DE19910819A1 - Wasch- und Reinigungsmittelformkörper mit Tensid-Bleichmittel-Builderkombination - Google Patents
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper mit Tensid-Bleichmittel-BuilderkombinationInfo
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Abstract
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper aus verdichtetem, teilchenförmigen Wasch- und Reinigungsmittel, die sich durch hohe Härten, kurze Zerfallszeiten, Einspülbarkeit über die Einspülkammer von Haushaltswaschmaschinen und deutlich verringerte Tendenz zum Deckeln auszeichnen, enthalten Fettalkoholsulfat(e), Percarbonat und Phosphatbuilder.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Formkörper, die wasch- und reinigungsaktive Eigen
schaften besitzen wie beispielsweise Waschmitteltabletten, Reinigungsmitteltabletten für
das maschinelle Geschirrspülen, Bleichmitteltabletten, Wasserenthärtetabletten usw. Ins
besondere betrifft die Erfindung Wasch- und Reinigungsmittelformkörper für die Textil
wäsche in einer Haushaltswaschmaschine, die kurz als Waschmitteltabletten bezeichnet
werden.
Zu den besonderen Vorteilen der Angebotsform "Tablette" zählen das einfache und saube
re Dosieren und der hohe Verdichtungsgrad, welcher einen verringerten Verpackungs- und
Transportaufwand erfordert. Gerade aufgrund dieser Vorteile besitzen Wasch- und Reini
gungsmittel in Tablettenform eine hohe Verbraucherakzeptanz. Diesen Vorteilen stehen
aber auch Nachteile gegenüber. So müssen die Tabletten hinreichend stabil sein, um Ver
packung, Transport und Handhabung zu überstehen, andererseits sollen sie aber schnell
zerfallen und gut löslich sein, um die Aktivsubstanzen schnell freizusetzen und Rückstände
oder Verfleckungen auf den behandelten Substraten zu vermeiden. Im Idealfall sollen die
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper dabei so schnell in ihre Sekundärpartikel zerfal
len, daß beispielsweise eine Dosierung über die Einspülkammer haushaltsüblicher Wasch
maschinen problemlos möglich ist. Formkörper, die hierzu nicht geeignet sind, müssen
über die Trommel dosiert werden, wo der direkte Kontakt des Mittels mit der Wäsche zu
sogenannten spotting-Problemen führen kann. Ein Abmildern dieser Problematik ist zwar
durch die Verwendung von Dosierhilfen bzw. Säckchen, in die die Tabletten vor der Zuga
be zur Wäsche eingelegt werden, möglich, doch wird einerseits das Problem nicht voll
ständig gelöst, andererseits führt diese umständliche Vorgehensweise zu deutlich verrin
gerter Verbraucherakzeptanz, da die Vorteile der leichten Dosierung und der Möglichkeit
der Dosierung ohne Hautkontakt mit dem Mittel hierdurch zunichte gemacht werden.
In der Patentliteratur findet sich demnach ein breiter Stand der Technik, der Lösungsvor
schläge zur Überwindung der Dichotomie zwischen Härte und Zerfallszeit bereithält. Ein
weiteres Problem existiert aber auch bei der Herstellung wasch- und reinigungsaktiver
Formkörper. Insbesondere bei härterer Verpressung (um zu stabilen Tabletten zu gelangen)
kann die Haftung des zu tablettierenden Vorgemischs an den Preßwerkzeugen die interpar
tikuläre Haftung überwiegen. Dies führt entweder zu Stempelanbackungen von Vorge
mischpartikeln an den Oberflächen der Preßwerkzeuge oder im schlimmsten Fall zum so
genannten "Deckeln", d. h. einem schichtenweisen Aufreißen der Tablette bzw. dem An
haften einer durchgehenden und dicken Partikelschicht an einem Preßwerkzeug, zumeist
dem Oberstempel. Hierdurch wird der Formkörper selbst unbrauchbar, er quasi horizontal
"durchgerissen" wird. Die am Stempel anhaftende Schicht führt aber beim nächsten Preß
vorgang ebenfalls zu Problemen, so daß für die Säuberung der Stempel Standzeiten der
Maschinen in Kauf genommen werden müssen.
In der Pharmazie werden zur Lösung dieser Problematik Feuchthaltemittel zugesetzt, die
Tablettiergeschwindigkeiten verlangsamt, um Lufteinschlüssen vorzubeugen oder Hilfs
stoffe zugegeben, welche eine zu hohe Rückdehnung der Formkörper nach dem Verpressen
verhindern. Hier hat sich mikrokristalline Cellulose bewährt.
Im Stand der Technik zu Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern existieren zum Pro
blem des Deckeins bislang kaum Lösungsansätze. Zur Vermeidung von Stempelanbackun
gen werden die Beschichtung von Stempelwerkzeugen mit Elastomeren oder Stempel mit
Elastomereinlagen beschrieben. Lösungsansätze, die das Problem nicht von der maschi
nentechnischen Seite, sondern von der Rezepturseite her angehen, sind bislang nicht be
schrieben.
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, welche Phosphate und Bleichmittel enthalten,
sind im Stand der Technik beschrieben. So offenbart beispielsweise die internationale Pa
tentanmeldung WO 98/42816 (Unilever) Waschmitteltabletten, welche eine Dichte von
mehr als 1040 g/cm3 aufweisen und 5 bis 50 Gew.-% Tensid sowie 8 bis 30 Gew.-%
Bleichmittel enthalten. Als Bleichmittel werden in dieser Schrift Natriumpercabonat oder
Natriumperborat-Tetrahydrat eingesetzt, welche sich in Handversuchen als bevorzugt ge
genüber Natriumperborat-Monohydrat herausgestellt haben sollen. Weder der Einsatz von
Fettalkoholsulfaten noch das Problem des Deckelns werden in dieser Schrift erwähnt.
Waschmitteltabletten mit Natriumpercarbonat und Tripolyphosphat werden auch in der
WO 98/24817 (Unilever) beschrieben. Auch in dieser Schrift wird der Einsatz von Fettal
koholsulfaten nicht beschrieben und auch das Problem des Deckeins nicht gewürdigt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper bereitzustellen, die ein Rezepturzusammensetzung aufweisen, welche die Ten
denz der Formkörper zum Deckeln minimiert. Dies sollte einerseits unabhängig von der
eingesetzten Tablettiermaschine und andererseits ohne Einbußen in anderen Qualitätspa
rametern der Tabletten erreicht werden. Insbesondere hohe Härten bei kurzen Zerfallszei
ten und damit die Möglichkeit, die resultierenden Formkörper über die Einspülkammer
dosieren zu können, sind weitere Eigenschaften, die die erfindungsgemäßen Formkörper
aufweisen sollen.
Es wurde nun gefunden, daß phosphatbasierte und Percarbonat-haltige Wasch- und Reini
gungsmittelformkörper mit hervorragenden anwendungstechnischen Eigenschaften und
deutlich verringerter Deckelneigung formuliert werden können, wenn diese Fettalkoholsul
fat(e) enthalten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper aus
verdichtetem, teilchenförmigen Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend Tensid(e),
Bleichmittel, Gerüststoffe sowie optional weitere Inhaltsstoffe von Wasch- und Reini
gungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper Fettalkoholsulfat(e), Percarbo
nat und Phosphatbuilder enthalten.
Die erfindungsgemäßen Formkörper enthalten Tenside, Phosphatbuilder und Bleichmittel.
Hierbei erfüllen die Phosphate Builderaufgaben, während Fettalkoholsulfate als waschakti
ve Substanzen enthalten sind. Üblicherweise wird hierbei die Hauptmenge an Gerüststoff
substanz von den Phosphaten ausgemacht.
Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben die Alkalimetallphos
phate unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- bzw. Pentakaliumtriphosphat
(Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie die
größte Bedeutung.
Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall- (ins
besondere Natrium- und Kalium-)Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen
man Metaphosphorsäuren (HPO3)n und Orthophosphorsäure H3PO4 neben höhermolekula
ren Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei mehrere Vorteile in sich:
Sie wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen bzw. Kalkinkru
stationen in Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.
Natriumdihydrogenphosphat, NaH2PO4, existiert als Dihydrat (Dichte 1,91 gcm-3
Schmelzpunkt 60°) und als Monohydrat (Dichte 2,04 gcm-3). Beide Salze sind weiße, in
Wasser sehr leicht lösliche Pulver, die beim Erhitzen das Kristallwasser verlieren und bei
200°C in das schwach saure Diphosphat (Dinatriumhydrogendiphosphat, Na2H2P2O7), bei
höherer Temperatur in Natiumtrimetaphosphat (Na3P3O9) und Maddrellsches Salz (siehe
unten), übergehen. NaH2PO4 reagiert sauer; es entsteht, wenn Phosphorsäure mit Natron
lauge auf einen pH-Wert von 4, 5 eingestellt und die Maische versprüht wird. Kaliumdihy
drogenphosphat (primäres oder einbasiges Kaliumphosphat, Kaliumbiphosphat, KDP),
KH2PO4, ist ein weißes Salz der Dichte 2,33 gcm-3, hat einen Schmelzpunkt 253° [Zerset
zung unter Bildung von Kaliumpolyphosphat (KPO3)x] und ist leicht löslich in Wasser.
Dinatriumhydrogenphosphat (sekundäres Natriumphosphat), Na2HPO4, ist ein farbloses,
sehr leicht wasserlösliches kristallines Salz. Es existiert wasserfrei und mit 2 Mol. (Dichte
2,066 gcm-3, Wasserverlust bei 95°), 7 Mol. (Dichte 1,68 gcm-3, Schmelzpunkt 48° unter
Verlust von 5 H2O) und 12 Mol. Wasser (Dichte 1,52 gcm-3, Schmelzpunkt 35° unter Ver
lust von 5 H2O), wird bei 100° wasserfrei und geht bei stärkerem Erhitzen in das Diphos
phat Na4P2O, über. Dinatriumhydrogenphosphat wird durch Neutralisation von Phosphor
säure mit Sodalösung unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator hergestellt.
