zwischen 10 und 40 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 12,5 und 30 Gew.-% und insbesondere zwischen 15 und 25 Gew.-%, während
Reinigungsmitteltabletten für das maschinelle Geschirrspülen zwischen 0,1 und 10 Gew.-%,
vorzugsweise zwischen 0,5 und 7,5 Gew.-% und insbesondere zwischen 1 und 5 Gew.-%
Tenside enthalten. Bleichmitteltabletten und Wasserenthärtertabletten sind
üblicherweise frei von Tensiden.
Diese grenzflächenaktive Substanzen stammen aus der Gruppe der anionischen,
nichtionischen, zwitterionischen oder kationischen Tenside, wobei anionische Tenside aus
ökonomischen Gründen und aufgrund ihres Leistungsspektrums deutlich bevorzugt sind.
Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate
eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-13-
Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfona
ten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C12-18-Monoolefinen mit end- oder
innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und
anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Be
tracht. Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C12-18-Alkanen beispielsweise durch
Sulfochlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation
gewonnen werden. Ebenso sind auch die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate),
z. B. die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren
geeignet.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter
Fettsäureglycerinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu
verstehen, wie sie bei der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin mit 1
bis 3 Mol Fettsäure oder bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin
erhalten werden. Bevorzugte sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte
von gesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capron
säure, Caprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure
oder Behensäure.
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. Weiterhin
bevorzugt sind Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, weiche einen synthetischen,
auf petrochemischer Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten, die ein
analoges Abbauverhalten besitzen wie die adäquaten Verbindungen auf der Basis von
fettchemischen Rohstoffen. Aus waschtechnischem Interesse sind die C12-C16-Alkylsulfate
und C12-C15-Alkylsulfate sowie C14-C15-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate, welche
beispielsweise gemäß den US-Patentschriften 3,234,258 oder 5,075,041 hergestellt
werden und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter dem Namen DAN® erhalten
werden können, sind geeignete Aniontenside.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten
geradkettigen oder verzweigten C7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11-Alkohole mit
im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind
geeignet. Sie werden in Reinigungsmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in
relativ geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Weitere geeignete Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobemsteinsäure, die
auch als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die
Monoester und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise
Fettalkoholen und insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte
Sulfosuccinate enthalten C8-18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere
bevorzugte Sulfosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fett
alkoholen ableitet, die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung
siehe unten). Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von
ethoxylierten Fettalkoholen mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders
bevorzugt. Ebenso ist es auch möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18
Kohlenstoffatomen in der Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht. Geeignet sind
gesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, hydrierte Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen
Fettsäuren, z. B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
Die anionischen Tenside einschließlich der Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium-
oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder
Triethanolamin, vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer
Natrium- oder Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
Bei der Auswahl der anionischen Tenside stehen der Formulierungsfreiheit keine
einzuhaltenden Rahmenbedingungen im Weg. Bevorzugte Tensidgranulate weisen jedoch
einen Gehalt an Seife auf, der 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des in Schritt
d) hergestellten Wasch- und Reinigungsmittelformkörpers, übersteigt. Bevorzugt
einzusetzende anionische Tenside sind dabei die Alkylbenzolsulfonate und
Fettalkoholsulfate, wobei bevorzugte Waschmittelformkörper 2 bis 20 Gew.-%,
vorzugsweise 2,5 bis 15 Gew.-% und insbesondere 5 bis 10 Gew.-% Fettalkoholsulfat(e),
jeweils bezogen auf das Gewicht der Waschmittelformkörper, enthalten.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise
ethoxylierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und
durchschnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der
Alkoholrest linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. 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, z. B. aus Kokos-, Palm-,
Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu
den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C,214-Alkohole mit 3 EO
oder 4 EO, C9-11-Alkohol mit 7 EO, C13-15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12-18-
Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-14-
Alkohol mit 3 EO und C12-18-Alkohol mit 5 EO. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade
stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine
gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte
Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen
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.
Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als
alleiniges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden
eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte und
propoxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der
Alkylkette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie beispielsweise in der japanischen
Patentanmeldung JP 58/217598 beschrieben sind oder die vorzugsweise nach dem in der
internationalen Patentanmeldung WO-A-90/13533 beschriebenen Verfahren hergestellt
werden.
Eine weitere Klasse von nichtionischen Tensiden, die vorteilhaft eingesetzt werden kann,
sind die Alkylpolyglycoside (APG). Einsetzbare Alkylpolyglycoside genügen der
allgemeinen Formel RO(G)z, in der R für einen linearen oder verzweigten, insbesondere in
2-Stellung methylverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Rest mit 8 bis
22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine
Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der
Glycosidierungsgrad z liegt dabei zwischen 1,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,0 und
2,0 und insbesondere zwischen 1, 1 und 1,4.
