DE3827848A1 - Fluessige waessrige thixotrope zusammensetzung - Google Patents
Fluessige waessrige thixotrope zusammensetzungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine wäßrige thixotrope Tonsuspension
verbesserter physikalischer Stabilität, insbesondere die
Anwendung von Alkalifettsäuresalzen als physikalische Stabi
lisatoren für die wäßrigen thixotropen Tonsuspensionen.
Vor allem betrifft die Erfindung Reinigungsmittel für
Geschirrspülautomaten mit verbesserten thixotropen Eigen
schaften, verbesserter chemischer und physikalischer Stabi
lität, erhöhter scheinbarer Viskosität, die leicht in dem
Waschmedium dispergierbar sind und eine wirksame Reinigung
von Geschirr, Glas, Porzellan und dergleichen gewährleisten.
Die im Handel erhältlichen pulverförmigen Reinigungsmittel
für Haushaltsgeschirrspüler haben verschiedene Nachteile,
z. B. eine nicht gleichmäßige Zusammensetzung; das Erforder
nis kostspieliger Herstellungsverfahren; die Tendenz, beim
Lagern in feuchter Umgebung zusammenzubacken, was zur
Bildung von schwer dispergierbaren Klümpchen führt; Staubig
keit, eine Quelle spezieller Reizung für Allergiker sowie
die Tendenz, im Verteilerfach der Geschirrspülmaschine zusam
menzubacken.
Jüngere Forschungen und Entwicklungen haben sich auf die
Gel- oder "thixotrope" Form derartiger Zusammensetzungen
konzentriert, z. B. auf Scheuermittel und Produkte für
Geschirrspülautomaten, die man als thixotrope Pasten be
zeichnet. Derartige Produkte zur Geschirreinigung sind in
erster Linie insofern nachteilig, als sie eine unzureichende
Viskosität besitzen, um im Verteilerfach des Geschirrspülers
verhaftet zu bleiben; darüber hinaus ergeben sie fleckige
Rückstände auf Geschirr, Glas, Porzellan und dergleichen. Im
Idealfall sollen thixotrope Reinigungsmittel im Ruhezustand
hochviskos sein, Bingham-plastisch, und relativ hohe Fließ
grenzen besitzen. Wenn man sie Scher- oder Schubspannungen
unterwirft, beispielsweise beim Schütteln in einem Behälter
oder Quetschen durch eine Öffnung, sollen sie jedoch schnell
fluidisieren und beim Nachlassen der angewandten Schubspan
nung schnell in den Bingham-plastischen Zustand/hohe
Viskosität zurückkehren. Die Stabilität ist ebenfalls von
primärer Bedeutung, d. h. beim längeren Stehen soll es nicht
signifikant zu einer Phasentrennung oder einem Auslaufen
kommen.
Die DE-OS 36 19 460 betrifft wäßrige thixotrope Ton/Wasser
suspensionen als Geschirreinigungsmittel, die Salze lang
kettiger Fettsäuren von mehrwertigen Metallen wie Aluminium
stearat als physikalische Stabilisierungsmittel enthalten.
Die Zusammensetzungen nach dieser Anmeldung zeigen eine
verbesserte physikalische Stabilität und Verbesserung gegen
Phasentrennung der Reinigungsmittel gegenüber den tonhalti
gen Zusammensetzungen, die Aluminiumstearat nicht erhalten.
Die Salze mehrwertiger Metalle der langkettigen Fettsäuren
sind jedoch stark wasserabstoßend und bringen spezielle
Probleme, die bestimmte Arten von Mischvorrichtungen sowie
streng einzuhaltende Bedingungen des Mischverfahrens erfor
dern.
Das Verfügbarmachen von gelförmigen Reinigungsmitteln für
Geschirrspülautomaten, welche die obigen Eigenschaften auf
weisen, hat sich, anders als bei den Verbesserungen der oben
genannten DE-OS, somit weitgehend als problematisch erwie
sen, insbesondere von Zusammensetzungen für Haushaltsge
schirrspüler. Um wirksam zu sein, wird im allgemeinen
empfohlen, daß das Reinigungsmittel für Geschirrspülauto
maten, das im folgenden als ADD (automatic dishwashing
detergent) bezeichnet wird, einen Gehalt aufweist an (1)
Natriumtripolyphosphat (NaTPP), um Wasser weich zu machen
oder die wasserhartmachenden Mineralien zu binden und
Schmutz zu emulgieren und/oder zu peptisieren; (2) Natrium
silikat, um die zur wirksamen Reinigung notwendige Alkalini
tät sowie Schutz von Glasur und Muster von Porzellan zu
gewährleisten; (3) Natriumcarbonat, dessen Zugabe im allge
meinen anheim gestellt wird, zur Erhöhung der Alkalinität;
(4) eine Chlor freisetzende Substanz zur Unterstützung der
Entfernung von Schmutzteilchen, die zu Wasserflecken führen;
und (5) Entschlämmungsmittel/Tensid zur Schaumverringerung,
wodurch die Effizienz in der Maschine erhöht und die
erforderliche Reinigungskraft gewährleistet wird. Siehe
beispielsweise SDA Detergents in Depth, "Formulations
Aspects of Machine Dishwashing", Thomas Oberle (1974).
Reinigungsmittel, die den zuvor beschriebenen Zusammenset
zungen in etwa entsprechen, sind meistens Flüssigkeiten oder
Pulver. Eine Kombination derartiger Bestandteile in einer in
Haushaltsmaschinen wirksamen Gelform hat sich als schwierig
gezeigt. Im allgemeinen weisen derartige Zusammensetzungen
kein Hypochloritbleichmittel auf, da dieses zur Reaktion mit
anderen chemisch aktiven Bestandteilen, besonders Tensiden
neigt. So beschreibt US-PS 41 15 308 thixotrope Pasten für
Geschirrspülautomaten mit einem Gehalt an Suspendiermittel,
z. B. CMC, synthetischen Tonen oder dergleichen; anorga
nischen Salzen inklusive Silikaten, Phosphaten und Polyphos
phaten; einer geringen Menge an Tensid und einem Schaumdämp
fer. Bleichmittel werden nicht genannt. Der Gegenstand von
US-PS 41 47 650 ist einigermaßen ähnlich, wobei nach Belie
ben Chlor(Hypochorit)bleichmittel, jedoch kein organisches
Tensid oder Schaumdämpfungsmittel enthalten ist. Das Produkt
ist ferner als ein Waschmittelbrei ohne sichtbare thixotrope
Eigenschaften beschrieben.
US-PS 39 85 668 beschreibt polierende Reinigungsmittel gel
artiger Konsistenz mit einem Gehalt an (1) suspendierendem
Agens, vorzugsweise Tontypen wie Smectit und Attapulgit; (2)
polierenden Substanzen, z. B. Kieselsäuresand oder Perlit;
und (3) Füllstoff aus pulvrigen Polymeren geringer Dichte,
expandiertem Perlit und dergleichen, der Auftrieb besitzt
und damit eine stabilisierende Wirkung auf die Zusammenset
zung ausübt zusätzlich dazu, daß er Masse bzw. Volumen
liefert, wodurch er Wasser ersetzt, das ansonsten wegen
Auslaufens oder Leckens und Phasendestabilisierung zur
Bildung einer unerwünschten, oben schwimmenden Schicht ver
fügbar wäre. Die zuvor genannten Bestandteile sind die
wesentlichen. Gegebenenfalls zuzugebende Bestandteile um
fassen Hypochloritbleichmittel, bleichmittelbeständiges Ten
sid und Puffer, z. B. Silikate, Carbonate und Monophosphate.
Builder wie NaTTP können als weitere beliebige Bestandteile
eingebaut werden, um als Gerüststoff zu wirken oder die
Gerüststoffunktion zu ergänzen, die von dem Puffer nicht
geleistet wird, wobei die Menge an solchem Builder 5% der
Gesamtzusammensetzung gemäß dieser Patentschrift nicht über
steigt. Die Aufrechterhaltung der erwünschten (höheren als)
pH-10 Werte wird durch die Puffer/Builderbestandteile er
reicht. Der hohe pH-Wert soll die Zersetzung des Chlor
bleichmittels und unerwünschte Wechselwirkung zwischen Ten
sid und Bleichmittel minimieren. Schaumkiller werden nicht
genannt.