Dikaliumhydrogenphosphat (sekundäres oder zweibasiges Kaliumphosphat), K2HPO4, ist
ein amorphes, weißes Salz, das in Wasser leicht löslich ist.
Trinatriumphosphat, tertiäres Natriumphosphat, Na3PO4, sind farblose Kristalle, die als
Dodecahydrat eine Dichte von 1,62 gcm-3 und einen Schmelzpunkt von 73-76°C (Zerset
zung), als Decahydrat (entsprechend 19-20% P2O5) einen Schmelzpunkt von 100°C und in
wasserfreier Form (entsprechend 39-40% P2O5) eine Dichte von 2,536 gcm-3 aufweisen.
Trinatriumphosphat ist in Wasser unter alkalischer Reaktion leicht löslich und wird durch
Eindampfen einer Lösung aus genau 1 Mol Dinatriumphosphat und 1 Mol NaOH herge
stellt. Trikaliumphosphat (tertiäres oder dreibasiges Kaliumphosphat), K3PO4, ist ein wei
ßes, zerfließliches, körniges Pulver der Dichte 2,56 gcm-3 hat einen Schmelzpunkt von
1340° und ist in Wasser mit alkalischer Reaktion leicht löslich. Es entsteht z. B. beim Er
hitzen von Thomasschlacke mit Kohle und Kaliumsulfat. Trotz des höheren Preises werden
in der Reinigungsmittel-Industrie die leichter löslichen, daher hochwirksamen, Kalium
phosphate gegenüber entsprechenden Natrium-Verbindungen vielfach bevorzugt.
Tetranatriumdiphosphat (Natriumpyrophosphat), Na4P2O-, existiert in wasserfreier Form
(Dichte 2,534 gcm-3, Schmelzpunkt 988°, auch 880° angegeben) und als Decahydrat
(Dichte 1,815-1,836 gcm-3, Schmelzpunkt 94° unter Wasserverlust). Bei Substanzen sind
farblose, in Wasser mit alkalischer Reaktion lösliche Kristalle. Na4P2O7 entsteht beim Er
hitzen von Dinatriumphosphat auf < 200° oder indem man Phosphorsäure mit Soda im
stöchiometrischem Verhältnis umsetzt und die Lösung durch Versprühen entwässert. Das
Decahydrat komplexiert Schwermetall-Salze und Härtebildner und verringert daher die
Härte des Wassers. Kaliumdiphosphat (Kaliumpyrophosphat), K4P2O7, existiert in Form
des Trihydrats und stellt ein farbloses, hygroskopisches Pulver mit der Dichte 2,33 gcm-3
dar, das in Wasser löslich ist, wobei der pH-Wert der 1%igen Lösung bei 25° 10,4 beträgt.
Durch Kondensation des NaH2PO4 bzw. des KH2PO4 entstehen höhermol. Natrium- und
Kaliumphosphate, bei denen man cyclische Vertreter, die Natrium- bzw. Kaliummetaphos
phate und kettenförmige Typen, die Natrium- bzw. Kaliumpolyphosphate, unterscheiden
kann. Insbesondere für letztere sind eine Vielzahl von Bezeichnungen in Gebrauch:
Schmelz- oder Glühphosphate, Grahamsches Salz, Kurrolsches und Maddrellsches Salz.
Alle höheren Natrium- und Kaliumphosphate werden gemeinsam als kondensierte Phos
phate bezeichnet.
Das technisch wichtige Pentanatriumtriphosphat, Na5P3O10 (Natriumtripolyphosphat), ist
ein wasserfrei oder mit 6 H2O kristallisierendes, nicht hygroskopisches, weißes, wasserlös
liches Salz der allgemeinen Formel NaO-[P(O)(ONa)-O]n-Na mit n = 3. In 100 g Wasser
lösen sich bei Zimmertemperatur etwa 17 g, bei 60° ca. 20 g, bei 100° rund 32 g des kri
stallwasserfreien Salzes; nach zweistündigem Erhitzen der Lösung auf 100° entstehen
durch Hydrolyse etwa 8% Orthophosphat und 15% Diphosphat. Bei der Herstellung von
Pentanatriumtriphosphat wird Phosphorsäure mit Sodalösung oder Natronlauge im
stöchiometrischen Verhältnis zur Reaktion gebracht und die Lsg. durch Versprühen ent
wässert. Ähnlich wie Grahamsches Salz und Natriumdiphosphat löst Pentanatriumtriphos
phat viele unlösliche Metall-Verbindungen (auch Kalkseifen usw.). Pentakaliumtriphos
phat, K5P3O10 (Kaliumtripolyphosphat), kommt beispielsweise in Form einer 50 Gew.-%
igen Lösung (< 23% P2O5, 25% K2O) in den Handel. Die Kaliumpolyphosphate finden in
der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie breite Verwendung. Weiter existieren auch
Natriumkaliumtripolyphosphate, welche ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung
einsetzbar sind. Diese entstehen beispielsweise, wenn man Natriumtrimetaphosphat mit
KOH hydrolysiert:
(NaPO3)3 + 2 KOH → Na3K2P3O10 + H2O
Diese sind erfindungsgemäß genau wie Natriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat
oder Mischungen aus diesen beiden einsetzbar; auch Mischungen aus Natriumtripolyphos
phat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus Kaliumtripolyphosphat und
Natriumkaliumtripolyphosphat oder Gemische aus Natriumtripolyphosphat und Kaliumtri
polyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat sind erfindungsgemäß einsetzbar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkör
per enthalten als Phosphate Alkalimetallphosphate, vorzugsweise Pentanatrium- bzw.
Pentakaliumtriphosphat (Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat), in Mengen von 1 bis 60
Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 40 Gew.-%
und insbesondere von 15 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht.
Neben den Phosphaten können die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelform
körper weitere übliche Gerüststoffe enthalten, die sowohl wasserlöslich als auch wasse
runlöslich sein können. In den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkör
pern können dabei alle üblicherweise in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzten Ge
rüststoffe enthalten sein, insbesondere also Zeolithe, Silikate, Carbonate und organische
Cobuilder. Diese Gerüststoffe können den zu tablettierenden Mischungen zugesetzt wer
den, sie können aber auch ganz oder teilweise Bestandteil von Tensidgranulaten sein.
Als Gerüststoffe geeignete kristalline, schichtförmige Natriumsilikate besitzen die allge
meine Formel NaMSixO2x+1.H2O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl
von 1,9 bis 4 und y eine Zahl von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für × 2, 3 oder 4 sind.
Derartige kristalline Schichtsilikate werden beispielsweise in der europäischen Patentan
meldung EP-A-0 164 514 beschrieben. Bevorzugte kristalline Schichtsilikate der angege
benen Formel sind solche, in denen M für Natrium steht und x die Werte 2 oder 3 an
nimmt. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ-Natriumdisilikate Na2Si2O5.yH2O bevor
zugt, wobei β-Natriumdisilikat beispielsweise nach dem Verfahren erhalten werden kann,
das in der internationalen Patentanmeldung WO-A-91/08171 beschrieben ist.
Einsetzbar sind auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul Na2O : SiO2 von 1 : 2 bis
1 : 3,3, vorzugsweise von 1 : 2 bis 1 : 2,8 und insbesondere von 1 : 2 bis 1 : 2,6, welche lösever
zögert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung gegenüber
herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise, beispiels
weise durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Kompaktierung/Verdichtung oder
durch Übertrocknung hervorgerufen worden sein. Im Rahmen dieser Erfindung wird unter
dem Begriff "amorph" auch "röntgenamorph" verstanden. Dies heißt, daß die Silikate bei
Röntgenbeugungsexperimenten keine scharfen Röntgenreflexe liefern, wie sie für kristalli
ne Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima der gestreuten
Röntgenstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beugungswinkels auf
weisen. Es kann jedoch sehr wohl sogar zu besonders guten Buildereigenschaften führen,
wenn die Silikatpartikel bei Elektronenbeugungsexperimenten verwaschene oder sogar
scharfe Beugungsmaxima liefern. Dies ist so zu interpretieren, daß die Produkte mikrokri
stalline Bereiche der Größe 10 bis einige Hundert nm aufweisen, wobei Werte bis max. 50
nm und insbesondere bis max. 20 nm bevorzugt sind. Derartige sogenannte röntgenamor
phe Silikate, welche ebenfalls eine Löseverzögerung gegenüber den herkömmlichen Was
sergläsern aufweisen, werden beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-A-44 00 024
beschrieben. Insbesondere bevorzugt sind verdichtete/kompaktierte amorphe Sili
kate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete röntgenamorphe Silikate.
Der eingesetzte feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser enthaltende Zeolith ist
vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt
der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mi
schungen aus A, X und/oder P. Kommerziell erhältlich und im Rahmen der vorliegenden
Erfindung bevorzugt einsetzbar ist beispielsweise auch ein Co-Kristallisat aus Zeolith X
und Zeolith A (ca. 80 Gew.-% Zeolith X), das von der Firma CONDEA Augusta S.p.A.
unter dem Markennamen VEGOBOND AX® vertrieben wird und durch die Formel
nNa2O.(1-n)K2O Al2O3.(2-2,5)SiO2.(3,5-5,5) H2O
beschrieben werden kann. Der Zeolith kann dabei sowohl als Gerüststoff in einem granula
ren Compound eingesetzt, als auch zu einer Art "Abpuderung" der gesamten zu verpres
senden Mischung verwendet werden, wobei üblicherweise beide Wege zur Inkorporation
des Zeoliths in das Vorgemisch genutzt werden. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere
Teilchengröße von weniger als 10 µm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter Coun
ter) auf und enthalten vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22 Gew.-% an
gebundenem Wasser.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkör
per enthalten zusätzlich einen Zeolith vom Faujasit-Typ in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.-%,
vorzugsweise von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 bis 10 Gew.-% und
insbesondere von 2,5 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht, wobei
Zeolith X bevorzugt ist.
