DE2436589C3

DE2436589C3 - Verfahren zur Herstellung beständiger, Chlor abgebender Tabletten

Info

Publication number: DE2436589C3
Application number: DE2436589A
Authority: DE
Inventors: Willhelm Henry Pennington N.J. Kibbel Jun.
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-07-30
Publication date: 1982-01-28
Also published as: DE2436589B2; BR7406430D0; BE818512A; GB1437925A; ES428995A1; JPS5048116A; DK415874A; DE2436589A1; FR2239944A1; IL45310A0; NL7410474A; IT1017887B; ZA744555B; CA1025859A; FR2239944B1; IL45310A; AU7136374A; US3956444A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer schnell löslichen, lagerungsfähigen Tablette von fester Struktur, die einer Zersetzung und Dimensionsveränderung aufgrund von Feuchtigkeit widersteht und nach Einführung in ein wäßriges Lösungsmittel aktives Chlor freisetzt, indem man Natriumdichlorisocyanuratdihydrat in einer Form, Düse oder Presse bei einem Druck von etwa 140 bis 700 at komprimiert.

Chlor freisetzende Mittel, die nach Einführung in Wasser verfügbares Chlor abgeben, sind als Bakterizide zum Abtöten von Bakterien und zur Verhütung ihres Wachstums in Schwimmbädern, tragbaren Wasserstellen usw. verwendet worden. Eine Chlorierung erfolgte in verschiedener Weise unter Verwendung von gasförmigem Chlor, Lösungen von Chlor freisetzenden Mitteln oder festen Formen Chlor freisetzender Mittel. Die sichersten und am häufigsten verwendeten, Chlor freisetzenden Mittel sind feste Präparate, die in granulärer oder Tablettenform vorliegen können. Tabletten werden gegenüber granulären Materialien bevorzugt, da mit ihnen keine Meßbecher notwendig sind und sie die Möglichkeit eines unbeabsichtigten Verschüttens und die Notwendigkeit der Lagerung massiger Materialien vermeiden.

Die bisher hergestellten, Chlor freisetzenden Präparate in Tablettenform waren entweder schnell oder langsam löslich. Schnell lösende Tabletten sind bei der schnellen Zufuhr von verfügbarem Chlor zum Wasser von Schwimmbädern wirksam, z. B. als Ausgleich auf sich verändernden Chlorbedarf. Dagegen sind langsam lösende Tabletten wirksam, um verfügbares Chlor im Schwimmbadwasser bei gegebener Geschwindigkeit über lange Zeiten aufrechtzuerhalten.

Tablettiertes wasserfreies Natriumdichlorisocyanurat ist ein Beispiel eines sich schnell lösenden, Chlor freisetzenden Präparats. Die wasserfreien Natriumdichlorisocyanurattabletten mit geeigneten physikalischen Eigenschaften zum Verpacken und Versenden werden nur mit Schwierigkeit unter hohen Drücken (um 4200 kg/cm²) gebildet Die Verwendung dieser hohen Drücke führt zu einer gewissen Zersetzung des wasserfreien Materials mit einer Abnahme des verfügbaren Chlors im Endprodukt. Die Tabletten sind nach ihrer Bildung nicht dimensionsbeständig; dh, sie quellen und entwickein strukturell schwache, ausblühende Strukturen, wenn sie längere Zeit hoher Luftfeuchtigkeit oder geringen Mengen Feuchtigkeit ausgesetzt sind Weiterhin sind Präparate mit wasserfreiem Natriumdichlorisocyanurat nur mit Erfolg tablettiert worden, wenn ein Schmiermittel, wie Borsäure (vgl. die US-Patentschrift 32 10 378), oder Stabilisatoren, wie Boroxid und Natriumcarbonat (vgL die französische