In den britischen Patentanmeldungen 21 16 199A und
21 40 450A (der Anmelderin) werden flüssige ADD-Zusammenset
zungen beschrieben, die sich in erwünschter Weise durch
thixotrope, gelartige Struktur auszeichnen und in die
verschiedene Bestandteile eingebaut sind, die für wirksame
Reinigung in Geschirrspülautomaten notwendig sind. Die
normalerweise gelartige wäßrige Reinigungsmittelzusammenset
zung für Geschirrspülautomaten mit thixotropen Eigenschaften
enthält auf Gewichtsbasis folgende Bestandteile:
- (a) 5 bis 35% Alkalitripolyphosphat;
- (b) 2,5 bis 20% Natriumsilikat;
- (c) 0 bis 9% Alkalicarbonat;
- (d) 0,1 bis 5% chlorbleichbeständiges, wasserdispergierbares organisches reinigungsaktives Material;
- (e) 0 bis 5% chlorbleichbeständigen Schaumdämpfer;
- (f) Chlorbleichmittel in einer etwa 0,2 bis 4% verfügbares Chlor liefernden Menge;
- (g) thixotropen Verdicker in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung einen Thixotropieindex von etwa 2,5 bis 10 zu gewährleisten;
- (h) Natriumhydroxid, falls erforderlich, zum Einstellen des pH-Wertes; und
- (i) Wasser als Rest.
Derartig formulierte ADD-Zusammensetzungen sind schaumarm,
leicht im Waschmedium löslich und am wirksamsten bei
pH-Werten, die am besten verbesserte Reinigung ergeben,
nämlich pH-Werte von 10,5 bis 14. Die Zusammensetzungen
haben normalerweise gelartige Konsistenz, sind also hoch
viskose, opake gallertartige Materialien mit Bingham-pla
stischem Charakter und besitzen daher relativ hohe Fließ
grenzen. Dementsprechend ist eine bestimmte Scher- bzw.
Schubkraft zum Initiieren oder Steigern des Fließens er
forderlich, wie man sie in dem Bewegung ausgesetzten
Verteilerfach eines angeschalteten Geschirrspülautomaten
vorfindet. Unter diesen Bedingungen wird die Zusammensetzung
schnell fluidisiert und leicht dispergiert. Wenn die Schub
kraft wegfällt, kehrt die fluide Zusammensetzung schnell in
einen hochviskosen, Bingham-plastischen Zustand zurück, der
ihrer vorherigen Konsistenz nahe kommt.
US-PS 45 11 487 beschreibt eine schwach schäumende Reini
gungspaste für Geschirrspüler. Das patentierte thixotrope
Reinigungsmittel besitzt eine Viskosität von mindestens
30 Pa · s bei 20°C, was mit einem drehenden Viskometer bei
einer Spindelgeschwindigkeit von 5 UpM bestimmt wird. Die
Zusammensetzung basiert auf einem Gemisch von feinteiligem
hydratisierten Natriummetasilikat, einer aktiven Chlorver
bindung und einem Verdickungsmittel, bei dem es sich um ein
blättriges Silikat vom Hectorittyp handelt. Es können
geringe Mengen an Niotensiden und Alkalicarbonaten und/oder
-hydroxiden verwendet werden.
Die Bildung von Organotonen durch Wechselwirkung von Tonen
wie Bentonit und Hectorit mit organischen Verbindungen wie
quartären Ammoniumsalzen wurde ebenfalls beschrieben (W.S.
Mardis, JAOCS, Band 61, Nr. 2, Seite 382 (1984)).
Obgleich diese bekannten flüssigen ADD-Formulierungen nicht
oder zu einem geringeren Grad einen oder mehrere der oben
beschriebenen Nachteile zeigen, hat man festgestellt, daß
weitere Verbesserungen der physikalischen Stabilität zu
niederen Kosten erwünscht sind, um die Lagerfähigkeit des
Produkts und damit seine Verbrauchsakzeptanz zu verbessern.
Zwar besitzt die in der erwähnten DE-OS 36 19 460 beschrie
bene Kombination von Tonverdicker und mehrwertigem Metall
fettsäuresalz als Stabilisator zufriedenstellende Langzeit
stabilität wie Nichtauftreten von Phasentrennung bei Zeit
spannen von bis zu 12 Wochen und länger, doch ist es
erwünscht, die Stabilität noch weiter zu verbessern, um die
Phasentrennung bis zu 6 Monate oder länger zu verhindern.
Außerdem machen die Anwendung der bekannten Stabilisatoren,
z. B. der Fettsäuresalzstabilisator mehrwertiger Metalle und
Tonverdicker eine spezielle Zugabefolge der verschiedenen
Bestandteile erforderlich. Auch ist eine genaue Kontrolle
der Verfahrensbedingungen bei der Formulierung der Zusammen
setzung kritisch, um die erwünschten thixotropen Eigenschaf
ten und das gedämpfte Schaumverhalten zu erzielen.
Höchst erwünscht erscheint es gleichfalls, die physikalische
Stabilität von anderen thixotropen Flüssigformulierungen auf
Tonbasis wie beispielsweise von Scheuermitteln, Zahnpasten,
Flüssigseifen und dergleichen zu erhöhen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, nicht absetzende
Additive für thixotrope Ton/Wassersuspensionen zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, zu niederen
Kosten flüssige ADD-Zusammensetzungen verfügbar zu machen,
die thixotrope Eigenschaften mit verbesserter Stabilitäts-
und rheologischen Eigenschaften besitzen, indem man Alkali
salze von Fettsäuren anstelle der teureren Salze mehrwerti
ger Metalle von Fettsäuren verwendet.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin,
thixotrope flüssige ADD-Zusammensetzungen mit verringertem
Gehalt an thixotropem Verdicker zu schaffen, ohne daß die im
allgemeinen hohen Viskositäten bei niederen Schubraten und
die niedrigeren Viskositäten bei hohen Schubraten, welche
charakteristisch für die erwünschten thixotropen Eigenschaf
ten sind, zu beeinträchtigen.
Allgemeiner gesagt, ist es eine Aufgabe der Erfindung, die
Stabilität von wäßrigen thixotropen Zusammensetzungen auf
Tonbasis, besonders von flüssigen Reinigungspasten oder
-gelen für Geschirrspülautomaten zu schaffen, indem man in
die Ton/Wassersuspension eine geringe Menge eines Alkali
fettsäuresalzes einbaut, das wirksam die scheinbare Visko
sität der Formulierung erhöht und das Absetzen suspendierter
Teilchen sowie Phasenseparation verhindert.
Anders als die Salze langkettiger Fettsäuren von mehr
wertigen Metallen können die Alkalifettsäuresalze der Erfin
dung leicht in das Produkt eingebaut werden, beispielsweise
indem man sie mit den Tensiden emulgiert oder sie direkt der
Zusammensetzung zugibt. Die Verfahrensbedingungen zur Formu
lierung der Zusammensetzung sind nicht kritisch. Die Alkali
fettsäuresalze werden leicht in der Zusammensetzung disper
giert. Die Zugabe der Alkalifettsäuresalze erlaubt die
Verringerung der Menge an Ton, die in Abwesenheit der
Fettsäuresalze erforderlich wäre. Außerdem können die rheo
logischen Eigenschaften des Produkts fein durch Regulierung
der Menge des der Zusammensetzung zugesetzten Alkalifett
säuresalzes abgestimmt werden.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung, die aus der
folgenden detaillierten Beschreibung und deren bevorzugten
Ausbildungsweisen hervorgehen, werden dadurch erreicht, daß
man in eine normalerweise gelartige, wäßrige flüssige
Zusammensetzung eine geringe aber wirksame Menge eines
physikalischen Stabilisators einbaut, und zwar eines Alkali
fettsäuresalzes. Insbesondere wird gemäß einer bevorzugten
und speziellen Ausbildungsweise der Erfindung ein normaler
weise gelartiges Reinigungsmittel für Geschirrspülautomaten
geschaffen, das eine geeignete Menge eines Alkalifettsäure
salzes enthält, das die scheinbare Viskosität der Formulie
rung wirksam erhöht und das Absetzen der suspendierten
Teilchen wie Builder und thixotroper Ton verhindert.