Die Menge an Gerüststoff beträgt üblicherweise zwischen 10 und 70 Gew.-%, vorzugs
weise zwischen 15 und 60 Gew.-% und insbesondere zwischen 20 und 50 Gew.-%. Wie
derum ist die Menge an eingesetzten Buildern abhängig vom Verwendungszweck, so daß
Bleichmitteltabletten höhere Mengen an Gerüststoffen aufweisen können (beispielsweise
zwischen 20 und 70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 25 und 65 Gew.-% und insbesonde
re zwischen 30 und 55 Gew.-%), als beispielsweise Waschmitteltabletten (üblicherweise
10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 12,5 bis 45 Gew.-% uns insbesondere zwischen 17,5 und
37,5 Gew.-%).
Als organische Cobuilder können in den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmit
telformkörper insbesondere Polycarboxylate/Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxy
late, Asparaginsäure, Polyacetale, Dextrine, weitere organische Cobuilder (siehe unten)
sowie Phosphonate eingesetzt werden. Diese Stoffklassen werden nachfolgend beschrie
ben.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsal
ze einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren
verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citro
nensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure,
Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein
derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mischungen
aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adi
pinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus die
sen.
Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Die Säuren besitzen neben ihrer Buil
derwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerungskomponente und dienen
somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen pH-Wertes von Wasch- oder
Reinigungsmitteln. Insbesondere sind hierbei Citronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure,
Adipinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen.
Als Builder sind weiter polymere Polycarboxylate geeignet, dies sind beispielsweise die
Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche
mit einer relativen Molekülmasse von 500 bis 70000 g/mol.
Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne
dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen MW der jeweiligen Säureform, die grund
sätzlich mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV-
Detektor eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäu
re-Standard, der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten Poly
meren 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 deutlich höher
als die in dieser Schrift angegebenen Molmassen.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von
2000 bis 20000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus die
ser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis
10000 g/mol, und besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt
sein.
Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure
mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als beson
ders geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis
90 Gew.-% Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Mole
külmasse, bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2000 bis 70000 g/mol, vor
zugsweise 20000 bis 50000 g/mol und insbesondere 30000 bis 40000 g/mol.
Die (co-)polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wäßrige Lösung
eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an (co-)polymeren Polycarboxylaten beträgt vor
zugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 10 Gew.-%.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie
beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthal
ten.
Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei ver
schiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der Acryl
säure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder die als
Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate
enthalten.
Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die 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.
Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren,
deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Polyas
paraginsäuren bzw. deren Salze und Derivate, von denen in der deutschen Patentanmel
dung DE-A-195 40 086 offenbart wird, daß sie neben Cobuilder-Eigenschaften auch eine
bleichstabilisierende Wirkung aufweisen.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dial
dehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxyl
gruppen aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialde
hyden wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus
Polyolcarbonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.
Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere
bzw. Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten
werden können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzymkata
lysierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydrolysepro
dukte mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500000 g/mol. Dabei ist ein Poly
saccharid mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbesondere
von 2 bis 30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wirkung
eines Polysaccharids im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von 100 besitzt, ist.
Brauchbar sind sowohl Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglu
cosesirupe mit einem DE zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und
Weißdextrine mit höheren Molmassen im Bereich von 2000 bis 30000 g/mol.
Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungspro
dukte mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion
des Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Derartige oxidierte Dextrine und
Verfahren ihrer Herstellung sind beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen
EP-A-0 232 202, EP-A-0 427 349, EP-A-0 472 042 und EP-A-0 542 496 sowie den inter
nationalen Patentanmeldungen WO 92/18542, WO 93/08251, WO 93/16110,
WO 94/28030, WO 95/07303, WO 95/12619 und WO 95/20608 bekannt. Ebenfalls ge
eignet ist ein oxidiertes Oligosaccharid gemäß der deutschen Patentanmeldung DE-A-
196 00 018. Ein an C6 des Saccharidrings oxidiertes Produkt kann besonders vorteilhaft
sein.
Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendia
mindisuccinat, sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin-N,N'-
disuccinat (EDDS) bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet.
Weiterhin bevorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Gly
cerintrisuccinate. Geeignete Einsatzmengen liegen in zeolithhaltigen und/oder silicathalti
gen Formulierungen bei 3 bis 15 Gew.-%.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbon
säuren bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und
welche mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie maxi
mal zwei Säuregruppen enthalten. Derartige Cobuilder werden beispielsweise in der inter
nationalen Patentanmeldung WO 95/20029 beschrieben.
Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschafien stellen die Phosphonate dar. Da
bei handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- bzw. Aminoalkanphosphonate. Unter
den Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP) von
besonderer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt,
wobei das Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als
Aminoalkanphosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat
(EDTMP), Diethylentriaminpentamethylenphosphonat (DTPMP) sowie deren höhere Ho
mologe 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 ver
wendet. Die Aminoalkanphosphonate besitzen zudem ein ausgeprägtes Schwermetallbin
devermögen. Dementsprechend kann es, insbesondere wenn die Mittel auch Bleiche ent
halten, bevorzugt sein, Aminoalkanphosphonate, insbesondere DTPMP, einzusetzen, oder
Mischungen aus den genannten Phosphonaten zu verwenden.
Darüber hinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkali
ionen auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Formkörper enthalten zur Entfaltung der Wasch- bzw. Reini
gungsleistung Tenside. Erfindungsgemäß sind dabei Fettalkoholsulfate in den Formkörpern
enthalten, während andere Tenside optional zusätzlich eingesetzt werden können.
Fettalkoholsulfate, die Alkalimetall-, insbesondere Natriumsalze der Schwefelsäurehalbe
ster längerkettiger Alkohole, sind großtechnisch aus Fettalkoholen zugänglich, welche mit
Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure, Amidosulfonsäure oder Schwefeltrioxid zu den betref
fenden Alkylschwefelsäuren umgesetzt und nachfolgend neutralisiert werden. Die Fettal
kohole werden dabei aus den betreffenden Fettsäuren bzw. Fettsäuregemischen durch
Hochdruckhydrierung der Fettsäuremethylester gewonnen. Der mengenmäßig bedeutendste
industrielle Prozeß zur Herstellung von Fettalkylschwefelsäuren ist die Sulfierung der Al
kohole mit SO3/Luft-Gemischen in speziellen Kaskaden-, Fallfilm- oder Rohrbündelreakto
ren.
Die Fettsäuren, deren Methylester zu den Fettalkoholen hochdruckhydriert werden, werden
technisch größtenteils aus nativen Fetten und Ölen durch Hydrolyse gewonnen. Während
die bereits im vergangenen Jahrhundert durchgeführte alkalische Verseifung direkt zu den
Alkalisalzen (Seifen) führte, wird heute großtechnisch zur Spaltung nur Wasser eingesetzt,
das die Fette in Glycerin und die freien Fettsäuren spaltet. Alternativ kann die Spaltung mit
Methanol durchgeführt werden, wobei direkt die Methylester und Glycerin gewonnen wer
den. Großtechnisch angewendete Verfahren sind beispielsweise die Spaltung im Autokla
ven oder die kontinuierliche Hochdruckspaltung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
als Basis für die Fettalkoholsulfate einsetzbare Carbonsäuren sind beispielsweise Hexan
säure (Capronsäure), Heptansäure (Önanthsäure), Octansäure (Caprylsäure), Nonansäure
(Pelargonsäure), Decansäure (Caprinsäure), Undecansäure usw. Bevorzugt ist im Rahmen
der vorliegenden Verbindung der Einsatz von Fettsäuren wie Dodecansäure (Laurinsäure),
Tetradecansäure (Myristinsäure), Hexadecansäure (Palmitinsäure), Octadecansäure (Stea
rinsäure), Eicosansäure (Arachinsäure), Docosansäure (Behensäure), Tetracosansäure
(Lignocerinsäure), Hexacosansäure (Cerotinsäure), Triacotansäure (Melissinsäure) sowie
der ungesättigten Sezies 9c-Hexadecensäure (Palmitoleinsäure), 6c-Octadecensäure (Petro
selinsäure), 6t-Octadecensäure (Petroselaidinsäure), 9c-Octadecensäure (Ölsäure), 9t-
Octadecensäure ((Elaidinsäure), 9c,12c-Octadecadiensäure (Linolsäure), 9t,12t-
Octadecadiensäure (Linolaidinsäure) und 9c,12c,15c-Octadecatreinsäure (Linolensäure).