ίο Patentschrift 15 37 311), während des Verformungsverfahrens verwendet wurden. Diese Zusätze sind insoweit ungünstig, als sie als Verdünnungsmittel wirken und den verfügbaren Chlorgehalt der Präparate herabsetzen. Die Zusätze wirken auch als Verunreinigungen, die oft

unerwünscht sind Die genannten Verfahren überwinden nicht den grundsätzlichen Nachteil der Tablettierung von wasserfreiem Natriumdichlorisocyanurat, nämlich die Unmöglichkeit, bei üblichen Drücken von etwa 1050 bis 1750 kg/cm² Tabletten herstellen zu können Daher sind die obigen Verfahren großtechnisch nicht zweckmäßig, da die zum Tablettieren des wasserfreien Materials erforderlichen Drücke zwecks Herstellung einer zufriedenstellenden Tablette eine übermäßige Belastung auf die Tablettiervorrichtung

ausüben, was zu deren starker Abnutzung führt und weiterhin eine Zersetzung des Chlor freisetzenden Mittels ergibt

In der japanischen Offenlegungsschrift 1967-23198 wurde festgestellt, daß es durch Zugabe einer gewissen Menge Wasser möglich ist, verschiedene Arten von Chlorcyanuratpulvern ohne die obigen Probleme zu verformen und die anschließende Granulierung der Tabletten zur Bildung granulärer Materialien mit erhöhten spez. Gewichten zu ermöglichen. In einem Fall war es dort möglich, Natriumdichlorcyanurat kontinuierlich zu tablettieren, wenn die Verbindung 4 bis 14% Feuchtigkeit unter einem üblichen Kompressionsdruck von 1000 kg/cm² enthielt. Dieser Kompressionsdruck lieferte jedoch eine Tablette mit einer relativ langen Lösungszeit um 15 Minuten. Diese Lösungszeiten sind unzureichend zur sofortigen Bekämpfung von Bakterienwachstum, wie es z. B. im gesamten Gebiet eines Schwimmbades auftritt Für eine solche sofortige bakterielle Wirkung sind Lösungszeiten von 5 Minuten oder weniger erforderlich. Daher wurde gemäß der obigen Literaturstelle dieses Material granuliert und ein schneller sich lösendes Material von höherem spez. Gewicht gebildet Dem granulären Material fehlt jedoch bei der Verwendung als Chlor freizusetzendes Mittel die

so einfache Handhabung und Zweckmäßigkeit von Tabletten.

Tablettierte Trichlorisocyanursäure und tablettiertes Calciumhypochlorit sind Beispiele von sich langsam lösenden, Chlor freisetzenden Tabletten. Diese Tabletten haben Lösungszeiten zwischen einigen Stunden bis Tagen, wodurch die Freisetzung von verfügbarem Chlor bei einer gegebenen Geschwindigkeit über längere Zeiten möglich ist Diese langsame Löslichkeitsgeschwindigkeit bewirkte jedoch eine unzureichende Flexibilität, die eine Verwendung der Tabletten als Bakterizid für schnelle Veränderungen in den Chloranforderungen eines Schwimmbadwassers aufgrund von Veränderungen im Klima oder bei starker Benutzung ausschließt

es Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer schnell löslichen, lagerbeständigen Tablette mit fester Struktur, die leicht hergestellt werden kann und gegen Zersetzung oder Dimensionsveränderung auf-

grund von Feuchtigkeit beständig ist

Erfindungsgemäß kann eine schnell lösliche, strukturbeständige, lagerungsbeständige Tablette, die auch gegen Strukturveränderungen aufgrund von Feuchtigkeit beständig ist, ohne Verlust an verfügbarem Chlor durch Komprimieren von Natriumdichlorisocyanuratdihydrat in einer formkörperbildenden Vorrichtung, z. B. einer Presse, Form oder Düse, bei einem Druck von etwa 140 bis 700 kg/cm² hergestellt werden. Das Natriumdichlorisocyanuratdihydrat läßt sich leicht ohne Schmiermittel oder Stabilisatoren tablettieren und bewahrt längere Zeit seine Dimensionsstabilität Die Tabletten können leicht dispergiert werden und ergeben eine schnelle Freisetzung des Chlors, um sich verändernden Hygieneansprüchen zu genügen; diese Vorteile waren bisher nicht mit anderen Chlorquellen möglich.