Zur Lösung dieses Aspekts wird gemäß der Erfindung ein
normalerweise gelartiges wäßriges Reinigungsmittel für Ge
schirrspülautomaten vorgeschlagen, welches thixotrope Eigen
schaften besitzt und einen Gehalt, bezogen auf das Gewicht,
aufweist, an:
- (a) 5 bis 35% Alkalitripolyphosphat;
- (b) 2,5 bis 20% Natriumsilikat;
- (c) 0 bis 9% Alkalicarbonat;
- (d) 0,1 bis 5% chlorbleichbeständigem, wasserdispergier baren organischen reinigenden Aktiv- oder Tensidmate rial;
- (e) 0 bis 5% chlorbleichbeständigem Schaumdrücker;
- (f) chlorbleichender Verbindung in einer 0,2 bis 4% Chlor verfügbar machenden Menge;
- (g) thixotropem Verdicker in einer einen Thixotropieindex der Zusammensetzung etwa 2,5 bis 10 zu gewährleisten den Menge; und
- (h) 0 bis 8% Natriumhydroxid;
- (i) einem Alkalifettsäuresalz in einer die scheinbare Viskosität und physikalische Stabilität der Zusammen setzung steigernden Menge; und
- (j) Wasser als Rest.
In diesem Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren
zum Reinigen von Geschirr in einem Geschirrspülautomaten mit
einem wäßrigen Waschbad, das eine wirksame Menge des
flüssigen Reinigungsmittels der oben beschriebenen Zusammen
setzung enthält. Nach diesem Aspekt der Erfindung kann
dieses Reinigungsmittel leicht in das Verteilerfach des
Geschirrspülautomaten gegossen werden und wird innerhalb von
einigen Sekunden prompt zu seinem normalen gelartigen oder
pastösen Zustand verdicken, in welchem es sicher in dem
Verteilerfach verbleibt, bis erneut darauf Schub- oder
Scherkräfte angewandt werden, beispielsweise durch Sprüh
wasser aus dem Geschirrspüler.
Die Erfindung basiert auf der überraschenden Entdeckung, daß
die gleichen oder verbesserte rheologische Eigenschaften und
physikalische Stabilität, d. h. Widerstandsfähigkeit gegen
Phasenseparation, Absetzen, usw. wie in den früheren flüssi
gen wäßrigen ADD-Zusammensetzungen zu niedrigeren Kosten und
ohne besondere Erfordernisse bei der Herstellung dadurch
erhalten werden können, daß man der Zusammensetzung eine
wirksame stabilisierende Menge eines Alkalifettsäuresalzes
anstelle des Fettsäuresalzes eines mehrwertigen Metalls
zusetzt. Gleichfalls kann man Verbesserungen der Wirkung
gegenüber Flecken und Filmen (d. h. weniger Flecken und
geringere Filmbildung) erzielen.
Überraschenderweise haben Formulierungen, hergestellt zum
Beispiel mit 0,03 bis 0,2% Alkalifettsäure, ausgezeichnete
rheologische Eigenschaften und sind bis zu 6 Monaten lager
stabil.
Im allgemeinen besteht eine direkte Beziehung zwischen der
LADD-Wirksamkeit und (a) verfügbaren Chlormengen; (b) Alka
linität; (c) Löslichkeit im Waschmedium und (d) Schauminhi
bierung. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, daß der pH-Wert
der LADD-Zusammensetzung mindestens etwa 9,5, vorzugsweise
etwa 10,5 bis 14,0 und am meisten bevorzugt mindestens etwa
11,5 ist. Die Anwesenheit von Carbonat ist ebenfalls häufig
erforderlich, da es als Puffer wirkt und dazu beiträgt, den
pH-Wert auf dem gewünschten Niveau zu halten. Überschüssiges
Carbonat muß jedoch vermieden werden, da es die Bildung
nadelartiger Carbonatkristalle verursachen kann, wodurch die
Stabilität, sowie die Abgebbarkeit des Produkts beispiels
weise aus Quetschtubenflaschen beeinträchtigt wird.
Kaustische Soda (NaOH) hat die weitere Funktion der Neutra
lisierung von als Schaumdämpfer gegebenenfalls anwesendem
Phosphorsäure- oder Phosphonsäureester. Die Anwesenheit von
etwa 0,5 bis 6 Gew.-% NaOH und etwa 2 bis 9 Gew.-%
Natriumcarbonat in der Zusammensetzung ist typisch, doch sei
vermerkt, daß durch NaTTP und Natriumsilikat ausreichende
Alkalinität gewährleistet werden kann.
Das in der Zusammensetzung (LADD) in einem Bereich von etwa
8 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise etwa 20 bis 30 Gew.-% angewandte
NaTTP soll vorzugsweise frei von Schwermetall sein, welches
dazu neigt, das bevorzugte Natriumhypochlorit sowie andere
Chlorbleichmittel zu zersetzen oder zu inaktivieren. Das
NaTPP kann wasserfrei oder hydratisiert sein einschließlich
des stabilen Hexahydrats mit einem Hydrationsgrad von 6
entsprechend etwa 18 Gew.-% Wasser oder mehr. Besonders
bevorzugte flüssige Geschirreinigungsmittel werden bei
spielsweise erhalten, wenn man ein 0,5/1 bis 2/1 Gewichts
verhältnis von wasserfreiem/hexahydriertem NaTPP verwendet,
wobei Werte von 1/1 besonders bevorzugt sind.
Die Schauminhibierung ist wichtig, um die Wirksamkeit des
Reinigungsmittels für Geschirrspülmaschinen zu erhöhen und
die destabilisierenden Wirkungen zu minimieren, die in dem
Geschirrspüler bei Anwendung durch Vorhandensein einer
übermäßigen Schaummenge auftreten können. Der Schaum kann in
zufriedenstellender Weise durch geeignete Auswahl von Art
und/oder Menge der waschaktiven Substanz, welche die haupt
sächliche schaumerzeugende Komponente ist, verringert wer
den. Der Schaumgrad hängt auch etwas von der Härte des
Waschwassers in der Maschine ab, wobei eine geeignete
Einstellung der Mengen an NaTPP, das eine wasserweich
machende Wirkung besitzt, dazu beitragen kann, den erwünsch
ten Grad an Schaumhemmung zu gewährleisten. Jedoch kann man,
falls ein schwach schäumendes flüssiges Geschirrreinigungs
mittel für Geschirrspülautomaten erwünscht ist, in optimaler
Weise einen chlorbleichbeständigen Schaumdämpfer oder -inhi
bitor einbauen. Besonders wirksam sind die Alkylphosphon
säureester der Formel
die zum Beispiel von BASF-Wyandotte (PCUK-PAE) erhältlich
sind, insbesondere die sauren Alkylphosphatester der Formel
die beispielsweise von Hooker (SAP) und Knapsack (LPKn-158)
erhalten werden können, wobei eine oder beide R-Gruppen in
jedem Estertyp unabhängig eine C₁₂- bis C₂₀-Alkylgruppe
bedeuten können. Mischungen der beiden Typen oder beliebige
andere chlorbleichbeständige Typen oder Mischungen von Mono-
und Diester des gleichen Typs können verwendet werden.
Besonders bevorzugt ist ein Gemisch von sauren Mono- und
Di-C₁₆- bis C₁₈-alkylphosphatestern wie sauren Monostearyl/Di
stearylphosphaten 1,2/1 (Knapsack) oder 4/1 (UGINE
KULHPLAN). Falls in der Zusammensetzung Schaumdrücker ver
wendet wird, sind Mengen von 0,1 bis 5, vorzugsweise etwa
0,1 bis 0,5 Gew.-% typisch, wobei das Verhältnis von wasch
aktiver Substanz (d) zu Schaumdrücker (i) im allgemeinen in
dem Bereich von etwa 10/1 bis 1/1 und vorzugsweise etwa 5/1
bis 1/1 liegt. Andere anwendbare Entschäumungsmittel um
fassen beispielsweise die bekannten Silikone. Darüber hinaus
ist es ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, daß viele
der stabilisierenden Alkalisalze langkettiger Fettsäuren wie
Natriumstearat auch als Schaumkiller wirken.