Aus Kostengründen ist es bevorzugt, nicht die reinen Spezies einzusetzen, sondern techni
sche Gemische der einzelnen Säuren, wie sie aus der Fettspaltung zugänglich sind. Solche
Gemische sind beispielsweise Koskosölfettsäure (ca. 6 Gew.-% C8, 6 Gew.-% C10, 48
Gew.-% C12, 18 Gew.-% C14, 10 Gew.-% C16, 2 Gew.-% C18, 8 Gew.-% C18', 1 Gew.-%
C18'), Palmkernölfettsäure (ca. 4 Gew.-% C8, 5 Gew.-% C10, 50 Gew.-% C12, 15 Gew.-%
C14, 7 Gew.-% C16, 2 Gew.-% C18, 15 Gew.-% C18', 1 Gew.-% C18'), Talgfettsäure (ca. 3
Gew.-% C14, 26 Gew.-% C16, 2 Gew.-% C16', 2 Gew.-% C17, 17 Gew.-% C18, 44 Gew.-%
C18', 3 Gew.-% C18', 1 Gew.-% C18'''), gehärtete Talgfettsäure (ca. 2 Gew.-% C14, 28 Gew.-%
C16, 2 Gew.-% C17, 63 Gew.-% C18, 1 Gew.-% C18'), technische Ölsäure (ca. 1 Gew.-%
C12, 3 Gew.-% C14, 5 Gew.-% C16, 6 Gew.-% C16', 1 Gew.-% C17, 2 Gew.-% C18, 70 Gew.-%
C18', 10 Gew.-% C18', 0,5 Gew.-% C18'''), technische Palmitin/Stearinsäure (ca. 1 Gew.-%
C12, 2 Gew.-% C14, 45 Gew.-% C16, 2 Gew.-% C17, 47 Gew.-% C18, 1 Gew.-% C18') so
wie Sojabohnenölfettsäure (ca. 2 Gew.-% C14, 15 Gew.-% C16, 5 Gew.-% C18, 25 Gew.-%
C18', 45 Gew.-% C18', 7 Gew.-% C18'''). Als Alk(en)ylsulfate werden vorzugsweise die Al
kali- 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 sekun
därer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Einsetzbar sind auch Alk(en)ylsulfate der
genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf petrochemischer Basis hergestell
ten geradkettigen Alkylrest enthalten, die ein analoges Abbauverhalten besitzen wie die
adäquaten Verbindungen auf der Basis von fettchemischen Rohstoffen. Aus waschtechni
schem Interesse sind die C12-C16-Alkylsulfate und C12-C15-Alkylsulfate sowie C14-C15-
Alkylsulfate bevorzugt.
Wie vorstehend beschrieben, werden zur Produktion der Fettalkoholsulfate vorzugsweise
technische Gemische der Fettsäuren eingesetzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper enthalten die Alkalimetall-, vorzugs
weise Natriumsalze, von C8-22-, vorzugsweise C10-20- und insbesondere C12-18-
Fettalkylschwefelsäuren.
Unabhängig von der Einarbeitungsform der Fettalkoholsulfate sind dabei Wasch- und Rei
nigungsmittelformkörper bevorzugt, die die Alkalimetall-, vorzugsweise Natriumsalze, von
C8-22-, vorzugsweise C10-20- und insbesondere C12-18-Fettalkylschwefelsäuren, vorzugsweise
in Mengen von 0,5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-% uns insbe
sondere von 2 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht, enthalten.
Andere Tenside, die zusätzlich zu den Fettalkoholsulfaten eingesetzt werden könne, kön
nen aus den Gruppen der anionischen, nichtionischen, kationischen oder amphoteren Ten
side stammen. Aufgrund ihres Leistungsspektrums und ihrer Verfügbarkeit sind hierbei
anionische und nichtionische Tenside bevorzugt.
Als weitere anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und
Sulfate eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei z. B. Alkylbenzolsulfo
nate (ABS), Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie
Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C12-18-Monoolefinen mit end- oder innenstän
diger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschlie
ßende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht. Ge
eignet sind auch Alkansulfonate, die aus C12-18-Alkanen beispielsweise durch Sulfo
chlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation gewon
nen 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 Fettsäureglyce
rinestern 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. Bevor
zugte sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte von gesättigten Fett
säuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure, Ca
prinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure.
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 gerad
kettigen oder verzweigten C7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11-Alkohole mit im
Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind ge
eignet. 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 Alkylsulfobernsteinsäure, 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 Sul
fosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ab
leitet, die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung siehe unten).
Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fet
talkoholen 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.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper
bevorzugt, deren Gesamtgehalt an anionischen Tensiden oberhalb von 5 Gew.-%, vor
zugsweise oberhalb von 7,5 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 10 Gew.-%, jeweils
bezogen auf das Formkörpergewicht, liegt.
Bei der Auswahl der anionischen Tenside, die in den erfindungsgemäßen Wasch- und Rei
nigungsmittelformkörpern zum Einsatz kommen, stehen der Formulierungsfreiheit keine
einzuhaltenden Rahmenbedingungen im Weg. Bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper weisen jedoch einen Gehalt an Seife auf, der 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Ge
samtgewicht des Formkörpers, übersteigt.
Als optional einzusetzende nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vor
teilhafterweise 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 üblicher
weise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit li
nearen 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 be
vorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C12-14-
Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C9-11-Alkohol mit 7 EO, C13-15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7
EO oder 8 EO, C12-18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie
Mischungen aus C12-14-Alkohol mit 3 EO und C12-18-Alkohol mit 5 EO. Die angegebenen
Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine
ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine
eingeengte Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu die
sen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt wer
den. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO.
Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als allei
niges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden
eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte und pro
poxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkyl
kette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie beispielsweise in der japanischen Pa
tentanmeldung JP 58/217598 beschrieben sind oder die vorzugsweise nach dem in der in
ternationalen Patentanmeldung WO-A-90/13533 beschriebenen Verfahren hergestellt wer
den.
Eine weitere Klasse von nichtionischen Tensiden, die vorteilhaft eingesetzt werden kann,
sind die Alkylpolyglycoside (APG). Einsetzbare Alkypolyglycoside genügen der allgemei
nen 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 Glyko
seeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Glycosidierungs
grad z liegt dabei zwischen 1,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,0 und 2,0 und insbeson
dere zwischen 1, 1 und 1,4.
Bevorzugt eingesetzt werden lineare Alkylpolyglucoside, also Alkylpolyglycoside, in de
nen der Polyglycosylrest ein Glucoserest und der Alkylrest ein n-Alkylrest ist.
Die erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper können bevorzugt Al
kylpolyglycoside enthalten, wobei Gehalte der Formkörper an APG über 0,2 Gew.-%, be
zogen auf den gesamten Formkörper, bevorzugt sind. Besonders bevorzugte Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper enthalten APG in Mengen von 0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugs
weise 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 Fettsäurealka
nolamide können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vor
zugsweise nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als
die Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (II),
in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R1 für Was
serstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für
einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und
3 bis 10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um
bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuc
kers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylie
rung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten
werden können.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (III),
in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlen
stoffatomen, R1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Aryl
rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R2 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen
Alkylrest oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
steht, wobei C1-4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Poly
hydroxyalkylrest steht, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substitu
iert 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 Fettsäu
remethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten Polyhy
droxyfettsäureamide überführt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper
bevorzugt, die zusätzlich nichtionische(s) Tensid(e) enthalten und bei denen der Gehalt der
Formkörper an nichtionischen Tensiden oberhalb von 2 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb
von 5 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 7,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Form
körpergewicht, liegt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können nichtionische Tenside aus sämtlichen vor
stehend genannten Gruppen eingesetzt werden. Unabhängig von der chemischen Natur der
eingesetzten nichtionischen Tenside sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper bevor
zugt, die zusätzlich nichtionische Tenside mit einem Schmelzpunkt unter 40°C, vorzugs
weise unter 30°C und insbesondere unter 25°C, in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.-%, vor
zugsweise von 1 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 1,5 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen
auf das Formkörpergewicht, enthalten.
Zur Entfaltung der gewünschten Bleichleistung enthalten die Wasch- und Reinigungsmit
telformkörper der vorliegenden Erfindung Natriumpercarbonat. Dabei ist
"Natriumpercarbonat" eine in unspezifischer Weise verwendete Bezeichnung für Natrium
carbonat-Peroxohydrate, welche streng genommen keine "Percarbonate" (also Salze der
Perkohlensäure) sondern Wasserstoffperoxid-Addukte an Natriumcarbonat sind. Die Han
delsware hat die durchschnittliche Zusammensetzung 2 Na2CO3.3 H2O2 und ist damit kein
Peroxycarbonat. Natriumpercarbonat bildet ein weißes, wasserlösliches Pulver der Dichte
2,14 gcm-3, das leicht in Natriumcarbonat und bleichend bzw. oxidierend wirkenden Sauer
stoff zerfällt.
Natriumcarbonatperoxohydrat wurde erstmals 1899 durch Fällung mit Ethanol aus einer
Lösung von Natriumcarbonat in Wasserstoffperoxid erhalten, aber irrtümlich als Peroxy
carbonat angesehen. Erst 1909 wurde die Verbindung als Wasserstoffperoxid-
Anlagerungsverbindung erkannt, dennoch hat die historische Bezeichnung
"Natriumpercarbonat" sich in der Praxis durchgesetzt, weshalb sie auch im Rahmen der
vorliegenden Anmeldung Verwendung findet.
Die industrielle Herstellung von Natriumpercarbonat wird überwiegend durch Fällung aus
wäßriger Lösung (sogenanntes Naßverfahren) hergestellt. Hierbei werden wäßrige Lösun
gen von Natriumcarbonat und Wasserstoffperoxid vereinigt und das Natriumpercarbonat
durch Aussalzmittel (überwiegend Natriumchlorid), Kristallisierhilfsmittel (beispielsweise
Polyphosphate, Polyacrylate) und Stabilisatoren (beispielsweise Mg2+-Ionen) gefällt. Das
ausgefällte Salz, das noch 5 bis 12 Gew.-% Mutterlauge enthält, wird anschließend abzen
trifuigiert und in Fließbett-Trocknern bei 90°C getrocknet. Das Schüttgewicht des Fertig
produkts kann je nach Herstellungsprozeß zwischen 800 und 1200 g/l schwanken. In der
Regel wird das Percarbonat durch ein zusätzliches Coating stabilisiert. Coatingverfahren
und Stoffe, die zur Beschichtung eingesetzt werden, sind in der Patentliteratur breit be
schrieben. Grundsätzlich können erfindungsgemäß alle handelsüblichen Percarbonattypen
eingesetzt werden, wie sie beispielsweise von den Firmen Solvay Interox, Degussa, Kemira
oder Akzo angeboten werden. Die Vorteilhaftigkeit des schnellen Formkörperzerfalls re
sultiert erfindungsgemäß aus der definierten Partikelgröße des Percarbonats.