Die Bezeichnung »Natriumdichlorisocyanuratdihydrat« bezieht sich auf ein hydratisiertes Natriumdichlorisocyanurat mit 14,1 Gew.-% Hydratisierungswasser.

Tabletten aus Natriumdichlorisocyanuratdihydrat werden hergestellt, indem man granuläres oder kristallines Natriumdichlorisocyanuratdihydrat in eine strukturbildende Form, z.B. eine Presse, Form oder Düse, gibt und zu Chlor freisetzenden Tabletten verformL Der zum Pressen dieser Tabletten verwendete Druck variiert in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher sich die Tablette lösen soll. Diese Geschwindigkeit wird als »Lö&lichkeitsgeschwindigkeit« bezeichnet und ist die Zeit, die nötig ist, damit sich eine Tablette von 2,5 cm Durchmesser und 9,5 mm Dicke löst und aus einem 1,25-cm-Maschenkorb aus rostfreiem Stahl, der in 11 wirbelndes destilliertes Wasser bei 2O⁰C eingetaucht ist, entweicht. Schnell lösliche Tabletten haben Löslichkeitsgeschwindigkeiten von etwa 5 Minuten, vorzugsweise zwischen 0,5 bis 3 Minuten. Die für diese schnellen Löslichkeitsgeschwindigkeiten notwendigen Drücke liegen gewöhnlich zwischen etwa 140 und 700 kg/cm². Drücke zwischen 140 und 350 kg/cm² liefern Tabletten mit einer Löslichkeitsgeschwindigkeit um 30 Sekunden. Drücke über 350, jedoch unter 700 kg/cm² liefern Tabletten mit Löslichkeitsgeschwindigkeiten von einigen Minuten. Drücke unter 140 kg/cm² liefern keine annehmbaren Tabletten. Diese Tabletten sind gewöhnlich nur schwer aus der Form zu entfernen, sie haben schwache Ecken und eine geringe Strukturfestigkeit und Härte. Drücke über etwa 700 kg/cm² sollten vermieden werden, da sie Tabletten mit geringen Löslichkeitsgeschwindigkeiten, d.h. über etwa 5 Minuten, liefern. Diese langsamen Löslichkeitsgeschwindigkeiten sind unwirksam bei der sofortigen Bekämpfung von Bakterienwachstum, z. B. im gesamten Gebiet eines Schwimmbades.

Die Tabletten können übliche Zusätze, wie Färbematerialien, verschiedene Farbstoffe, Parfüms usw., enthalten; sie erfordern keine Füllmittel wie Reinigungsmitteltabletten, selbst wenn die erfindungsgemäßen Tabletten Füllmittel zwecks Erhöhung der Tablettengrößi: zur leichteren Handhabung und Verwendung enthaltet können. Die gewünschten Zusätze können einfach 'mit dem Natriumdichlorisocyanuratdihydrat gemisch t und das Gemisch tablettiert werden.

Beim erfindungsgemäßen Tablettierungsverfahren wurde gefunden, daß das gepreßte Material nicht an den Formen haftet und und daß während des Fressens des Materials kein »capping« auftritt Die Bezeichnung »capping« bezieht sich auf die innere horizontale Trennung der Tablette in zwei oder mehrere Stücke, weil diese Stücke an jeder der Formen haften. Die Tabletten können leicht aus der Form entfernt werden. Das Gesamtaussehen ist sehr gut, wobei die Tabletten starke Ecken und eine ausgezeichnete Härte haben. Die Verwendung üblicher Standardformen ist äußerst zufriedenstellend, ohne daß besondere Vorsorge für ein Rotieren der Formen während des Preßvorgangs getroffen werden muß.