Bevorzugt eingesetzt werden lineare Alkylpolyglucoside, also Alkylpolyglycoside, in denen
der Polyglycosylrest ein Glucoserest und der Alkylrest ein n-Alkylrest ist.
Die Tensidgranulate können bevorzugt Alkylpolyglycoside enthalten, wobei Gehalte an
APG über 0,2 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Formkörper, bevorzugt sind.
Besonders bevorzugte Waschmittelformkörper enthalten APG in Mengen von 0,2 bis 10 Gew.-%,
vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-% und insbesondere von 0,5 bis 3 Gew.-%.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-
dimethylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der
Fettsäurealkanolamide können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside
beträgt vorzugsweise nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht
mehr als die Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (I),
in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R1 für
Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für
einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und
3 bis 10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um
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.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (II),
in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12
Kohlenstoffatomen, R1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen
Arylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R2 für einen linearen, verzweigten oder
cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8
Kohlenstoffatomen steht, wobei C1-4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für
einen linearen Polyhydroxyalkylrest steht, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydrox
ylgruppen substituiert ist, oder alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder propoxylierte
Derivate dieses Restes.
[Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines reduzierten Zuckers erhalten,
beispielsweise Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose. Die
N-Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können dann beispielsweise nach
der Lehre der internationalen Anmeldung WO-A-95/07331 durch Umsetzung mit
Fettsäuremethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten
Polyhydroxyfettsäureamide überführt werden.
Unabhängig davon, ob anionische oder nichtionische Tenside oder Mischungen aus
diesen Tensidklassen sowie gegebenenfalls amphotere oder kationische Tenside im
Tensidgranulat eingesetzt werden, sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei
denen der Tensidgehalt des tensidhaltigen Granulats 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 10
bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das
Tensidgranulat, beträgt.
Oben wurde bereits erwähnt, daß neben den Phosphat-Compounds in den Formkörpern
weitere Buildersubstanzen enthalten sein können. Dementsprechend kann es im Rahmen
der Erfindung auch bevorzugt sein, wenn in Schritt b) weitere Buildersubstanzen, die
vorzugsweise mindestens ein Aluminosilicat und/oder ein Schichtsilicat enthalten, mit dem
Phosphat-Compound vermischt werden.
Dabei handelt es sich bei dem Aluminosilicat vorzugsweise um feinkristalline, synthetische
und gebundenes Wasser enthaltende Zeolithe, insbesondere Zeolith A, X und/oder P. Als
Zeolith P wird beispielsweise Zeolith MAP(R) (Handelsprodukt der Firma Crosfield)
eingesetzt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith Y sowie Mischungen aus A, X, Y und/oder
P. Eine derartige Mischung aus Zeolith A und Zeolith X befindet sich beispielsweise unter
der Bezeichnung Vegobond AX® (Fa. Condea Augusta S.p.A.) im Handel. Der Zeolith
kann als sprühgetrocknetes Pulver oder auch als ungetrocknete, von ihrer Herstellung
noch feuchte, stabilisierte Suspension zum Einsatz kommen. Für den Fall, daß der Zeolith
als Suspension eingesetzt wird, kann diese geringe Zusätze an nichtionischen Tensiden
als Stabilisatoren enthalten, beispielsweise 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf Zeolith, an
ethoxylierten C12-C18-Fettalkoholen mit 2 bis 5 Ethylenoxidgruppen, C12-C14-Fettalkoholen
mit 4 bis 5 Ethylenoxidgruppen oder ethoxylierten Isotridecanolen. Geeignete Zeolithe wei
sen eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 µm (Volumenverteilung; Meßmethode:
Coulter Counter) auf und enthalten vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis
22 Gew.-% an gebundenem Wasser.
Unter Schichtsilicaten werden vorzugsweise kristalline, schichtförmige Natriumsilikate der
allgemeinen Formel NaMSixO2x+1.yH2O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine
Zahl von 1,9 bis 4 und y eine Zahl von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4
sind, verstanden. Derartige kristalline Schichtsilikate werden beispielsweise in der
europäischen Patentanmeldung EP-A-0 164 514 beschrieben. Bevorzugte kristalline
Schichtsilikate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für Natrium steht und x
die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ-Natriumdisilikate
Na2Si2O5.yH2O bevorzugt.