Das Natriumpercarbonat Bleichmittel wird in Abhängigkeit vom gewünschten Produkt in
variierenden Mengen in den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern
eingesetzt. Übliche Gehalte liegen dabei zwischen 5 und 50 Gew.-%, vorzugsweise zwi
schen 10 und 40 Gew.-% und insbesondere zwischen 15 und 35 Gew.-%, jeweils bezogen
auf den gesamten Formkörper.
Auch ist beim Natriumpercarbonat der Gehalt der Formkörper an diesem Stoff vom Ein
satzzweck der Formkörper abhängig. Während übliche Universalwaschmittel in Tabletten
form zwischen 5 und 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 7,5 und 25 Gew.-% und insbe
sondere zwischen 12,5 und 22,5 Gew.-% Natriumpercarbonat enthalten, liegen die Gehalte
bei Bleichmittel- oder Bleichboostertabletten zwischen 15 und 50 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 22,5 und 45 Gew.-% uns insbesondere zwischen 30 und 40 Gew.-%.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt Waschmitteltabletten
für das Waschen von Textilien in einer Haushaltswaschmaschine bereit. Diese bevorzugten
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper sind dadurch gekennzeichnet, daß sie als alleini
ges Bleichmittel Natriumpercarbonat in Mengen von 1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von
2,5 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis 30 Gew.-% und insbesondere von 7,5
bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht, enthalten.
Zusätzlich zum Natriumpercarbonat können die erfindungsgemäßen Wasch- und Reini
gungsmittelformkörper Bleichaktivator(en) enthalten, was im Rahmen der vorliegenden
Erfindung bevorzugt ist. Bleichaktivatoren werden in Wasch- und Reinigungsmittel einge
arbeitet, um beim Waschen bei Temperaturen von 60°C und darunter eine verbesserte
Bleichwirkung zu erreichen. Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhy
drolysebedingungen aliphatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-
Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoe
säure ergeben, eingesetzt werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-
Acylgruppen der genannten C-Atomzahl und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoyl
gruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraa
cetylethylendiamin (TAED), acylierte Triazinderivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-
dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT), acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetyl
glykoluril (TAGU), N-Acylimide, insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte
Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw.
iso-NOBS), Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwer
tige 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 Stof
fen handelt es sich um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw. Übergangsmetall
komplexe 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 Bleich
katalysatoren verwendbar.
Die erfindungsgemäßen Formkörper enthalten, jeweils bezogen auf den gesamten Form
körper, zwischen 0,5 und 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 1 und 20 Gew.-% und insbe
sondere zwischen 2 und 15 Gew.-% eines oder mehrerer Bleichaktivatoren oder Bleichka
talysatoren. Je nach Verwendungszweck der hergestellten Formkörper können diese Men
gen variieren. So sind in typischen Universalwaschmitteltabletten Bleichaktivator-Gehalte
zwischen 0,5 und 10 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 8 Gew.-% und insbesondere
zwischen 4 und 6 Gew.-% üblich, während Bleichmitteltabletten durchaus höhere Gehalte,
beispielsweise zwischen 5 und 30 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 7,5 und 25 Gew.-%
und insbesondere zwischen 10 und 20 Gew.-% aufweisen können. Der Fachmann ist dabei
in seiner Formulierungsfreiheit nicht eingeschränkt und kann auf diese Weise stärker oder
schwächer bleichende Waschmitteltabletten, Reinigungsmitteltabletten oder Bleichmittelt
abletten herstellen, indem er die Gehalte an Bleichaktivator und Bleichmittel variiert.
Ein besonders bevorzugt verwendeter Bleichaktivator ist das N,N,N',N'-
Tetraacetylethylendiamin, das in Wasch- und Reinigungsmitteln breite Verwendung findet.
Dementsprechend sind bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper dadurch ge
kennzeichnet, daß als Bleichaktivator Tetraacetylethylendiamin in den oben genannten
Mengen eingesetzt wird.
Phosphat(e) und Fettalkoholsulfat(e) können auf beliebige Weise in die erfindungsgemä
ßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper eingebracht werden. Es hat sich als vorteil
haft erwiesen, wenn das zu Formkörpern zu verpressende Vorgemisch Phosphat(e) und
Fettalkoholsulfat(e) in Form eines Tensidgranulats enthält. Hierzu wird zuerst ein Tensid
granulat hergestellt, das vorzugsweise die Gesamtmenge der in den Formkörpern enthalte
nen Phosphate und Fettalkoholsulfate enthält, und nachfolgend mit weiteren Aufberei
tungskomponenten abgemischt, wonach das Vorgemisch einer Tablettierung zugeführt
wird. Es ist weiterhin bevorzugt, daß das vorstehend genannte Tensidgranulat die Gesamt
menge der in den Formkörpern enthaltenen nichtionischen Tenside, vorzugsweise sogar die
Gesamtmenge der insgesamt in den Formkörpern enthaltenen Tenside, enthält. Zusam
mengefaßt sind also Wasch- und Reinigungsmittelformkörper bevorzugt, die dadurch ge
kennzeichnet sind, daß die sie Gesamtmenge an Phosphaten in Form eines Tensidgranulats
enthalten, das vorzugsweise, auch die Gesamtmenge der in den Formkörpern enthaltenen
Tenside enthält.
Solche erfindungsgemäß bevorzugten Tensidgranulate haben naturgemäß höhere Phos
phatgehalte als der Gesamtformkörper. Erfindungsgemäß sind Wasch- und Reinigungs
mittelformkörper bevorzugt, bei denen das Tensidgranulat 5 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise
10 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 60 Gew.-% und insbesondere 25 bis 50
Gew.-% Phosphat, jeweils bezogen auf das Gewicht des Tensidgranulats, enthält.
Auch andere Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere sogenannten
Kleinkomponenten wie optische Aufheller, Polymere, Entschäumer, Phosphonate, Farb-
und Duftstoffe, können Bestandteil des Tensidgranulats sein. Diese Stoffe werden weiter
unten beschrieben. Das zu verpressende Vorgemisch kann weiterhin einen oder mehrere
Stoffe aus den Gruppen der Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Desintegrationshilfsmittel
usw. enthalten. Die genannten Stoffe, die weiter unten beschrieben werden, können in spe
ziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch Bestandteil des Tensidgra
nulats sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern durch Abmischen eines tensidhaltigen Granulats
mit pulverförmigen Aufbereitungskomponenten und nachfolgendes formgebendes Ver
pressen, wobei das zu verpressende Vorgemisch Fettalkoholsulfat(e), Percarbonat und
Phosphatbuilder enthält.
Hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen und Mengenanteile einzelner Komponenten
gilt für das erfindungsgemäße Verfahren sinngemäß das vorstehend für die erfindungsge
mäßen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper Gesagte. Bevorzugte Verfahren sind daher
beispielsweise dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige Granulat die Gesamtmenge
der in den Formkörpern enthaltenen Phosphats enthält, wobei Granulate, welche zusätzlich
die Gesamtmenge der nichtionischen Tenside, vorzugsweise die Gesamtmenge aller Tensi
de, enthalten, bevorzugt sind.
In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrensvarianten enthält das zu verpressende Vor
gemisch tensidhaltige(s) Granulat(e) sowie weitere Aufbereitungskomponenten, wobei
Phosphat(e) und vorzugsweise die Tenside Bestandteil des Granulats sind. Die Herstellung
der tensidhaltigen Granulate kann dabei durch übliche technische Granulationsverfahren
wie Kompaktierung, Extrusion, Mischergranulation, Pelletierung oder Wirbelschichtgra
nulation erfolgen. Es ist dabei für die späteren Wasch- und Reinigungsmittelformkörper
von Vorteil, wenn das zu verpressende Vorgemisch ein Schüttgewicht aufweist, das dem
üblicher Kompaktwaschmittel nahe kommt. Insbesondere ist es bevorzugt, daß das zu ver
pressende Vorgemisch ein Schüttgewicht von mindestens 500 g/l, vorzugsweise minde
stens 600 g/l und insbesondere mindestens 700 g/l aufweist.
Das tensidhaltige Granulat genügt in bevorzugten Verfahrensvarianten bestimmten Teil
chengrößenkriterien. So sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei denen das ten
sidhaltige Granulat Teilchengrößen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen
200 und 1800 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und insbesondere zwi
schen 600 und 1400 µm, aufweist.
Neben den Aktivsubstanzen (anionische und/oder nichtionische und/oder kationische
und/oder amphotere Tenside) enthalten die Tensidgranulate vorzugsweise noch Trägerstof
fe, die besonders bevorzugt aus der Gruppe der Gerüststoffe stammen. Besonders vorteil
hafte Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß das zu verpressende Vorgemisch ein
tensidhaltiges Granulat enthält, welches anionische und/oder nichtionische Tenside sowie
Gerüststoffe enthält und dessen Gesamt-Tensidgehalt 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 10
bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Tensidgranu
lat, beträgt.