Wenngleich beliebige Chlorbleichverbindungen in den Zusammen
setzungen der Erfindung einsetzbar sind wie Dichlor-iso
cyanurat, Dichlor-dimethylhydantoin oder chloriertes TSP ist
Alkali-, z. B. Kalium-, Lithium-, Magnesium- und insbesondere
Natriumhypochlorit bevorzugt. Die Zusammensetzung soll ge
nügend chlorbleichende Verbindung enthalten, um etwa 0,2 bis
4,0 Gew.-% Chlor verfügbar zu machen, was beispielsweise
durch Ansäuern von 100 Teilen der Zusammensetzung mit
überschüssiger Chlorwasserstoffsäure bestimmt wird. Eine
Lösung mit einem Gehalt von 0,2 bis 4,0 Gew.-% Natriumhypo
chlorit enthält oder macht grob gerechnet die gleiche
Prozentmenge an Chlor verfügbar. Etwa 0,8 bis 1,6 Gew.-%
verfügbares Chlor ist besonders bevorzugt. Beispielsweise
kann vorteilhaft Natriumhypochlorit (NaOCl)-Lösung mit etwa
11 bis etwa 14% verfügbarem Chlor in Mengen von etwa 3 bis
20, vorzugsweise etwa 7 bis 12 Gew.-% verwendet werden.
Das Natriumsilikat, welches Alkalinität und Schutz harter
Oberflächen wie feiner Glasur und Muster von Porzellan
gewährleistet, wird in einer Menge von etwa 2,5 bis 20,
vorzugsweise etwa 5 bis 15 Gew.-% der Zusammensetzung ver
wendet. Das Natriumsilikat wird im allgemeinen in Form einer
wäßrigen Lösung, vorzugsweise in einem Na₂O/SiO₂-Verhältnis
von etwa 1/2 bis 1/2,8 zugesetzt.
Das erfindungsgemäß brauchbare reinigungsaktive Material muß
in Anwesenheit von Chlorbleichmittel, insbesondere Hypochlo
ritbleichmittel, beständig sein und umfaßt vorzugsweise die
organischen anionischen, Aminoxid-, Phosphinoxid-, Sulfoxid-
oder wasserdispergierbaren Betaintenside, wobei die zuerst
genannten anionischen Tenside am meisten bevorzugt sind. Sie
werden in Mengen von etwa 0,1 bis 5, vorzugsweise etwa 0,3
bis 2,0% eingesetzt. Gemäß Erfindung besonders bevorzugte
Tenside sind die linearen oder verzweigten Alkalimo
no- und/oder di-(C₈- bis C₁₄)-alkyldiphenyloxidmono- und/oder
-disulfate oder -disulfonate, die im Handel beispielsweise
als DOWFAX® 3B-2 und DOWFAX® 2A-1 erhältlich sind. Außerdem
soll das Tensid mit den anderen Bestandteilen der Zusammen
setzung verträglich sein. Andere geeignete Tenside umfassen
primäre Alkylsulfate, Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate und
sekundäre Alkylsulfate. Beispiele sind Natrium-C₁₀- bis C₁₈-al
kylsulfate wie Natriumdodecylsulfat und Natriumtalgalkohol
sulfat; Natrium-C₁₀- bis C₁₈-alkansulfonate wie Natriumhexa
decyl-1-sulfonat und Natrium-C₁₂- bis C₁₈-alkylbenzolsulfo
nate wie Natriumdodecylbenzolsulfonat. Die entsprechenden
Kaliumsalze können ebenfalls verwendet werden.
Andere geeignete Tenside oder waschaktive Substanzen sind
die Aminoxidtenside, die meist die Struktur R₂R¹N-O aufwei
sen, worin jedes R eine niedere Alkylgruppe, z. B. Methyl
bedeutet und R¹ eine langkettige Alkylgruppe mit 8 bis
22 Kohlenstoffatomen ist wie beispielsweise eine Lauryl-,
Myristyl-, Palmityl- oder Cetylgruppe. Anstelle eines Amin
oxids kann ein entsprechendes Phosphinoxid R₂R¹PO oder
Sulfoxid RR¹SO angewandt werden. Betaintenside haben meist
die Struktur R₂R¹NR′COO-, worin jedes R eine niedere
Alkylengruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet. Spe
zielle Beispiele dieser Tenside sind Lauryldimethylaminoxid,
Myristyldimethylaminoxid, die entsprechenden Phosphinoxide
und Sulfoxide, und die entsprechenden Betaine einschließlich
Dodecyldimethylammoniumacetat, Tetradecyldiethylammoniumpen
tanoat, Hexadecyldimethylammoniumhexanoat und dergleichen.
Aus Gründen der Bioabbaubarkeit sollen die Alkylgruppen in
diesen Tensiden linear sein; diese Verbindungen sind bevor
zugt.
Tenside des vorstehenden Typs sind bekannt und beispiels
weise in den US-PS 39 85 668 und 42 71 030 beschrieben.
Thixotrope Verdicker, z. B. Verdicker oder Suspendiermittel,
die ein wäßriges Medium thixotrop machen, sind bekannt und
können organisch oder anorganisch, wasserlöslich, wasserdis
pergierbar oder kolloidbildend, sowie monomer oder polymer
sein und sollen natürlich in diesen Zusammensetzungen
beständig sein, beispielsweise beständig gegenüber hoher
Alkalinität und Chlorbleichmitteln wie Natriumhypochlorit.
Die besonders bevorzugten umfassen im allgemeinen die
anorganischen kolloidbildenden Tone vom Smectit- und/oder
Attapulgittyp. Diese Materialien wurden im allgemeinen in
Mengen von etwa 1,0 bis 10, vorzugsweise etwa 1,2 bis
5 Gew.-% angewandt, um den in GB 21 16 199A sowie
GB 21 40 450A beschriebenen (oben erwähnten) LADD-Formulie
rungen die erwünschten thixotropen sowie Bingham-plastischen
Eigenschaften zu vermitteln. Einer der Vorteile der erfin
dungsgemäßen LADD-Formulierungen besteht darin, daß die er
wünschten thixotropen Eigenschaften sowie der Bingham-plastische
Charakter in Anwesenheit der Stabilisatoren, nämlich der
Alkalifettsäuresalze, mit geringeren Mengen an thixotropen
Verdickern erzielbar sind. Beispielsweise sind im allge
meinen Mengen an anorganischem kolloidbildenden Ton vom
Smectit- und/oder Attapulgittyp im Bereich von etwa 0,1 bis
3, vorzugsweise 0,2 bis 2,5, besonders 0,1 bis 2% ausrei
chend, um die erwünschten thixotropen Eigenschaften und
Bingham-Plastizität zu erzielen, wenn sie in Kombination mit
dem physikalischen Stabilisator angewandt werden.
Smectittone umfassen Montmorillonit (Bentonit), Hectorit,
Attapulgit, Smectit, Saponit und dergleichen. Montmorillo
nittone sind bevorzugt und unter Handelsnamen wie Thixo
gel® Nr. 1 und Gelwhite® GP, H usw. von Georgia Kaolin
Company sowie ECCAGUM® GP, H usw. von Luthern Clay Products
erhältlich. Attapulgittone umfassen die Materialien, die im
Handel unter dem Handelsnamen Attagel® erhältlich sind, d. h.
Attagel® 40, Attagel® 50 und Attagel® 150, und zwar von
Engelhard Minerals and Chemicals Corporation. Mischungen aus
Smectit- und Attapulgitarten in Gewichtsverhältnissen von
4/1 bis 1/5 sind für die Erfindung ebenfalls brauchbar.