Wie bereits weiter oben erwähnt, können die erfindungsgemäßen Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper weitere Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln
enthalten, so daß bevorzugte Verfahrensvarianten analog auszuführen sind. Ein im
Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorgemisch zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein
Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulierter
oder kompaktierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-%
und insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des
Vorgemischs, enthält, wobei es zusätzlich bevorzugt ist, daß das Vorgemisch zusätzlich
einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe,
Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle,
Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungs
inhibitoren, Korrosionsinhibitoren und Silberschutzmittel enthält.
Vor der Verpressung des teilchenförmigen Vorgemischs zu Wasch- und
Reinigungsmittelformkörpern kann das Vorgemisch mit feinteiligen
Oberflächenbehandlungsmitteln "abgepudert" werden. Dies kann für die Beschaffenheit
und physikalischen Eigenschaften sowohl des Vorgemischs (Lagerung, Verpressung) als
auch der fertigen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper von Vorteil sein. Feinteilige
Abpuderungsmittel sind im Stand der Technik altbekannt, wobei zumeist Zeolithe, Silicate
oder andere anorganische Salze eingesetzt werden. Bevorzugt wird das Vorgemisch
jedoch mit feinteiligem Zeolith "abgepudert", wobei Zeolithe vom Faujasit-Typ bevorzugt
sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kennzeichnet der Begriff "Zeolith vom
Faujasit-Typ" alle drei Zeolithe, die die Faujasit-Untergruppe der Zeolith-Strukturgruppe 4
bilden (Vergleiche Donald W. Breck: "Zeolite Molecular Sieves", John Wiley & Sons, New
York, London, Sydney, Toronto, 1974, Seite 92). Neben dem Zeolith X sind also auch
Zeolith Y und Faujasit sowie Mischungen dieser Verbindungen einsetzbar, wobei der reine
Zeolith X bevorzugt ist.
Auch Mischungen oder Cokristallisate von Zeolithen des Faujasit-Typs mit anderen
Zeolithen, die nicht zwingend der Zeolith-Strukturgruppe 4 angehören müssen, sind als
Abpuderungsmittel einsetzbar, wobei es von Vorteil ist, wenn mindestens 50 Gew.-% des
Abpuderungsmittels aus einem Zeolithen vom Faujasit-Typ bestehen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper erfolgt zunächst durch das trockene
Vermischen der Bestandteile, die ganz oder teilweise vorgranuliert sein können, und an
schließendes Informbringen, insbesondere Verpressen zu Tabletten, wobei auf herkömmli
che Verfahren zurückgegriffen werden kann. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Formkörper wird das Vorgemisch in einer sogenannten Matrize zwischen zwei Stempeln
zu einem festen Komprimat verdichtet. Dieser Vorgang, der im folgenden kurz als
Tablettierung bezeichnet wird, gliedert sich in vier Abschnitte: Dosierung, Verdichtung
(elastische Verformung), plastische Verformung und Ausstoßen.
Zunächst wird das Vorgemisch in die Matrize eingebracht, wobei die Füllmenge und damit
das Gewicht und die Form des entstehenden Formkörpers durch die Stellung des unteren
Stempels und die Form des Preßwerkzeugs bestimmt werden. Die gleichbleibende
Dosierung auch bei hohen Formkörperdurchsätzen wird vorzugsweise über eine
volumetrische Dosierung des Vorgemischs erreicht. Im weiteren Verlauf der Tablettierung
berührt der Oberstempel das Vorgemisch und senkt sich weiter in Richtung des
Unterstempels ab. Bei dieser Verdichtung werden die Partikel des Vorgemisches näher
aneinander gedrückt, wobei das Hohlraumvolumen innerhalb der Füllung zwischen den
Stempeln kontinuierlich abnimmt. Ab einer bestimmten Position des Oberstempels (und
damit ab einem bestimmten Druck auf das Vorgemisch) beginnt die plastische Verformung,
bei der die Partikel zusammenfließen und es zur Ausbildung des Formkörpers kommt. Je
nach den physikalischen Eigenschaften des Vorgemisches wird auch ein Teil der
Vorgemischpartikel zerdrückt und es kommt bei noch höheren Drücken zu einer Sinterung
des Vorgemischs. Bei steigender Preßgeschwindigkeit, also hohen Durchsatzmengen,
wird die Phase der elastischen Verformung immer weiter verkürzt, so daß die
entstehenden Formkörper mehr oder minder große Hohlräume aufweisen können. Im
letzten Schritt der Tablettierung wird der fertige Formkörper durch den Unterstempel aus
der Matrize herausgedrückt und durch nachfolgende Transporteinrichtungen wegbefördert.
Zu diesem Zeitpunkt ist lediglich das Gewicht des Formkörpers endgültig festgelegt, da die
Preßlinge aufgrund physikalischer Prozesse (Rückdehnung, kristallographische Effekte,
Abkühlung etc.) ihre Form und Größe noch ändern können.