Um die gewünschte Menge an waschaktiver Substanz in die Wasch- und Reinigungsmittel
formkörper einzuarbeiten, sind Verfahrensvarianten bevorzugt, in denen das Vorgemisch
ein tensidhaltiges Granulat enthält, das Tensidgehalte von 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise
von 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere von 15 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das
Gewicht des Tensidgranulats, aufweist (siehe oben). Insbesondere Wasch- und Reini
gungsmittelformkörper, bei denen der Gehalt des Tensidgranulats an anionischen Tensiden
5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% und insbesondere 15 bis 35 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gewicht des Tensidgranulats, beträgt sowie Wasch- und Reini
gungsmittelformkörper, bei denen der Gehalt des Tensidgranulats an nichtionischen Tensi
den 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% und insbesondere 7,5 bis 20 Gew.-%,
jeweils bezogen auf das Gewicht des Tensidgranulats, beträgt, sind erfindungsgemäß be
vorzugt. Besonders bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil des tensidhaltigen Granulats am zu verpressenden Vorge
misch und damit an den Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern 40 bis 95 Gew.-%, vor
zugsweise 45 bis 85 Gew.-% und insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, jeweils bezogen auf das
Gewicht der Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, beträgt.
Die Herstellung tensidhaltiger Granulate ist im Stand der Technik breit beschreiben, wobei
neben umfangreicher Patentliteratur auch auf zahlreiche Übersichtsartikel und Monogra
phien zurückgegriffen werden kann. So beschreibt W. Hermann de Groot, I. Adami, G. F.
Moretti "The Manufacture of Modern Detergent Powders ", Hermann de Groot Academic
Publisher, Wassenaar, 1995 verschiedene Sprühtrocknungs-, Misch- und Granulierverfah
ren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln.
Aus energetischen Gründen ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn
das tensidhaltige Granulat nicht durch Sprühtrocknung, sondern über ein Granulierverfah
ren hergestellt wird. Neben den herkömmlichen Granulier- und Agglomerationsverfahren,
die in den unterschiedlichsten Mischgranulatoren und Mischagglomeratoren durchgeführt
werden können, sind beispielsweise auch Preßagglomerationsverfahren einsetzbar. Verfah
ren, bei denen das tensidhaltige Granulat durch Granulation, Agglomeration, Preßagglome
ration oder eine Kombination dieser Verfahren hergestellt wird, sind daher bevorzugt.
Die Granulierung kann in einer Vielzahl von in der Wasch- und Reinigungsmittelindustrie
üblicherweise eingesetzten Apparaten durchgeführt werden. So ist es beispielsweise mög
lich, die in der Pharmazie gängigen Verrunder zu verwenden. In solchen Drehtellerappa
raturen beträgt die Verweilzeit der Granulate üblicherweise weniger als 20 Sekunden. Auch
herkömmliche Mischer und Mischgranulatoren sind zur Granulierung geeignet. Als Mi
scher können dabei sowohl Hochintensitätsmischer ("high-shear mixer") als auch normale
Mischer mit geringeren Umlaufgeschwindigkeiten verwendet werden. Geeignete Mischer
sind beispielsweise Eirich®-Mischer der Serien R oder RV (Warenzeichen der Maschinen
fabrik Gustav Eirich, Hardheim), der Schugi® Flexomix, die Fukae® FS-G-Mischer (Wa
renzeichen der Fukae Powtech, Kogyo Co., Japan), die Lödige® FM-, KM- und CB-
Mischer (Warenzeichen der Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn) oder die Drais®-
Serien T oder K-T (Warenzeichen der Drais-Werke GmbH, Mannheim). Die Verweilzeiten
der Granulate in den Mischern liegen im Bereich von weniger als 60 Sekunden, wobei die
Verweilzeit auch von der Umlaufgeschwindigkeit des Mischers abhängt. Hierbei verkürzen
sich die Verweilzeiten entsprechend, je schneller der Mischer läuft. Bevorzugt betragen die
Verweilzeiten der Granulate im Mischer/Verrunder unter einer Minute, vorzugsweise unter
15 Sekunden. In langsam laufenden Mischern, z. B. einem Lödige KM, werden Verweil
zeiten von bis zu 20 Minuten eingestellt, wobei Verweilzeiten unter 10 Minuten wegen der
Verfahrensökonomie bevorzugt sind.
Bei dem Verfahren der Preßagglomeration wird das tensidhaltige Granulat unter Druck und
unter Einwirkung von Scherkräften verdichtet und dabei homogenisiert und anschließend
formgebend aus den Apparaten ausgetragen. Die technisch bedeutsamsten Preßagglomera
tionsverfahren sind die Extrusion, die Walzenkompaktierung, die Pelletierung und das Ta
blettieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt zur Herstellung des tensid
haltige Granulats eingesetzte Preßagglomerationsverfahren sind die Extrusion, die Wal
zenkompaktierung und die Pelletierung.
Um den Zerfall hochverdichteter Formkörper zu erleichtern, ist es möglich, Desintegrati
onshilfsmittel, sogenannte Tablettensprengmittel, in diese einzuarbeiten, um die Zerfalls
zeiten zu verkürzen. Unter Tablettensprengmitteln bzw. Zerfallsbeschleunigern werden
gemäß Römpp (9. Auflage, Bd. 6, S. 4440) und Voigt "Lehrbuch der pharmazeutischen
Technologie" (6. Auflage, 1987, S. 182-184) Hilfsstoffe verstanden, die für den raschen
Zerfall von Tabletten in Wasser oder Magensaft und für die Freisetzung der Pharmaka in
resorbierbarer Form sorgen.
Diese Stoffe, die auch aufgrund ihrer Wirkung als "Spreng"mittel bezeichnet werden, ver
größern bei Wasserzutritt ihr Volumen, wobei einerseits das Eigenvolumen vergrößert
(Quellung), andererseits auch über die Freisetzung von Gasen ein Druck erzeugt werden
kann, der die Tablette in kleinere Partikel zerfallen läßt. Altbekannte Desintegrationshilfs
mittel sind beispielsweise Carbonat/Citronensäure-Systeme, wobei auch andere organische
Säuren eingesetzt werden können. Quellende Desintegrationshilfsmittel sind beispielsweise
synthetische Polymere wie Polyvinylpyrrolidon (PVP) oder natürliche Polymere bzw. mo
difizierte Naturstoffe wie Cellulose und Stärke und ihre Derivate, Alginate oder Casein-
Derivate.
Bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper enthalten 0,5 bis 10 Gew.-%, vor
zugsweise 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere 4 bis 6 Gew.-% eines oder mehrerer Desinte
grationshilfsmittel, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht.
Als bevorzugte Desintegrationsmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung
Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, so daß bevorzugte Wasch- und Reini
gungsmittelformkörper 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), Cellulo
seester und -ether sowie Aminocellulosen. Die genannten Cellulosederivate werden vor
zugsweise nicht allein als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, sondern in
Mischung mit Cellulose verwendet. Der Gehalt dieser Mischungen an Cellulosederivaten
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 Cellulose
derivaten ist.
Die als Desintegrationshilfsmittel eingesetzte Cellulose wird vorzugsweise nicht in feintei
liger 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 cogranu
lierter Form enthalten, werden in den deutschen Patentanmeldungen DE 197 09 991 (Ste
fan Herzog) und DE 197 10 254 (Henkel) sowie der internationalen Patentanmeldung
WO 98/40463 (Henkel) beschrieben. Diesen Schriften sind auch nähere Angaben zur Her
stellung granulierter, kompaktierter oder cogranulierter Cellulosesprengmittel zu entneh
men. 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 Cellulose
basis 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 Kompo
nente kann mikrokristalline Cellulose verwendet werden. Diese mikrokristalline Cellulose
wird durch partielle Hydrolyse von Cellulosen unter solchen Bedingungen erhalten, die nur
die amorphen Bereiche (ca. 30% der Gesamt-Cellulosemasse) der Cellulosen angreifen und
vollständig auflösen, die kristallinen Bereiche (ca. 70%) aber unbeschadet lassen. Eine
nachfolgende Desaggregation der durch die Hydrolyse entstehenden mikrofeinen Cellulo
sen liefert die mikrokristallinen Cellulosen, die Primärteilchengrößen von ca. 5 µm aufwei
sen und beispielsweise zu Granulaten mit einer mittleren Teilchengröße von 200 µm kom
paktierbar sind.
Somit sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verfahren bevorzugt, bei denen das zu
verpressende 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 Vor
gemischs, enthält.
In weiter bevorzugten Verfahren enthält das Vorgemisch zusätzlich einen oder mehrere
Stoffe aus der Gruppe der Gerüststoffe, Bleichaktivatoren, Enzyme, pH-Stellmittel, Duft
stoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle, Antire
depositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibito
ren und Korrosionsinhibitoren. Diese Stoffe werden nachfolgend beschrieben.
Die wichtigsten Vertreter aus den Gruppen der Gerüststoffe und Bleichaktivatoren wurden
weiter oben beschrieben, es folgen Angaben zu den weiteren Inhaltsstoffen. 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 enzymati
sche Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere
Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden, eingesetzt. Dabei sind Enzymmi
schungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase oder Pro
tease 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 Hüll
substanzen eingebettet sein, um sie gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen. Der Anteil
der Enzyme, Enzymmischungen oder Enzymgranulate in den erfindungsgemäßen Form
körpern kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis etwa 2 Gew.-%
betragen.