Die erfindungsgemäßen Tabletten können als Quelle

ίο für verfügbares Chlor bei der Behandlung von Schwimmbädern oder für andere Zwecke verwendet werden, die eine Chlorbehandlung von Wasser erfordern.
Wenn die erfindungsgemäße Desinfektionstablette in

ι ϊ Schwimmbädern verwendet wird, wird sie vorzugsweise in den Beckenskimmer gegeben. Der Skimmer wird gewöhnlich als Wasseraufnahme eines Umwälzsystems zur konstanten Reinigung und Umwälzung des Beckenwassers verwendet Das aufgenommene Wasser fließt ständig über die Tablette, die das verfügbare Chlor schnell in den aufgenommenen Wasserstrom abgibt

Die Zahl der einem Becken zugefügten Tabletten ist die Zahl, die das während der normalen Beckenverwendung entwichene, aktive Chlor ersetzt. Wenn klimatisehe Bedingungen oder eine starke Benutzung ein übermäßiges Entweichen des Chlors bewirken, werden einfach zusätzliche Tabletten zugefügt Die sofortige Zugabe und Lösung der Tabletten zur Bildung von verfügbarem Chlor ist notwendig, um das Wachstum der

jo im Wasser anwesenden Bakterien zu verhindern. Übermäßige Konzentrationen an verfügbarem Chlor im Becken, die Augen und Schleimhäute der Schwimmer irritieren, werden nicht gebildet Die Tabletten hinterlassen keinen unansehnlichen, weißen Rückstand auf den Beckenoberflächen, wie dies mit den sich langsamer lösenden, Chlor freisetzenden Mitteln der Fall ist Da die Tabletten keinen Rückstand hinterlassen, sind sie wirklich wartungsfrei.

Wo kein Umwälzsystem verwendet oder die Tabletten nicht zweckmäßig in dieser Weise verwendet werden können oder wenn anderes Wasser als das eines Schwimmbades behandelt werden soll, können die Tabletten direkt in das Wasser gegeben werden.

Bei der Desinfektion von anderen Wassermengen als Schwimmbäder entspricht die der wäßrigen Lösung zuzufügende Anzahl von Tabletten der Menge der abzutötenden Bakterien. Bei der Erstbehandlung einer wäßrigen Lösung ist es gewöhnlich notwendig, einen Überschuß an Tabletten zur Überchlorierung der Lösung zu verwenden. Dies führt zu einer schnellen und vollständigen Zerstörung der Bakterien und verhindert ein Bakterienwachstum. Nach dieser Anfangsdosis können die Tabletten der Lösung in einer solchen Menge zugefügt werden, die einfach das aktive entwichene Chlor ersetzt, um so die Lösung tatsächlich bakterienfrei zu halten.

Die hier verwendete Bezeichnung »Tablette« bezieht sich nicht nur auf das Produkt, das durch Komprimieren von Natriumdichlorisocyanuratdihydrat in einer Presse oder Form zur Bildung einer einheitlich gepreßten Form irgendeiner geometrischen Konfiguration erhalten wird, sondern auch auf jedes Produkt, das zu dichter Form komprimiert wird, ob diese nun anschließend intakt bleibt oder nicht oder ob diese in einzelne diskrete Teilchen einer kleineren Größe unterteilt wird oder nicht.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung.

Beispiel IA Erfindungsgemäßes Verfahren

Es wurden Tabletten aus Natriumdichlorisocyanuratdihydrat hergestellt, indem man 15 g granuläres Natriumdichlorisocyanurat in eine Carver-Laboratoriums-Handpresse mit einer Formhöhlung aus rostfreiem Stahl gab. Durch einen passenden Druckkolben aus rostfreiem Stahl wurde eine Tabiettierkraft angelegt Die verwendete Tablettierkraft oder der -druck ist in Tabelle I angegeben. Tabletten von 2,5 cm Durchmesser und 9,5 mm Dicke wurden in einem (Strong, Cobb, Arner-)Handtester getestet Eine Tablette wurde in den Handtester gegeben, und es wurde die zum Zerstoßen

Tabelle 1

der Tablette notwendige Kraft gemessen. Die Härte oberhalb 25 kg/cm² wurde nicht getestet, da dies die normale, zum Verpacken und Handhaben notwendige Festigkeit ist Die Löslichkeitsgeschwindigkeit wurde gemessen, indem man eine Tablette der obigen