Die Tablettierung erfolgt in handelsüblichen Tablettenpressen, die prinzipiell mit Einfach-
oder Zweifachstempeln ausgerüstet sein können. Im letzteren Fall wird nicht nur der
Oberstempel zum Druckaufbau verwendet, auch der Unterstempel bewegt sich während
des Preßvorgangs auf den Oberstempel zu, während der Oberstempel nach unten drückt.
Für kleine Produktionsmengen werden vorzugsweise Exzentertablettenpressen
verwendet, bei denen der oder die Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sind, die
ihrerseits an einer Achse mit einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit montiert ist. Die
Bewegung dieser Preßstempel ist mit der Arbeitsweise eines üblichen Viertaktmotors
vergleichbar. Die Verpressung kann mit je einem Ober- und Unterstempel erfolgen, es
können aber auch mehrere Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sein, wobei die
Anzahl der Matrizenbohrungen entsprechend erweitert ist. Die Durchsätze von
Exzenterpressen variieren ja nach Typ von einigen hundert bis maximal 3000 Tabletten
pro Stunde.
Für größere Durchsätze wählt man Rundlauftablettenpressen, bei denen auf einem
sogenannten Matrizentisch eine größere Anzahl von Matrizen kreisförmig angeordnet ist.
Die Zahl der Matrizen variiert je nach Modell zwischen 6 und 55, wobei auch größere
Matrizen im Handel erhältlich sind. Jeder Matrize auf dem Matrizentisch ist ein Ober- und
Unterstempel zugeordnet, wobei wiederum der Preßdruck aktiv nur durch den Ober- bzw.
Unterstempel, aber auch durch beide Stempel aufgebaut werden kann. Der Matrizentisch
und die Stempel bewegen sich um eine gemeinsame senkrecht stehende Achse, wobei die
Stempel mit Hilfe schienenartiger Kurvenbahnen während des Umlaufs in die Positionen
für Befüllung, Verdichtung, plastische Verformung und Ausstoß gebracht werden. An den
Stellen, an denen eine besonders gravierende Anhebung bzw. Absenkung der Stempel
erforderlich ist (Befüllen, Verdichten, Ausstoßen), werden diese Kurvenbahnen durch
zusätzliche Niederdruckstücke, Nierderzugschienen und Aushebebahnen unterstützt. Die
Befüllung der Matrize erfolgt über eine starr angeordnete Zufuhreinrichtung, den
sogenannten Füllschuh, der mit einem Vorratsbehälter für das Vorgemisch verbunden ist.
Der Preßdruck auf das Vorgemisch ist über die Preßwege für Ober- und Unterstempel
individuell einstellbar, wobei der Druckaufbau durch das Vorbeirollen der
Stempelschaftköpfe an verstellbaren Druckrollen geschieht.
Rundlaufpressen können zur Erhöhung des Durchsatzes auch mit zwei Füllschuhen
versehen werden, wobei zur Herstellung einer Tablette nur noch ein Halbkreis durchlaufen
werden muß. Zur Herstellung zwei- und mehrschichtiger Formkörper werden mehrere
Füllschuhe hintereinander angeordnet, ohne daß die leicht angepreßte erste Schicht vor
der weiteren Befüllung ausgestoßen wird. Durch geeignete Prozeßführung sind auf diese
Weise auch Mantel- und Punkttabletten herstellbar, die einen zwiebelschalenartigen
Aufbau haben, wobei im Falle der Punkttabletten die Oberseite des Kems bzw. der
Kernschichten nicht überdeckt wird und somit sichtbar bleibt. Auch
Rundlauftablettenpressen sind mit Einfach- oder Mehrfachwerkzeugen ausrüstbar, so daß
beispielsweise ein äußerer Kreis mit 50 und ein innerer Kreis mit 35 Bohrungen gleichzeitig
zum Verpressen benutzt werden. Die Durchsätze moderner Rundlauftablettenpressen
betragen über eine Million Formkörper pro Stunde.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete Tablettiermaschinen sind beispielsweise
erhältlich bei den Firmen Apparatebau Holzwarth GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH,
Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, KILIAN, Köln, KOMAGE, Kell am See, KORSCH
Pressen GmbH, Berlin, Mapag Maschinenbau AG, Bern (CH) sowie Courtoy N. V., Halle
(BE/LU). Besonders geeignet ist beispielsweise die Hydraulische Doppeldruckpresse HPF
630 der Firma LAEIS, D.
Die Formkörper können dabei in vorbestimmter Raumform und vorbestimmter Größe
gefertigt werden. Als Raumform kommen praktisch alle sinnvoll handhabbaren
Ausgestaltungen in Betracht, beispielsweise also die Ausbildung als Tafel, die Stab- bzw.