Verdicker oder Suspendiermittel der vorstehenden Arten sind
bekannt und beispielsweise in der oben genannten US-PS
39 85 668 beschrieben. Schleifmittel oder Poliermittel sol
len in den LADD-Zusammensetzungen vermieden werden, da sie
die Oberfläche von feinem Geschirr, Kristall und dergleichen
beschädigen können.
Die Menge an in diesen Zusammensetzungen enthaltenem Wasser
soll natürlich weder so hoch sein, daß unangemessen geringe
Viskosität und hohe Fluidität entwickelt wird, noch so
gering, daß unzulässig hohe Viskosität und geringe Fließ
fähigkeit entsteht, wobei in jedem Fall die thixotropen
Eigenschaften verringert oder gestört wären. Eine solche
Menge wird leicht durch Routineversuche in jedem Einzelfall
bestimmt und liegt im allgemeinen bei 30 bis 75, vorzugs
weise etwa 35 bis 65 und besonders bevorzugt bei etwa 35 bis
45%. Auch soll das Wasser vorzugsweise entmineralisiert oder
weichgemacht sein.
Insoweit entspricht die Beschreibung des LADD-Produkts
sofern nichts anderes angegeben ist, den Zusammensetzungen
der oben genannten GB-Patentanmeldungen 21 16 199A und
21 40 450A der Anmelderin.
Die LADD-Produkte dieser bekannten Anmeldungen zeigen ver
bessertes rheologisches Verhalten, was durch Prüfen der
Produktviskosität als Funktion der Schub- oder Scherrate
bestimmt wird. Die Zusammensetzungen besaßen höhere Viskosi
tät bei einer geringen Scherrate und eine geringere Viskosi
tät bei einer hohen Scherrate, wobei diese Daten eine
wirksame Fluidisierung und Gelierung deutlich innerhalb des
Scherratenbereichs zeigen, der in Standardgeschirrspülern
vorhanden ist. Praktisch bedeutet dies verbesserte Gieß- und
Verarbeitungseigenschaften sowie geringeres Auslaufen oder
Lecken aus dem Verteilerfach im Vergleich mit früheren
flüssigen oder gelförmigen ADD-Produkten. Bei angewandten
Scherraten entsprechend 3 bis 30 Upm reichten die Viskositä
ten (Brookfield) dementsprechend von etwa 10 000 bis
30 000 cPs bis zu etwa 3000 bis 7000 cPs, was bei Zimmertem
peratur mit einem LVT-Brookfield-Viskometer nach 3 Minuten
mit einer Spindel Nr. 4 gemessen wurde. Eine Schubrate von
7,4 sec-1 entspricht einer Spindel UpM von etwa 3. Ein etwa
10facher Anstieg der Schubgeschwindigkeit oder Schubrate
erzeugt eine etwa 3- bis 9fache Verringerung der Viskosi
tät. Mit den früheren ADD-Gelen betrug die entsprechende Ver
ringerung der Viskosität nur etwa das 2fache. Ferner war
mit diesen Zusammensetzungen die bei etwa 3 UpM genommene
Anfangsviskosität nur etwa 2500 bis 2700 cPs. Die älteren
Zusammensetzungen der Anmelderin zeigen somit Anfangs- oder
Schwellenfluidisierungen bei niedrigeren Schubraten und in
signifikant größerem Ausmaß in Termen schrittweise Zunahme
der Schubrate gegen schrittweise Abnahme der Viskosität.
Diese Eigenschaft der früheren LADD-Produkte ist zusammen
gefaßt in Termen eines Thixotropieindex (TI), der das
Verhältnis der scheinbaren Viskosität bei 3 UpM und 30 UpM
darstellt. Die früheren Zusammensetzungen haben einen TI von
2 bis 10. Die getesteten LADD-Zusammensetzungen zeigten eine
beträchtliche und schnelle Rückkehr zur Konsistenz des
vorherigen Ruhezustands bei Abbrechen der Schubkraft.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, daß
die physikalische Beständigkeit, d. h. Widerstandsfähigkeit
gegen Phasentrennung, Absetzen usw. der flüssigen wäßrigen
ADD-Zusammensetzungen gemäß DE-OS 36 19 460 und GB
21 16 199A und 21 40 450 signifikant verbessert werden kann
bzw. nicht beeinträchtigt wird, während gleichzeitig zu
geringen Kosten die scheinbare Viskosität der Formulierung
signifikant erhöht und die physikalische Stabilität verbes
sert werden kann, indem man der Zusammensetzung eine geringe
aber wirksame Menge eines Alkalifettsäuresalzes zusetzt.
Als Beispiel für die Verbesserung der rheologischen Eigen
schaften wurde gefunden, daß bei niederen Schubraten, z. B.
bei einer Spindel UpM von etwa 3, die scheinbare Viskosität
häufig auf das 2- bis 3fache durch Einbau einer so geringen
Menge wie 0,2% oder weniger, z. B. 0,15%, des Alkalifettsäu
resalzstabilisators erhöht werden kann. Gleichzeitig kann
die physikalische Stabilität in einem solchen Ausmaß verbes
sert werden, daß sogar nach einer langen Zeit, beispielswei
se nach 6 Monaten Altern bei 20°C (RT) die Zusammensetzun
gen, welche die Alkalifettsäuresalzstabilisatoren enthalten,
keinerlei sichtbare Phasentrennung erleiden.
Die bevorzugten Alkalifettsäuresalze sind die von höheren
aliphatischen Fettsäuren von etwa 8 bis etwa 24, vorzugs
weise etwa 10 bis 24 und besonders bevorzugt etwa 12 bis
22 Kohlenstoffatomen inklusive dem Kohlenstoffatom der Carb
oxylgruppe der Fettsäure. Der aliphatische Rest kann gesät
tigt oder ungesättigt, geradkettig oder verzweigt sein.
Geradkettige gesättigte Fettsäuren sind bevorzugt. Mischun
gen von Fettsäuren können verwendet werden, beispielsweise
solche natürlicher Herkunft wie Talgfettsäure, Kokosfettsäu
re, Sojafettsäure usw. oder solche synthetischer Herkunft
aus industriellen Herstellungsverfahren.
Beispiele für zur Herstellung der Stabilisatoren geeignete
Fettsäuren sind Decansäure, Dodecansäure, Palmitinsäure,
Myristinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Oleinsäure, Eico
sansäure, Talgfettsäure, Kokosfettsäure, Sojafettsäure, Mi
schungen dieser Säuren usw. Behensäure, Stearinsäure und
gemischte Fettsäuren sind bevorzugt, wobei Behensäure am
meisten bevorzugt ist.
Die geeigneten Alkalimetalle werden aus der Gruppe IA des
Periodensystems gewählt. Diese Metalle sind Li, Na, K, Rb,
Cs und Fr. Na und K sind bevorzugt, wobei Na am meisten
bevorzugt ist.
Als Alkalimetall kann auch das Ammoniumkation verwendet
werden. Die Chlorbleichmittel sollen jedoch nicht mit den
Ammoniumfettsäuresalzstabilisatoren verwendet werden, da
diese nicht mit Chlorbleichmitteln verträglich sind. In
Formulierungen, in denen man die Ammoniumfettsäurestabilisa
toren verwendet, kann man das Chlorbleichmittel weglassen
oder anstelle des Chlorbleichmittels ein oxidierendes Enzym
verwenden.
Die Redoxenzyme, die auch als Oxidoreduktaseenzyme bekannt
sind, kann man in der vorliegenden Erfindung anwenden. Diese
Enzyme katalysieren chemische Reduktionen und Oxidationen
und sind beteiligt beim chemischen Abbau von Nachrungsmit
teln, die auf dem zu reinigenden Geschirr usw. verbleiben.
Geeignete anwendbare Enzyme sind Glucoseoxidase, Katalase
und Lipoxidaseenzyme.