ίο Dimensionen in einen 1,25-cm-Maschenbehälter aus rostfreiem Stahl gab, der in 1 1 wirbelndes destilliertes Wasser von 20° C gehängt war. Die zum vollständigen Lösen und Entweichen aus dem Maschendraht erforderliche Zeit wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in

ι ϊ Tabelle 1 aufgeführt

Druck
kg/cm²

Tablettenaussehen

Härte
kg

Löslichkeit
min

350
700

leichte Entfernung aus der Form, porös, fest > 25 leichte Entfernung aus der Form, porös, fest > 25

0,5
3

Die obigen Daten zeigen, daß die mit Drücken von 350 und 700 kg/cm² hergestellten Natriumdichlorisocyanuratdihydrattabletten gute physikalische Eigenschaften zeigten. Sie hatten starke Ecken, eine gute Härte, waren leicht aus der Form zu entfernen und schnell löslich.

Beispiel IB Vergleichsverfahren

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, v, cyanurat und Trichlorisocyanursäure verwendet wurwobei jedoch anstelle von Natriumdichlorisocyanurat- den. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und 3 aufgeführt dihydrat granuläres wasserfreies Natriumdichloriiso-

Tabelle 2

Wasserfreies Natriumdichlorisocyanurat

Druck
kg/cm²

Aussehen der Tablette

Härte
kg

Löslichkeit

350 knirschende und schwere Entfernung aus 13,5 1,5 min

der Form; porös, schwache Ecken

700 knirschende und schwere Entfernung aus 22 3 min

der Form; weniger porös, schwache Ecken

Tabelle 3
Trichlorisocyanursäure

Druck
kg/cm²

Aussehen der Tablette

Härte
kg

Löslichkeit

350 leichte Entfernung aus der Form, porös, 24

schwache Ecken

700 leichte Entfernung aus der Form, etwas > 25

porös, schwache Ecken

16 std.
20std

Die Daten von Tabelle 2 zeigen, daß tablettiertes Natriumdiichloriisocyanurat schnell löslich, jedoch nur schwer aus der Form zu entfernen war. Die Tabletten zeigten eine geringe Härte und schwache Ecken.

Tabelle 3 zeigt, daß tablettierte Trichlorisocyanursäure sehr langsam löslich und leicht aus der Form zu

entfernen ist. Die Tabletten hatten eine für ihre Anwendung geeignete Härte, die Kanten waren jedoch schwach.

Beispiel 2

Dieses Beispiel vergleicht die Beständigkeit von wasserfreien Natriumdichlorisocyanurat- und Natriumdichlorisocyanuratdihydrattabletten gegen Zersetzung und Dimensionsveränderung nach Benetzen mit Wasser

oder längerer Anwesenheit in hoher Luftfeuchtigkeit.

Ein feiner Wassernebel wurde 2 Stunden auf die gemäß Beispiel IA und IB hergestellten Tabletten aus Natriumdichlorisocyanuratdihydrat und wasserfreiem Natriumdichlorisocyanurat gesprüht. Die erfindungsgemäßen Natriumdichlorisocyanuratdihydrattabletten blieben praktisch unverändert. Die wasserfreien Natriumdichlorisocyanurattabletten erhöhten ihr Volumen merklich und entwickelten eine schwache, ausblühende Struktur.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Chlor abgebenden, schnell lös'ichen, auch bei Feuchtigkeit strukturfesten und lagerungsbeständigen Tabletten auf der Basis von wasserhaltigem Natriumdichlorisocyanurat durch Tablettierung bei erhöhtem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß man Natriumdichlorisocyanuratdihydrat verwendet und die Tablettierung bei einem Kompressionsdruck von etwa 140 bis 700 kg/cm² durchführt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Komprimieren des Natriumdichlorisocyanuratdihydrats ein Druck von 350 kg/ cm² verwendet wird.