Barrenform, Würfel, Quader und entsprechende Raumelemente mit ebenen Seitenflächen
sowie insbesondere zylinderförmige Ausgestaltungen mit kreisförmigem oder ovalem
Querschnitt. Diese letzte Ausgestaltung erfaßt dabei die Darbietungsform von der Tablette
bis zu kompakten Zylinderstücken mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser
oberhalb 1.
Die portionierten Preßlinge können dabei jeweils als voneinander getrennte
Einzelelemente ausgebildet sein, die der vorbestimmten Dosiermenge der Wasch-
und/oder Reinigungsmittel entspricht. Ebenso ist es aber möglich, Preßlinge auszubilden,
die eine Mehrzahl solcher Masseneinheiten in einem Preßling verbinden, wobei
insbesondere durch vorgegebene Sollbruchstellen die leichte Abtrennbarkeit portionierter
kleinerer Einheiten vorgesehen ist. Für den Einsatz von Textilwaschmitteln in Maschinen
des in Europa üblichen Typs mit horizontal angeordneter Mechanik kann die Ausbildung
der portionierten Preßlinge als Tabletten, in Zylinder- oder Quaderform zweckmäßig sein,
wobei ein Durchmesser/Höhe-Verhältnis im Bereich von etwa 0,5 : 2 bis 2 : 0,5 bevorzugt
ist. Handelsübliche Hydraulikpressen, Exzenterpressen oder Rundläuferpressen sind
geeignete Vorrichtungen insbesondere zur Herstellung derartiger Preßlinge.
Die Raumform einer anderen Ausführungsform der Formkörper ist in ihren Dimensionen
der Einspülkammer von handelsüblichen Haushaltswaschmaschinen angepaßt, so daß die
Formkörper ohne Dosierhilfe direkt in die Einspülkammer eindosiert werden können, wo
sie sich während des Einspülvorgangs auflöst. Selbstverständlich ist aber auch ein Einsatz
der Waschmittelformkörper über eine Dosierhilfe problemlos möglich und im Rahmen der
vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Ein weiterer bevorzugter Formkörper, der hergestellt werden kann, hat eine platten- oder
tafelartige Struktur mit abwechselnd dicken langen und dünnen kurzen Segmenten, so daß
einzelne Segmente von diesem "Riegel" an den Sollbruchstellen, die die kurzen dünnen
Segmente darstellen, abgebrochen und in die Maschine eingegeben werden können.
Dieses Prinzip des "riegelförmigen" Formkörperwaschmittels kann auch in anderen
geometrischen Formen, beispielsweise senkrecht stehenden Dreiecken, die lediglich an
einer ihrer Seiten längsseits miteinander verbunden sind, verwirklicht werden.
Möglich ist es aber auch, daß die verschiedenen Komponenten nicht zu einer einheitlichen
Tablette verpreßt werden, sondern daß Formkörper erhalten werden, die mehrere
Schichten, also mindestens zwei Schichten, aufweisen. Dabei ist es auch möglich, daß
diese verschiedenen Schichten unterschiedliche Lösegeschwindigkeiten aufweisen.
Hieraus können vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften der Formkörper
resultieren. Falls beispielsweise Komponenten in den Formkörpern enthalten sind, die sich
wechselseitig negativ beeinflussen, so ist es möglich, die eine Komponente in der
schneller löslichen Schicht zu integrieren und die andere Komponente in eine langsamer
lösliche Schicht einzuarbeiten, so daß die erste Komponente bereits abreagiert hat, wenn
die zweite in Lösung geht. Der Schichtaufbau der Formkörper kann dabei sowohl
stapelartig erfolgen, wobei ein Lösungsvorgang der inneren Schicht(en) an den Kanten
des Formkörpers bereits dann erfolgt, wenn die äußeren Schichten noch nicht vollständig
gelöst sind, es kann aber auch eine vollständige Umhüllung der inneren Schicht(en) durch
die jeweils weiter außen liegende(n) Schicht(en) erreicht werden, was zu einer
Verhinderung der frühzeitigen Lösung von Bestandteilen der inneren Schicht(en) führt.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht ein Formkörper aus
mindestens drei Schichten, also zwei äußeren und mindestens einer inneren Schicht,
wobei mindestens in einer der inneren Schichten ein Peroxy-Bleichmittel enthalten ist,
während beim stapelförmigen Formkörper die beiden Deckschichten und beim
hüllenförmigen Formkörper die äußersten Schichten jedoch frei von Peroxy-Bleichmittel
sind. Weiterhin ist es auch möglich, Peroxy-Bleichmittel und gegebenenfalls vorhandene
Bleichaktivatoren und/oder Enzyme räumlich in einem Formkörper voneinander zu
trennen. Derartige mehrschichtige Formkörper weisen den Vorteil auf, daß sie nicht nur
über eine Einspülkammer oder über eine Dosiervorrichtung, welche in die Waschflotte
gegeben wird, eingesetzt werden können; vielmehr ist es in solchen Fällen auch möglich,
den Formkörper im direkten Kontakt zu den Textilien in die Maschine zu geben, ohne daß
Verfleckungen durch Bleichmittel und dergleichen zu befürchten wären.