In den Formulierungen der Erfindung kann man auch pro
teolytische und amylolytische Enzyme sowie Mischungen der
selben verwenden. Die zur Anwendung geeigneten proteoly
tischen Enzyme umfassen flüssige, pulverförmige oder brei
förmige Enzympräparate. Geeignete flüssige Enzympräparate
sind beispielsweise "Alcalase" und "Esperase", die von Novo
Industries, Kopenhagen, Dänemark, verkauft werden. Es können
flüssige Protease- und flüssige Amylase-Enzyme verwendet
werden. Geeignete flüssige alpha-Amylaseenzympräparate wer
den von Novo Industries und Gist-Brocades unter den Handels
namen "Termamyl"® bzw. "Maxamyl"® verkauft.
Die Enzyme können in Mengen von etwa 0,5 bis 3, vorzugsweise
etwa 0,5 bis 2,0 und besonders etwa 0,5 bis 1,5% angewandt
werden.
Natürlich ist die Anwendung der Alkalifettsäuresalze, beson
ders der Na-, K- und Ammoniumsalze als Stabilisierungsmittel
wegen ihrer bekanntermaßen geringen Toxizität in den LADD-
Zusammensetzungen besonders vorteilhaft ebenso wie bei
vielen anderen Anwendungen, bei welchen die erfindungsgemäße
Zusammensetzung mit Gegenständen in Kontakt kommt oder
kommen kann, die zur Handhabung, Lagerung oder zum Servieren
von Nahrngsmitteln gebraucht werden oder die in anderer
Weise mit Menschen oder Tieren in Kontakt kommen oder von
diesen verbraucht werden. Für diesen Zweck sind die Natrium-
und Kaliumstearate als insgesamt sichere Nahrungsmitteladdi
tive besonders bevorzugt. Ein anderer ausgesprochener Vor
teil bei der Anwendung der Alkalifettsäuresalze als Stabili
satoren liegt in ihren niederen Kosten im Vergleich mit den
Fettsäuresalzen mehrwertiger Metalle.
Viele der Alkalifettsäuresalze sind im Handel erhältlich,
beispielsweise ist Natriumstearat leicht erhältlich.
Gemischte Fettsäuren wie die natürlich vorkommenden Säuren,
z. B. Kokossäure, können ebenso wie gemischte Fettsäuren aus
technischen Herstellungsverfahren ebenfalls mit Vorteil als
preiswerte, doch effektive Quelle für Fettsäuren zur Anwen
dung bei der Herstellung der Alkalisalze verwendet werden.
Die zur Erzielung der gewünschten Steigerung der physi
kalischen Stabilität und scheinbaren Viskosität angewandte
Menge an Alkali- bzw. Ammoniumfettsäuresalzstabilisatoren
hängt von solchen Faktoren ab wie der Art des Alkali
fettsäuresalzes, der Art und der Menge des thixotropen
Agens, des Tensides, der anorganischen Salze, besonders TPP,
anderer LADD-Bestandteile sowie den beabsichtigten Lage
rungs- und Verschiffungsbedingungen.
Im allgemeinen gewährleisten jedoch Mengen an Alkali- bzw.
Ammoniumfettsäuresalzstabilisatoren in dem Bereich von etwa
0,001 bis 1, vorzugsweise etwa 0,01 bis 0,2, besonders
bevorzugt von etwa 0,05 bis 0,2% die Erhöhung der schein
baren Viskosität und Langzeitstabilität sowie das Nicht
auftreten von Phasenseparation beim Stehen oder während des
Transports sowohl bei niederen als auch erhöhten Temperatu
ren, wie es für ein Handelsprodukt notwendig ist.
Aus den folgenden Beispielen ist zu ersehen, daß je nach den
Mengen, Verhältnissen sowie der Art der physikalischen
Stabilisatoren und thixotropen Agenzien die Zugabe der
Alkalifettsäuresalze nicht nur die physikalische Stabilität
erhöht, sondern gleichzeitig auch eine Steigerung der schein
baren Viskosität bewirkt.
Das Verfahren zur Formulierung der Zusammensetzungen ist
nicht kritisch.
- 1. Nach einer Methode zur Herstellung dieser Zusammen setzungen soll man zuerst alle anorganischen Salze, d. h. Carbonat (falls angewandt), Silikat und Tripolyphosphat in dem wäßrigen Medium lösen oder dispergieren. Das Verdickungsmittel wird zuletzt zugegeben. Der Schaum dämpfer (falls angewandt) wird vorher als wäßrige Dispersion bereitet, ebenso wie das Verdickungsmittel. Die Schaumdämpferdispersion, kaustische Soda (falls angewandt) und die anorganischen Salze werden zuerst bei erhöhten Temperaturen in wäßriger Lösung (entminerali siertes Wasser) vermischt und dann unter durchgehendem Rühren gekühlt. Anschließend gibt man das Bleichmittel, Tensid, den Alkalifettsäuresalzstabilisator sowie die Verdickerdispersion bei Zimmertemperatur zu der gekühl ten (25 bis 30°C) Lösung. Mit Ausnahme der Chlorbleich mittelverbindung liegt die Gesamtsalzkonzentration (NaTPP, Natriumsilikat und Carbonat) im allgemeinen bei etwa 20 bis 50, vorzugsweise etwa 30 bis 40 Gew.-% der Zusammensetzung.
- 2. Eine bevorzugte Methode zum Mischen der Bestandteile der LADD-Formulierungen besteht darin, zuerst eine Mischung aus Wasser, Schaumdämpfer (falls angewandt), Tensid, Alkalifettsäuresalz als physikalischem Stabilisator und thixotropem Agens, z. B. Ton, zu bilden. Diese Bestand teile werden miteinander unter Bedingungen starker Scherung vermischt, wobei man vorzugsweise bei Zimmer temperatur beginnt, um eine gleichmäßige Dispersion zu bilden. Zu diesem Vorgemisch werden die restlichen Bestandteile unter Mischbedingungen geringer Scherung eingegeben. Beispielsweise gibt man die erforderliche Menge des Vorgemischs in einen Mischer niederer Scherung und gibt anschließend unter Vermischen die restlichen Bestandteile entweder nacheinander oder gleichzeitig zu. Vorzugsweise werden die Bestandteile nach und nach zugegeben, obgleich es nicht notwendig ist, die Zugabe eines Bestandteils zu vollenden bevor man mit der Zugabe des nächsten Bestandteils beginnt. Außerdem kann man einen oder mehrere Bestandteile in Portionen teilen und zu verschiedenen Zeiten zugeben. Gute Ergebnisse erzielt man, wenn man die restlichen Bestandteile in folgender Reihenfolge zugibt: Natriumhydroxid, Alkalicarbonat, Natriumsilikat, Alkalitripolyphosphat (hydratisiert), Alkalitripolyphosphat (wasserfrei oder bis zu 5% Was ser), Bleichmittel (vorzugsweise Natriumhypochlorit) und Natriumhydroxid.
- 3. Nach einer weiteren Methode der Durchführung der Erfin
dung werden die Bestandteile einfach in der angegebenen
Reihenfolge unter mildem Rühren zugegeben.
Gew.-% Entmineralisiertes Wasser|34 bis 45 Farbstoff 1 bis 3 Ton 0,2 bis 4 Alkali- oder Ammoniumfettsäuresalz, Stabilisator 0,01 bis 0,2 organisches Tensid, Aktivmaterial 0,1 bis 5 schaumverhinderndes Agens 0,1 bis 5 NaOH 0,5 bis 6 Natriumcarbonat (Sodaasche) 2 bis 9 Natriumsilikat 5 bis 15 Natriumtripolyphosphat 20 bis 30 Natriumhypochlorit (13% verfügbares Chlor) 0,2 bis 4
Bei jeder der obigen drei Methoden können spezielle Alkali
fettsäuresalze und/oder Gemische von Alkalifettsäuresalzen
verwendet werden.