Zusätzlich können die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper auch Komponenten ent
halten, welche die Öl- und Fettauswaschbarkeit aus Textilien positiv beeinflussen (soge
nannte soil repellents). Dieser Effekt wird besonders deutlich, wenn ein Textil verschmutzt
wird, das bereits vorher mehrfach mit einem erfindungsgemäßen Waschmittel, das diese
Öl- und fettlösende Komponente enthält, gewaschen wurde. Zu den bevorzugten öl- und
fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise nichtionische Celluloseether wie Methyl
cellulose und Methylhydroxypropylcellulose mit einem Anteil an Methoxyl-Gruppen von
15 bis 30 Gew.-% und an Hydroxypropoxyl-Gruppen von 1 bis 15 Gew.-%, jeweils bezo
gen auf den nichtionischen Celluloseether, sowie die aus dem Stand der Technik bekannten
Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure bzw. von deren Derivaten, insbe
sondere Polymere aus Ethylenterephthalaten und/oder Polyethylenglykolterephthalaten
oder anionisch und/oder nichtionisch modifizierten Derivaten von diesen. Besonders be
vorzugt von diesen sind die sulfonierten Derivate der Phthalsäure- und der Terephthalsäu
re-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 Me
thylaminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe tragen. Wei
terhin 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 vorge
nannten Aufheller können verwendet werden.
Farb- und Duftstoffe werden den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelform
körpern zugesetzt, um den ästhetischen Eindruck der Produkte zu verbessern und dem Ver
braucher neben der Wasch- bzw. Reinigungsleistung 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, Phenoxyethylisobuty
rat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenyle
thylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenyl-glycinat, Allylcyclohexyl
propionat, 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 Limo
nen und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe verwen
det, 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, Lin
denblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl so
wie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Üblicherweise liegt der Gehalt der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelform
körper an Farbstoffen unter 0,01 Gew.-%, während Duftstoffe bis zu 2 Gew.-% der ge
samten 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 langan
haltenden Duft der Textilien sorgen. Als solche Trägermaterialien haben sich beispielswei
se Cyclodextrine bewährt, wobei die Cyclodextrin-Parfüm-Komplexe zusätzlich noch mit
weiteren Hilfsstoffen beschichtet werden können.
Um den ästhetischen Eindruck der erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmittelform
körper zu verbessern, können sie mit geeigneten Farbstoffen eingefärbt werden. Bevor
zugte 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.
Vor der Verpressung des teilchenförmigen Vorgemischs zu Wasch- und Reinigungsmittel
formkörpern 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 Reini
gungsmittelformkörper von Vorteil sein. Feinteilige Abpuderungsmittel sind im Stand der
Technik altbekannt, wobei zumeist Zeolithe, Silikate oder andere anorganische Salze ein
gesetzt werden. Bevorzugt wird das Vorgemisch jedoch mit feinteiligem Zeolith
"abgepudert", wobei Zeolithe vom Faujasit-Typ bevorzugt sind. Im Rahmen der vorliegen
den 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, To
ronto, 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.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Verfahren zur Herstellung von Wasch- und
Reinigungsmittelformkörpern bevorzugt, bei denen die bzw. eine der zugemischten Aufbe
reitungskomponenten ein Zeolith vom Faujasit-Typ mit Teilchengrößen unterhalb 100 µm,
vorzugsweise unterhalb 10 µm und insbesondere unterhalb 5 µm ist und mindestens 0,2
Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Gew.-% und insbesondere mehr als 1 Gew.-% des
zu verpressenden Vorgemischs ausmacht.
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 Tablet
tierung bezeichnet wird, gliedert sich in vier Abschnitte: Dosierung, Verdichtung (elasti
sche Verformung), plastische Verformung und Ausstoßen.
Zunächst wird das Vorgemisch in die Matrize eingebracht, wobei die Füllmenge und damit
das Gewicht und die Form des entstehenden Formkörpers durch die Stellung des unteren
Stempels und die Form des Preßwerkzeugs bestimmt werden. Die gleichbleibende Dosie
rung auch bei hohen Formkörperdurchsätzen wird vorzugsweise über eine volumetrische
Dosierung des Vorgemischs erreicht. Im weiteren Verlauf der Tablettierung berührt der
Oberstempel das Vorgemisch und senkt sich weiter in Richtung des Unterstempels ab. Bei
dieser Verdichtung werden die Partikel des Vorgemisches näher aneinander gedrückt, wo
bei das Hohlraumvolumen innerhalb der Füllung zwischen den Stempeln kontinuierlich
abnimmt. Ab einer bestimmten Position des Oberstempels (und damit ab einem bestimm
ten Druck auf das Vorgemisch) beginnt die plastische Verformung, bei der die Partikel
zusammenfließen und es zur Ausbildung des Formkörpers kommt. Je nach den physikali
schen Eigenschaften des Vorgemisches wird auch ein Teil der Vorgemischpartikel zer
drückt und es kommt bei noch höheren Drücken zu einer Sinterung des Vorgemischs. Bei
steigender Preßgeschwindigkeit, also hohen Durchsatzmengen, wird die Phase der elasti
schen 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 Ober
stempel 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 Ver
pressung kann mit je einem Ober- und Unterstempel erfolgen, es können aber auch mehre
re Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sein, wobei die Anzahl der Matrizenbohrun
gen 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 soge
nannten Matrizentisch eine größere Anzahl von Matrizen kreisförmig angeordnet ist. Die
Zahl der Matrizen variiert je nach Modell zwischen 6 und 55, wobei auch größere Matrizen
im Handel erhältlich sind. Jeder Matrize auf dem Matrizentisch ist ein Ober- und Unter
stempel zugeordnet, wobei wiederum der Preßdruck aktiv nur durch den Ober- bzw. Unter
stempel, 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 Be
füllung, Verdichtung, plastische Verformung und Ausstoß gebracht werden. An den Stel
len, an denen eine besonders gravierende Anhebung bzw. Absenkung der Stempel erfor
derlich ist (Befüllen, Verdichten, Ausstoßen), werden diese Kurvenbahnen durch zusätzli
che Niederdruckstücke, Nierderzugschienen und Aushebebahnen unterstützt. Die Befül
lung 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 einstell
bar, wobei der Druckaufbau durch das Vorbeirollen der Stempelschaftköpfe an verstellba
ren Druckrollen geschieht.
Rundlaufpressen können zur Erhöhung des Durchsatzes auch mit zwei Füllschuhen verse
hen werden, wobei zur Herstellung einer Tablette nur noch ein Halbkreis durchlaufen wer
den muß. Zur Herstellung zwei- und mehrschichtiger Formkörper werden mehrere Füll
schuhe 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 ha
ben, wobei im Falle der Punkttabletten die Oberseite des Kerns 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.
Bei der Tablettierung mit Rundläuferpressen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Ta
blettierung mit möglichst geringen Gewichtschwankungen der Tablette durchzuführen. Auf
diese Weise lassen sich auch die Härteschwankungen der Tablette reduzieren. Geringe
Gewichtschwankungen können auf folgende Weise erzielt werden:
- - Verwendung von Kunststoffeinlagen mit geringen Dickentoleranzen
- - Geringe Umdrehungszahl des Rotors
- - Große Füllschuhe
- - Abstimmung des Füllschuhflügeldrehzahl auf die Drehzahl des Rotors
- - Füllschuh mit konstanter Pulverhöhe
- - Entkopplung von Füllschuh und Pulvervorlage
Zur Verminderung von Stempelanbackungen bieten sich sämtliche aus der Technik be
kannte Antihaftbeschichtungen an. Besonders vorteilhaft sind Kunststoffbeschichtungen,
Kunststoffeinlagen oder Kunststoffstempel. Auch drehende Stempel haben sich als vorteil
haft erwiesen, wobei nach Möglichkeit Ober- und Unterstempel drehbar ausgeführt sein
sollten. Bei drehenden Stempeln kann auf eine Kunststoffeinlage in der Regel verzichtet
werden. Hier sollten die Stempeloberflächen elektropoliert sein.
Es zeigte sich weiterhin, daß lange Preßzeiten vorteilhaft sind. Diese können mit Druck
schienen, mehreren Druckrollen oder geringen Rotordrehzahlen eingestellt werden. Da die
Härteschwankungen der Tablette durch die Schwankungen der Preßkräfte verursacht wer
den, sollten Systeme angewendet werden, die die Preßkraft begrenzen. Hier können elasti
sche Stempel, pneumatische Kompensatoren oder federnde Elemente im Kraftweg einge
setzt werden. Auch kann die Druckrolle federnd ausgeführt werden.
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 ge
fertigt werden. Als Raumform kommen praktisch alle sinnvoll handhabbaren Ausgestal
tungen in Betracht, beispielsweise also die Ausbildung als Tafel, die Stab- bzw. Barren
form, Würfel, Quader und entsprechende Raumelemente mit ebenen Seitenflächen sowie
insbesondere zylinderförmige Ausgestaltungen mit kreisförmigem oder ovalem Quer
schnitt. Diese letzte Ausgestaltung erfaßt dabei die Darbietungsform von der Tablette bis
zu kompakten Zylinderstücken mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser oberhalb
1.