Ähnliche Effekte lassen sich auch durch Beschichtung ("coating") einzelner Bestandteile
der zu verpressenden Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzung oder des gesamten
Formkörpers erreichen. Hierzu können die zu beschichtenden Körper beispielsweise mit
wäßrigen Lösungen oder Emulsionen bedüst werden, oder aber über das Verfahren der
Schmelzbeschichtung einen Überzug erhalten.
Nach dem Verpressen weisen die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper eine hohe
Stabilität auf. Die Bruchfestigkeit zylinderförmiger Formkörper kann über die Meßgröße der
diametralen Bruchbeanspruchung erfaßt werden. Diese ist bestimmbar nach
Hierin steht σ für die diametrale Bruchbeanspruchung (diametral fracture stress, DFS) in
Pa, P ist die Kraft in N, die zu dem auf den Formkörper ausgeübten Druck führt, der den
Bruch des Formkörpers verursacht, D ist der Formkörperdurchmesser in Meter und t ist die
Höhe der Formkörper.
Zur Herstellung der Phosphat-Compounds wurde Pentanatriumtriphosphat-Pulver mit
einem Reinsubstanzgehalt von 98,3% und 0,3 Gew.-% Wasser in einem Freifallmischer
(Flexomix©; Firma Schugi), der mit einer Geschwindigkeit von 2600 U/min lief, mit einer
10%-igen Lösung eines Polyacrylat-Maleat-Copolymeren (Sokalan CP5®; Firma BASF)
besprüht. Das Agglomerat fiel aus dem Mischer in ein Fließbett und wurde bei einer
Produkttemperatur von 40°C innerhalb von 45 Minuten auf einen Gesamtwassergehalt von
13 Gew.-% getrocknet. Die erhaltenen Granulate wiesen eine himbeerförmige Struktur auf,
wobei der mittlere Teilchendurchmesser der Agglomeratteilchen um 550 µm lag, die das
Agglomerat bildenden Primärteilchen jedoch nahezu um Faktor 10 kleiner waren als der
durchschnittliche Teilchendurchmesser der Agglomerate. Die Daten der erhaltenen
Granulate sind in Tabelle 1 angegeben.
Dabei wurde der Phosphatgehalt in Tabelle 1 aus dem gesamten Phosphorgehalt
bestimmt (bei C4 wurde hier der im Phosphonat enthaltene Phosphor abgezogen) und der
Gesamtwassergehalt bei 160°C gemessen. Freies Wasser ist die Feuchtigkeit, die bis
100°C abgespalten wird, der angegebene Kristallwassergehalt ist die Differenz aus den
beiden Werten. Mittels thermoanalytischen Methoden (DTA-TG; Heizrate: 10 K/min) wurde
für C1 ein Kristallwassergehalt von 8,1 Gew.-% bestimmt.
Alle hergestellten Compounds waren leicht löslich und lösten sich schnell in Wasser auf.
Mit dem Compound C1 wurden Formkörper hergestellt. Dazu wurde das Phosphat-
Compound mit weiteren Aufbereitungskomponenten vermischt und auf einer Exzenter-
Tablettenpresse gemäß Tabelle 3 verpreßt. Die Zusammensetzung des zu verpressenden
Vorgemischs (und damit die Zusammensetzung der Formkörper) findet sich in Tabelle 2.
Neben den angegebenen Inhaltsstoffen enthielten die Formkörper Hilfsstoffe, wie
beispielsweise Bindemittel, Desintegrationshilfsmittel, Farb- und Duftstoffe, Füllstoffe und
Wasser. Das Vergleichsbeispiel V besaß die gleiche Rezeptur, hier wurden jedoch
Phosphat und Copolymer getrennt voneinander eingesetzt, wobei das Phosphat in Form
eines handelsüblichen Granulats mit einem Gehalt an freiem Wasser von über 7 Gew.-%
eingesetzt wurde. Zur Herstellung von Tabletten vergleichbarer Härte waren bei dem
Vergleichsbeispiel erheblich höhere Preßdrucke erforderlich (siehe Tabelle 3).