In diese Zusammensetzungen kann man andere übliche Bestand
teile in geringen Mengen, meist unter etwa 3 Gew.-% einbauen,
wie z. B. Parfum, hydrotrope Substanzen wie Natriumbenzol-,
-toluol-, -xylol- und -cumolsulfonate, Schutzstoffe, Farb
stoffe und Pigmente und dergleichen, die natürlich alle
gegenüber der chlorbleichenden Verbindung und der hohen
Alkalinität (Eigenschaften aller Komponenten) beständig
sind. In Formulierungen mit Gehalt an einem Ammoniumfettsäu
resalzstabilisator kann man anstelle des Chlorbleichmittels
Enzyme wie Glucoseoxidase, Katalase, Lipoxidase, proteoly
tische und amylolytische Enzyme verwenden. Besonders bevor
zugt zum Färben sind die chlorierten Phthalocyanine und
Polysulfide von Aluminiumsilikat, die angenehme grüne bzw.
blaue Tönungen ergeben. TiO₂ kann zum Weißen oder Neutrali
sieren von Fehlfärbungen angewandt werden.
Die flüssigen ADD-Zusammensetzungen der Erfindung werden
leicht in an sich bekannter Weise zum Waschen von Geschirr
und dergleichen in einem wäßrigen Waschbad, welches eine
wirksame Menge der Zusammensetzung enthält, in einem Ge
schirrspülautomaten mit einem geeigneten Verteilerfach ein
gesetzt.
Obgleich die Erfindung insbesondere anhand ihrer Anwendung
auf flüssige Reinigungsmittel für Geschirrspülautomaten
beschrieben wurde, ist für den Fachmann ohne weiteres
ersichtlich, daß die durch die Zugabe der Alkali- und
Ammoniumfettsäuresalze erreichten Vorteile, nämlich die
erhöhte scheinbare Viskosität sowie erhöhte physikalische
Stabilität der thixotropen Suspension auf Tonbasis in
gleicher Weise auch mit anderen thixotropen Suspensionen auf
Tonbasis erzielbar sind, wie beispielsweise mit den in der
genannten US-PS 39 85 668 beschriebenen Scheuerpasten.
Die in den folgenden, die Erfindung erläuternden Beispielen
genannten Mengen und Verhältnisse beziehen sich alle auf das
Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist.
Um die Wirkung des Alkalifettsäuresalzstabilisators, z. B.
von Natriumstearat, zu zeigen, wurde eine flüssige ADD-For
mulierung wie folgt hergestellt:
% | |
Entmineralisiertes Wasser | |
41,10 | |
kaustische Soda, Lösung (50% NaOH) | 2,20 |
Natriumcarbonat, wasserfrei | 5,00 |
Natriumsilikat, 47,5%ige Lösung von Na₂O/SiO₂ in einem Verhältnis von 1/2,4 | 15,74 |
Natrium TPP (im wesentlichen wasserfrei, d. h. 0 bis 5%, besonders 3% Feuchtigkeit) (Thermphos NW) | 12,00 |
Natrium TPP (Hexahydrat) (Thermphos N hexa) | 12,00 |
Man kühlte das Gemisch auf 25 bis 30°C und setzte unter
fortgesetztem Rühren folgende Bestandteile bei Zimmertempe
ratur zu:
% | |
Natriumhypochloritlösung (11% verfügbares Chlor) | |
9,00 | |
Monostearylphosphat | 0,16 |
DOWFAX® 3B-2 (45% Na-monodecyl/didecyldiphenyloxiddisulfonat, wäßrige Lösung | 0,80 |
physikalischer Stabilisator (Fettsäure oder Fettsäuresalz) | X |
Pharmagel H | 2,00 |
Es wurden drei Formulierungen hergestellt mit X=0%,
X=0,10% Aluminiumstearat und X=0,2% Natriumstearat. Die
Formulierungen wurden durch Einstellung der Wassermenge auf
100% gebracht.
Das (gegebenenfalls) als Schaumdämpfer eingesetzte Mono
stearylphosphat sowie die waschaktive Substanz DOWFAX® 3B-2
und der Natriumstearatstabilisator wurden dem Gemisch kurz
vor dem Pharmagel H Verdicker zugegeben.
Ansatz 1 war eine Vergleichsformulierung, welche das Mono
stearylphosphat als schaumverhinderndes Agens enthielt,
jedoch kein Fettsäuremetallsalz als Stabilisator.
Ansatz 2 war eine Vergleichsformulierung zu Ansatz 1 unter
Zusatz von Aluminiumstearat als Stabilisator gemäß DE-OS
36 19 460.
Ansatz 3 war die Formulierung gemäß Erfindung, in welcher
Natriumstearat als Stabilisator Verwendung fand.
Bei jeder dieser erhaltenen flüssigen Additivformulierungen
wurde wie in Tabelle 1 gezeigt die scheinbare Viskosität bei
3 und 30 UpM bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in
Tabelle 1 angegeben.
Aus den in Tabelle 1 wiedergegebenen Daten kann man folgende
Schlüsse ziehen:
Der Einbau von 0,1% Aluminiumstearat in eine 2% Pharmagel H
enthaltende Formulierung gemäß Ansatz 2 (Vergleich) führt zu
einer Steigerung der scheinbaren Viskosität gegenüber An
satz 1 (Vergleich).
Der Einbau von 0,2% Natriumstearat in eine 2% Pharmagel H
enthaltende Formulierung gemäß Ansatz 3 (Erfindung) führt zu
einem signifikanten Anstieg der scheinbaren Viskosität im
Vergleich mit beiden Vergleichsansätzen 1 und 2.
Die folgende gelartige thixotrope flüssige ADD-Formulierung
wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile in der
angegebenen Reihenfolge hergestellt.
Gew.-% | |
Entmineralisiertes Wasser | |
42,983 | |
Farbstoff | 0,007 |
Ton | 1,000 |
lineares Polyphosphat mit etwa 26 Phosphatgruppen (Glass H) | 0,120 |
Natriumstearat | 0,200 |
45%ige wäßrige Lösung von Na-monodecyl/didecyldiphenyloxiddisulfonat (DOWFAX® 3B-2) | 0,800 |
molares 2/1-Gemisch von Mono/Di-(C₁₆- bis C₁₈)-alkylestern der Phosphorsäure als schaumverhinderndes Agens (LPKN-158) | 0,160 |
kaustische Soda, Lösung (50% NaOH) | 2,400 |
Natriumcarbonat (wasserfrei) | 6,990 |
Natriumsilikat, 47,5%ige Lösung von Na₂/SiO₂ im Verhältnis 1/2,4 | 13,730 |
Natriumtripolyphosphat | 24,000 |
Natriumhypochloritlösung (11% verfügbares Chlor) | 7,610 |
100,00 |
Um die Stabilität der Zusammensetzung zu vergleichen, wurden
ähnliche Formulierungen hergestellt, in welchen das Natrium
stearat weggelassen, durch Aluminiumstearat oder durch
Stearinsäure ersetzt wurde. Die Formulierungen wurden
daraufhin getestet, welcher Prozentsatz derselben sich aus
der Lösung nach 6wöchigem Stehen bei 38°C und nach
6monatigem Stehen bei Zimmertemperatur (20°C) absetzte. Die
erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2
angegeben.
Um die Wirkung der in der Formulierung angewandten Tonmenge
zu bestimmen, wurde die Formulierung von Beispiel 2 mit 0,2%
Natriumstearat und verschiedenen Mengen (zwischen 0,5 und
2,0%) an Ton hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3
angegeben.
Mit der Wassermenge wurde auf 100% eingestellt.
Die in Tabelle 3 angegebenen Daten zeigen, daß durch Zugabe
einer geringen Menge Natriumstearat im wesentlichen die
gleichen oder verbesserte Ergebnisse der Stabilität unter
Verwendung geringer Tonmengen erhalten werden können.
Das folgende gelartige thixotrope flüssige Geschirrspül
mittel wurde durch einfaches Vermischen der Bestandteile in
der angegebenen Reihenfolge hergestellt.
Bestandteil | |
Gew.-% | |
Natriumsilikat (47,5%ige Lösung von Na₂/SiO₂ im Verhältnis 1/2,4) | |
13,73 | |
Monostearylphosphat | 0,16 |
45%ige wäßrige Lösung von Na-monodecyl/didecyl-diphenyloxiddisulfonat | 0,36 |
Thermphos NW | 12,0 |
Thermphos N hexa | 12,0 |
Natriumstearat | 0,2 |
Natriumcarbonat, wasserfrei | 6,99 |
kaustische Soda, Lösung (50% NaOH) | 3,1 |
Pharmagel H | 1,0 |
Natriumhypochloritlösung (11%) | 1,0 |
Wasser | Rest |
Der Formulierung kann man auch geringe Mengen an Parfum,
Farbstoff usw. zusetzen.