Die portionierten Preßlinge können dabei jeweils als voneinander getrennte Einzelelemente
ausgebildet sein, die der vorbestimmten Dosiermenge der Wasch- und/oder Reinigungs
mittel entspricht. Ebenso ist es aber möglich, Preßlinge auszubilden, die eine Mehrzahl
solcher Masseneinheiten in einem Preßling verbinden, wobei insbesondere durch vorgege
bene Sollbruchstellen die leichte Abtrennbarkeit portionierter kleinerer Einheiten vorgese
hen 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 Hydrau
likpressen, Exzenterpressen oder Rundläuferpressen sind geeignete Vorrichtungen insbe
sondere 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 Schich
ten, also mindestens zwei Schichten, aufweisen. Dabei ist es auch möglich, daß diese ver
schiedenen Schichten unterschiedliche Lösegeschwindigkeiten aufweisen. Hieraus können
vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften der Formkörper resultieren. Falls bei
spielsweise Komponenten in den Formkörpern enthalten sind, die sich wechselseitig nega
tiv beeinflussen, so ist es möglich, die eine Komponente in der schneller löslichen Schicht
zu integrieren und die andere Komponente in eine langsamer lösliche Schicht einzuarbei
ten, 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 Lö
sungsvorgang 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 Be
standteilen 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 mehr
schichtige Formkörper weisen den Vorteil auf, daß sie nicht nur über eine Einspülkammer
oder über eine Dosiervorrichtung, welche in die Waschflotte gegeben wird, eingesetzt wer
den 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 Sta
bilität 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.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Tensidgra
nulaten, welche Phosphat(e) und Fettalkoholsulfat(e) enthalten, zur Verbesserung der Härte
und Zerfallszeit und der Minimierung der Deckelneigung von Wasch- und Reinigungsmit
telformkörpern. Dieser erfindungsgemäße Einsatz der genannten Tensidgranulate im Vor
gemisch führt zu Formkörpern mit vorteilhaften Eigenschaften, wie die nachstehenden
Beispiele zeigen. Hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Verwendung (Mengenanteile der Phosphate und Fettalkoholsulfate, weitere Inhaltsstoffe,
Zusammensetzung des Vorgemischs etc.) gilt analog das vorstehend für das erfindungsge
mäße Verfahren Gesagte.
Auch die Verwendung von teilchenförmigen Vorgemischen, welche Phosphat(e) und Fet
talkoholsulfat(e) enthalten, zur Herstellung Härte- und Zerfallszeit-verbesserter Wasch-
und Reinigungsmittelformkörper ist ein Gegenstand der vorliegend 03817 00070 552 001000280000000200012000285910370600040 0002019910819 00004 03698en Erfindung. Wie be
reits vorstehend erwähnt, ist es nicht erforderlich, daß das Tensidgranulat die Gesamtmen
ge an Phosphaten und Fettalkoholsulfaten enthält - es kommt vielmehr auf die Zusammen
setzung des Vorgemischs an, um die Probleme des Deckelns weitestgehend zu verhindern.
Auch in phosphatarmen Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern läßt sich der erfin
dungsgemäße Ansatz verwirklichen, so daß die Verwendung von teilchenförmigen Vorge
mischen, welche Fettalkoholsulfat(e) und Percarbonat enthalten, zur Herstellung Härte-
und Zerfallszeit-verbesserter Wasch- und Reinigungsmittelformkörper mit verringerter
Deckelneigung ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Auch hier lassen
sich bevorzugte Mengen usw. dem vorstehenden Text entnehmen.
Die Inkorporation aller drei Bestandteile (Phosphat, Fettalkoholsulfat und Percarbonat) in
ein Vorgemisch führt ebenfalls zu Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern mit vorteil
haften Eigenschaften, so daß die Verwendung von teilchenförmigen Vorgemischen, welche
Phosphat(e), Fettalkoholsulfat(e) und Percarbonat enthalten, zur Herstellung Härte- und
Zerfallszeit-verbesserter Wasch- und Reinigungsmittelformkörper mit verringerter Deckel
neigung ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Durch Naßgranulation in einem 20-Liter-Pflugscharmischer der Firma Lödige wurde ein
Tensidgranulat hergestellt, dessen Zusammensetzung in Tabelle 1 angegeben ist. Im An
schluß an die Granulation wurde das Granulat in einer Aeromatic-Wirbelschichtapparatur
bei einer Zulufttemperatur von 60°C 30 Minuten getrocknet. Nach der Trocknung wurde
das Granulat zur Entfernung der Feinanteile < 0,6 mm und Grobkornanteile < 1,6 mm ab
gesiebt.
Das Tensidgranulat wurde dann mit weiteren Komponenten zu preßfähigen Vorgemischen
aufbereitet, deren Zusammensetzung in Tabelle 2 angegeben ist. Das erfindungsgemäße
Vorgemisch E enthielt dabei Natriumpercarbonat, während die Vorgemische der Ver
gleichsbeispiele V1 bzw. V2 Natriumperborat enthielten. Die Vorgemische wurden in einer
Korsch-Exzenterpresse zu Tabletten (Durchmesser: 44 mm, Höhe: 22 mm, Gewicht: 37,5
g) verpreßt. Die Meßwerte der Tablettenhärten sind jeweils die Mittelwerte einer Doppel
bestimmung, wobei die Einzelwerte je Formkörpertyp um maximal 2 N variierten.
Die Härte der Tabletten wurde nach zwei Tagen Lagerung 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.
Zur Bestimmung der Deckelneigung wurden Serien von mehreren Hundert Formkörpern
bei unterschiedlichen Preßkräften verpreßt. Sofern ein schichtweises Aufreißen der Form
körper beobachtet wurde, wurde dies in Tabelle 3 vermerkt. Die experimentellen Daten
zeigt die Tabelle 3:
Tabelle 3 zeigt, daß die Formkörper V1 und V2 bereits bei Tablettenhärten oberhalb von
40 N zum Deckeln neigen, während die erfindungsgemäßen Formkörper E problemlos auch
auf Härten von 60 N verpreßt werden können, ohne daß ein schichtweises Aufreißen der
Formkörper auftritt.
Claims (19)
1. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper aus verdichtetem, teilchenförmigen Wasch-
und Reinigungsmittel, enthaltend Tensid(e), Bleichmittel, Gerüststoffe sowie optional
weitere Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß
die Formkörper Fettalkoholsulfat(e), Percarbonat und Phosphatbuilder enthalten.
2. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Phosphate Alkalimetallphosphate, vorzugsweise Pentanatrium- bzw. Penta
kaliumtriphosphat (Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat), in Mengen von 1 bis 60
Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 40 Gew.-
% und insbesondere von 15 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörperge
wicht, enthalten.
3. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie die Alkalimetall-, vorzugsweise Natriumsalze, von C8-22-, vor
zugsweise C10-20- und insbesondere C12-18-Fettalkylschwefelsäuren, vorzugsweise in
Mengen von 0,5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-% uns insbe
sondere von 2 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht, enthalten.
4. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß sie als alleiniges Bleichmittel Natriumpercarbonat in Mengen von
1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 2, 5 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis
30 Gew.-% und insbesondere von 7, 5 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Form
körpergewicht, enthalten.
5. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Zeolith vom Faujasit-Typ in Mengen von 0,5
bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 bis 10
Gew.-% und insbesondere von 2, 5 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörper
gewicht, enthalten, wobei Zeolith X bevorzugt ist.
6. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zusätzlich nichtionische Tenside mit einem Schmelzpunkt un
ter 40°C, vorzugsweise unter 30°C und insbesondere unter 25°C, in Mengen von 0,5
bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 1,5 bis 5
Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht, enthalten.
7. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die sie Gesamtmenge an Phosphaten in Form eines Tensidgranu
lats enthalten, das vorzugsweise auch die Gesamtmenge der in den Formkörpern ent
haltenen Tenside enthält.
8. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tensidgranulat 5 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 65 Gew.-%, besonders
bevorzugt 20 bis 60 Gew.-% und insbesondere 25 bis 50 Gew.-% Phosphat, jeweils be
zogen auf das Gewicht des Tensidgranulats, enthält.
9. Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern durch Ab
mischen eines tensidhaltigen Granulats mit pulverförmigen Aufbereitungs
komponenten und nachfolgendes formgebendes Verpressen, dadurch gekennzeichnet,
daß das zu verpressende Vorgemisch Fettalkoholsulfat(e), Percarbonat und Phosphat
builder enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige Granulat
die Gesamtmenge des in den Formkörpern enthaltenen Phosphats enthält, wobei Gra
nulate, welche zusätzlich die Gesamtmenge der nichtionischen Tenside, vorzugsweise
die Gesamtmenge aller Tenside, enthalten, bevorzugt sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ten
sidhaltige Granulat anionische und/oder nichtionische Tenside sowie Gerüststoffe ent
hält und einen Gesamt-Tensidgehalt von 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 50
Gew.-% und insbesondere von 15 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Tensidgra
nulat, aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das ten
sidhaltige Granulat Teilchengrößen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise zwi
schen 200 und 1800 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und insbe
sondere zwischen 600 und 1400 µm, aufweist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil
des tensidhaltigen Granulats an den Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern 40 bis
95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 85 Gew.-% und insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, je
weils bezogen auf das Gewicht der Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zu
verpressende Vorgemisch zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein
Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulier
ter 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.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zu
verpressende Vorgemisch weiterhin einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Ge
rüststoffe, Bleichaktivatoren, Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluo
reszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle, Antiredepositionsmittel, opti
schen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibitoren und Korrosi
onsinhibitoren enthält.
16. Verwendung von Tensidgranulaten, welche Phosphat(e) und Fettalkoholsulfat(e) ent
halten, zur Verbesserung der Härte und Zerfallszeit und der Minimierung der Deckel
neigung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern.
17. Verwendung von teilchenförmigen Vorgemischen, welche Phosphat(e) und Fettalko
holsulfat(e) enthalten, zur Herstellung Härte- und Zerfallszeit-verbesserter Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper mit verringerter Deckelneigung.
18. Verwendung von teilchenförmigen Vorgemischen, welche Fettalkoholsulfat(e) und
Percarbonat enthalten, zur Herstellung Härte- und Zerfallszeit-verbesserter Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper mit verringerter Deckelneigung.
19. Verwendung von teilchenförmigen Vorgemischen, welche Phosphat(e), Fettalkoholsul
fat(e) und Percarbonat enthalten, zur Herstellung Härte- und Zerfallszeit-verbesserter
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper mit verringerter Deckelneigung.
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8141 | Disposal/no request for examination |