Die Härte der Tabletten wurde durch Verformung der Tablette bis zum Bruch gemessen,
wobei die Kraft auf die Seitenflächen der Tablette einwirkte und die maximale Kraft, der die
Tablette standhielt, ermittelt wurde. Die Messung erfolgte auf einem Härteprüfgerät CT5
(Fa. Holland) mit Stempeldurchmessern von 8 mm.
Die Bestimmung der Auflösezeit der Tabletten erfolgte in einer Haushaltsspülmaschine.
Die Tabletten wurden vor Beginn des Hauptspülgangs in das Körbchen der Maschine
gelegt, wobei das Körbchen sich bei allen Versuchen an der gleichen Stelle in der
Maschine befand. Es wurde eine 50°C-Programm verwendet und die Zeit bis zum
vollständigen Auflösen der Tablette über die Verfolgung der Leitfähigkeit bestimmt.
Die experimentellen Daten der einzelnen Tablettenserien zeigt Tabelle 3.
Die in Tabelle 3 angegebene Korrelation zwischen Härte und Auflösungszeit wird erhalten
indem der Wert für die Tablettenhärte durch den für die Auflösungszeit zum
entsprechenden Zeitpunkt erhaltenen Wert geteilt wird und dieser Faktor mit 10
multipliziert wird. Bei den Tabletten ist gleichzeitig eine möglichst große Härte und eine
möglichst schnelle Auflösung erwünscht. Der hier verwendete Faktor liefert eine
Möglichkeit, beide Parameter gleichzeitig zu optimieren. Es zeigt sich, daß dieser Faktor
bei den erfindungsgemäßen Beispielen zu allen Zeitpunkten deutlich besser ist als bei dem
Vergleichsbeispiel.
Claims (29)
1. Phosphat-Compounds zum Einsatz in Wasch- oder Reinigungsmitteln, dadurch
gekennzeichnet, daß sie mindestens 50 Gew. -% Pentanatriumtriphosphat, weniger als
5 Gew.-% Natriumpyrophosphat sowie maximal 18 Gew.-% Wasser enthalten und die
Compounds als Agglomerate aus Primärteilchen vorliegen.
2. Phosphat-Compounds nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Compounds 0,5 bis 20 Gew.-% eines polymeren Polycarboxylats enthalten.
3. Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Compounds 0,3 bis 20 Gew.-% Phosphonat enthalten.
4. Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Compounds kein Niotensid und kein Silicat enthalten.
5. Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Compounds ein Schüttgewicht in dem Bereich 600 bis 1000 g/l aufweisen und
die Agglomerate eine mittlere Teilchengröße aus dem Bereich von 0,2 bis 1,0 mm,
bevorzugt aus dem Bereich 0,3 bis 0,8 mm, aufweisen.
6. Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gehalt der Compounds an freiem Wasser maximal 5 Gew.-%, bevorzugt
maximal 3 Gew.-%, beträgt und der Gehalt an Pentanatriumtriphosphat-hexahydrat
zwischen 20 und 70 Gew.-% des Gehalts an Pentanatriumtriphosphat insgesamt
beträgt.
7. Verfahren zur Herstellung von Phosphat-Compounds, dadurch gekennzeichnet, daß
wasserfreies, pulverförmiges Pentanatriumtriphosphat in einem Hochgeschwindig
keitsmischer mit 12 bis 28 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Pentanatrium
triphosphat, und gegebenenfalls weiteren Inhaltsstoffen von Wasch- und/oder
Reinigungsmitteln agglomeriert wird und das Agglomerat unmittelbar anschließend in
einer Fließbetttrocknung bei einer Produkttemperatur unter 60°C auf einen Gehalt an
freiem Wasser von unter 5 Gew.-% getrocknet wird.
8. Verfahren zur Herstellung von Phosphat-Compounds nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verweildauer des Phosphats in dem
Hochgeschwindigkeitsmischer weniger als 20 Sekunden beträgt und die
Agglomeration mit 15 bis 20 Gew.-% Wasser durchgeführt wird.
9. Verfahren zur Herstellung von Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 7
oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer des Agglomerats in dem
Fließbetttrockner zwischen 10 und 60 Minuten beträgt und die Zulufttemperatur unter
130°C, vorzugsweise unter 100°C, liegt.
10. Verfahren zur Herstellung von Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 7 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Inhaltsstoffe von Wasch- und/oder
Reinigungsmitteln in trockener Form mit dem Phosphatpulver vermischt werden und
das Gemisch anschließend agglomeriert wird.