Die Formulierung wurde getestet und erwies sich als bestän
dig. Sie besaß gute thixotrope Eigenschaften.
Das Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei das Natriumhypo
chloritbleichmittel weggelassen und Ammoniumstearat als
Stabilisator verwendet wurde. Die Formulierung wurde ge
testet und erwies sich als beständig. Sie hatte gute
thixotrope Eigenschaften.
Beispiel 3 wurde erneut wiederholt, wobei Ammoniumstearat
als Stabilisator angewandt und anstelle des Chlorbleich
mittels 1% Glucoseoxidase-Enzym verwendet wurde. Die
Formulierung wurde getestet. Sie erwies sich als beständig
und hatte gute thixotrope Eigenschaften.
Zusätzlich zu der überlegenen physikalischen Stabilität,
Thixotropie und der Reinigungswirkung bringt die Erfindung
den signifikanten Vorteil, daß die spezielle Zugabefolge der
jeweiligen Bestandteile nicht notwendig ist. Alle Bestand
teile können in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig in
einen einzigen Topf, Mischer usw. gegeben werden und gerührt
werden, bis man ein gleichmäßiges homogenes Gemisch erhalten
hat. Das Mischen kann bei Zimmertemperatur oder erhöhter
Temperatur erfolgen. Es ist nicht notwendig irgendwelche
Bestandteile vorzumischen oder verschiedene Schermischbedin
gungen anzuwenden.
Claims (25)
1. Flüssige wäßrige thixotrope Zusammensetzung, enthaltend
- - Ton als thixotropes Agens,
- - eine wirksame Menge mindestens eines Alkali- oder Ammoniumfettsäuresalzes zum Erhöhen der scheinbaren Viskosität sowie der physikalischen Stabilität der Zusammensetzung,
- - Wasser, und
- - mindestens einen weiteren Bestandteil der Gruppe aus organischen Tensiden, pH-Modifizierungsmitteln, Chlorbleichmitteln, Buildern, Enzymen, Sequestrier mitteln, Schauminhibitoren sowie Gemischen der selben.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Alkali- oder Ammoniumfettsäuresalz eine Fett
säure mit etwa 8 bis 24 Kohlenstoffatomen oder ein
Gemisch von 2 oder mehreren solchen Fettsäuren umfaßt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Alkali- oder Ammoniumfettsäuresalz eine Fett
säure mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen umfaßt.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Alkali- oder Ammoniumfettsäuresalz Stearin
säure umfaßt.
5. Wäßrige, thixotrope Zusammensetzung für Geschirr
spülautomaten, gekennzeichnet durch einen gewichts
bezogenen ungefähren Gehalt an
- (a) 5 bis 35% Alkalitripolyphosphat;
- (b) 2,5 bis 20% Natriumsilikat;
- (c) 0 bis 9% Alkalicarbonat;
- (d) 0,1 bis 5% wasserdispergierbarem organischen Tensid (Aktivmaterial);
- (e) 0 bis 5% Schaumdämpfer;
- (f) thixotropem Verdicker in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung ein Thixotropie index von etwa 2 bis 10 zu gewährleisten;
- (g) 0 bis 8% Natriumhydroxid;
- (h) Alkali- oder Ammoniumfettsäuresalz als physi kalischem Stabilisator in einer wirksamen Menge, um die scheinbare Viskosität und die physikalische Stabilität der Zusammensetzung zu erhöhen; und
- (i) als Rest Wasser.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der physikalische Stabilisator, nämlich
das Alkali- oder Ammoniumfettsäuresalz (h), eine
aliphatische Fettsäure von etwa 10 bis 24 Kohlenstoff
atomen umfaßt.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Fettsäure etwa 12 bis 22 Kohlenstoffatome
besitzt.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der physikalische Stabilisator (h) ein Alkali-
oder Ammoniumstearinsaures Salz ist.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Alkalimetall des physikalischen Stabili
sators (h) aus der Gruppe aus NH₄, Na und K gewählt
ist.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 5, daß der physikalische
Stabilisator (h) in einer Menge von etwa 0,001 bis
1,0% anwesend ist.
11. Wäßrige thixotrope Zusammensetzung für Geschirrspül
automaten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
- (a) 5 bis 35% Alkalitripolyphosphat;
- (b) 2,5 bis 20% Natriumsilikat;
- (c) 0 bis 9% Alkalicarbonat;
- (d) 0,1 bis 5% chlorbleichbeständigem wasserdisper gierbaren organischen Tensid (Aktivmaterial);
- (e) 0 bis 5% chlorbleichbeständigem Schaumdrücker;
- (f) Chlorbleichmittel in einer Menge, die etwa 0,2 bis 4% verfügbares Chlor gewährleistet;
- (g) thixotropem Verdicker in einer ausreichenden Menge, um der Zusammensetzung einen Thixotropie index von etwa 1 bis 10 zu gewährleisten.
- (h) 0 bis 8% Natriumhydroxid;
- (i) einem Alkalifettsäuresalz als physikalischem Stabilisator in einer wirksamen Menge zum Steigern der scheinbaren Viskosität und der physikalischen Stabilität der Zusammensetzung; und
- (j) Wasser als Rest.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der physikalische Stabilisator (i), nämlich
das Alkalifettsäuresalz, in einer Menge von etwa
0,01 bis 0,5% anwesend ist.
13. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß das als physikalischer Stabilisator (i)
dienende Alkalifettsäuresalz in einer Menge von etwa
0,05 bis 0,2% vorhanden ist.
14. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der thixotrope Verdicker (g) ein anorga
nischer, kolloidbildender Ton ist.
15. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Ton ein Montmorillonitton, Attapulgitton,
Hectoritton oder Smectitton ist.
16. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Menge des Tonverdickers im Bereich von
etwa 0,1 bis 3% liegt.
17. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Menge des Tonverdickers in dem Bereich
von etwa 0,1 bis 2,5% liegt.
18. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß sie etwa 0,05 bis 0,2% des physikalischen
Stabilisators (i) und etwa 0,1 bis 2 Gew.-% eines
anorganischen, kolloidbildenden Tons als thixotropen
Verdicker (g) enthält.
19. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß sie etwa 0,05 bis 0,2% physikalischen Stabili
sator (i) und etwa 0,10 bis 2% anorganischen kolloid
bildenden Ton als thixotropen Verdicker (g) enthält.
20. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß das Chlorbleichmittel (f) Natriumhypochlorit
ist.
21. Zusammensetzung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß sie etwa 0,1 bis 0,5% des Schaumdrückers
(e) enthält.
22. Zusammensetzung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich
net, daß der Schaumdrücker ein saurer Alkylphosphat
ester oder ein saurer Alkylphosphonsäureester ist,
der eine oder zwei C₁₂- bis C₂₀-Alkylgruppen oder
ein Gemisch derselben enthält.
23. Zusammensetzung nach Anspruch 11, gekennzeichnet
durch einen pH-Wert von 10,5 bis etwa 13,5.
24. Verfahren zum Reinigen von beschmutztem Geschirr,
dadurch gekennzeichnet, daß man das schmutzige Ge
schirr in einem Geschirrspülautomaten mit einem wäßri
gen Waschbad in Berührung bringt, in dem eine wirksame
Menge der Zusammensetzung von Anspruch 5 dispergiert
ist.
25. Verfahren zum Verbessern der Stabilität einer wäßrigen,
gelartigen thixotropen Zusammensetzung mit einem
geringen, jedoch wirksamen Gehalt an einem thixo
tropen Tonagens, dadurch gekennzeichnet, daß man
in die Zusammensetzung ein Alkali- oder Ammoniumfett
säuresalz einbaut, bei dem die Fettsäure etwa 10
bis 24 Kohlenstoffatome aufweist.
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