11. Verfahren zur Herstellung von Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 7 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in Form einer wäßrigen Lösung
weiterer Inhaltsstoffe von Wasch- und/oder Reinigungsmitteln eingesetzt wird und dis
Verweildauer des Phosphats in dem Hochgeschwindigkeitsmischer weniger als 2
Sekunden beträgt.
12. Verwendung von Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur
Löslichkeitsverbesserung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern.
13. Verwendung von Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur
Stabilitätsverbesserung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern.
14. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper aus verdichtetem teilchenförmigen Wasch-
und Reinigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Phosphat-Compound
nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder ein Verfahrensprodukt nach einem der
Ansprüche 7 bis 11 enthalten.
15. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß sie mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% und besonders
bevorzugt die Gesamtmenge der im Formkörper enthaltenen Phosphatmenge in Form
von Phosphat-Compounds nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eines
Verfahrensprodukts nach einem der Ansprüche 7 bis 11 enthalten.
16. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß sie bezogen auf das Gewicht des Formkörpers 10 bis
90 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% und insbesondere 25 bis 70 Gew.-% des
Phosphat-Compounds enthalten.
17. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel,
vorzugsweise ein Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in
granularer, cogranulierter oder kompaktierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%,
vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils
bezogen auf das Formkörpergewicht, enthalten.
18. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen oder mehrere Stoffe aus den
Gruppen der Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe,
Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle,
Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren,
Farbübertragungsinhibitoren, Korrosionsinhibitoren und Silberschutzmittel enthalten.
19. Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern,
gekennzeichnet durch die Schritte
- a) Herstellung eines Phosphat-Compounds nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11,
- b) Abmischen des in Schritt a) hergestellten Compounds mit weiteren Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln zu einem zu verpressenden Vorgemisch,
- c) Verpressen zu Formkörpern.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das in Schritt a)
hergestellte Phosphat-Compound 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%
und insbesondere 25 bis 60 Gew.-% des zu verpressenden Vorgemischs ausmacht.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das
in Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound in Schritt b) mit mindestens einem
Sauerstoffbleichmittel ausgewählt aus der Gruppe der Alkaliperborate,
Alkalipercarbonate, der organischen Persäuren und Wasserstoffperoxid vermischt
wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das in
Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound mit mindestens einem Bleichmittel,
ausgewählt aus der Gruppe der Trichlorcyanursäuren, der Dichlor- oder
Monochlorcyanurate, der Hypochlorite, und anderer üblicher chlorhaltiger Bleichmittel
vermischt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das in
Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound mit mindestens einem Bleichaktivator,
bevorzugt aus der Gruppe der mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere
Tetraacetylethylendiamin (TAED), der N-Acylimide, insbesondere N-
Nonanoylsuccinimid (NOSI), der acylierten Phenolsulfonate, insbesondere n-
Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), n-Methyl-
Morpholinium-Acetonitril-Methylsulfat (MMA) und/oder der bleichverstärkenden
Übergangsmetallkomplexe, insbesondere mit den Zentralatomen Mn, Fe, Co, Cu, Mo,
V, Ti und/oder Ru, bevorzugt aus der Gruppe der Mangan und/oder Cobaltsalze
und/oder -komplexe, besonders bevorzugt der Cobalt(ammin)-Komplexe, der
Cobalt(acetat)-Komplexe, der Cobalt(Carbonyl)-Komplexe, der Chloride des Cobalts
oder des Mangans und/oder des Mangansulfats vermischt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das in
Schritt a) hergestellte Phosphat-Compound mit mindestens einem tensidhaltigem
Granulat zu einem zu verpressenden Vorgemisch mit einem Schüttgewicht von
mindestens 500 g/l, vorzugsweise mindestens 600 g/l und insbesondere mindestens
700 g/l, vereinigt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige
Granulat Teilchengrößen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 200
und 1800 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und insbesondere
zwischen 600 und 1400 µm, aufweist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das
tensidhaltige Granulat anionische und/oder nichtionische Tenside sowie Gerüststoffe
enthält und Gesamt-Tensidgehalte von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise
mindestens 20 Gew.-% und insbesondere mindestens 25 Gew.-%, aufweist.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in
Schritt b) weitere Buildersubstanzen, die vorzugsweise mindestens ein Aluminosilicat
und/oder ein Schichtsilicat enthalten, mit dem Phosphat-Compound vermischt
werden.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das
Vorgemisch zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein
Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer,
cogranulierter oder kompaktierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%,
vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils
bezogen auf das Gewicht des Vorgemischs, enthält.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das
Vorgemisch zusätzlich einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Enzyme, pH-
Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren,
Silikonöle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren,
Farbübertragungsinhibitoren, Korrosionsinhibitoren und Silberschutzmittel enthält.
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