DE60208493T2

DE60208493T2 - Verfahren zur Herstellung einer Reinigungsmitteltablette

Info

Publication number: DE60208493T2
Application number: DE60208493T
Authority: DE
Inventors: Peter William Unilever R & D Vlaardi Appel; Unilever R & D Vlaardingen Clive E. MARSHMAN
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: ATE315077T1; EP1418224B1; DE60208493D1; ES2254602T3; EP1418224A1

Description

Diese Erfindung betrifft Reinigungszusammensetzungen in Form von Tabletten, beispielsweise zur Verwendung beim Textilwaschen oder Maschinengeschirrspülen.
Waschmittelzusammensetzungen in Tablettenform haben Vorteile gegenüber pulverförmigen Produkten dahingehend, dass sie nicht das Abmessen erfordern und leichter zu handhaben und in die Waschladung zu dosieren sind.
Tabletten von einer Reinigungszusammensetzung werden im Allgemeinen durch Verpressen oder Verdichten einer Menge der Zusammensetzung in Teilchenform hergestellt.
Tabletten, die zwei oder mehrere getrennte Bereiche umfassen, wurden auch beschrieben. Beispielsweise beschreibt WO 01/42416 die Herstellung von Mehrphasenformkörpern, die eine Kombination von Kernformkörpern und einem teilchenförmigen Premix umfassen. WO 00/61717 beschreibt eine Waschmitteltablette, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teil ihrer äußeren Oberfläche glatt ist. WO 00/04129 beschreibt eine Mehrphasenwaschmitteltablette, umfassend eine erste Phase in Form von einem Formkörper mit mindestens einer Formhöhle darin und eine zweite Phase in Form eines teilchenförmigen Feststoffs, der in die Formhöhle gepresst ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Reinigungstabletten bereitzustellen, die eine glatte Phase umfassen, wobei die glatte Phase eine geeignete Oberflächenglätte aufweist und mit einer hohen Geschwindigkeit bei relativ geringen Kosten hergestellt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer glatten Tablette oder Phase davon bereitzustellen, wobei die Auswahl an Materialien und das Herstellungsverfahren die Herstellung von Tabletten mit guter Leistung und guter Konsistenz und Textur bei geringen Kosten erlaubt.
Obwohl die Erfindung eine glatte Einphasentablette betrifft, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Reinigungstablette bereitgestellt, die eine Vielzahl an diskreten Bereichen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Bereich der Tablette ein glatter Bereich ist und mindestens ein zweiter Bereich der Tablette ein fester Bereich von verdichtetem teilchenförmigem Material ist.
Ein Verfahren zur Herstellung von glatten Phasen, das in Reinigungstabletten verwendet werden kann, ist erstens, eine große Menge, beispielsweise einen extrudierten Strang oder einen Klotz des Materials, bereitzustellen, gefolgt von Teilen dieser Menge in kleineren Mengen, beispielsweise durch Schneiden.
Ein Problem mit dem Schneideverfahren von diesen Materialien besteht jedoch häufig darin, dass das Schneiden zu einer unebenen Oberfläche und/oder zur Verformung der erhaltenen Stücke oder Scheiben führt.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die glatte Zusammensetzung zur Verwendung in Reinigungstabletten durch Anwenden eines Hochfrequenz- oder Strahlschneideverfahrens vorteilhaft in glatte Teile geteilt werden kann.
Folglich betrifft in einem ersten Aspekt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer eine glatte Phase umfassenden Reinigungstablette, wobei die Herstellung der glatten Phase den Schritt von Hochfrequenzschneiden oder Strahlschneiden eines Reinigungsmaterials umfasst.
Vorzugsweise umfasst das Reinigungsmaterial 10 bis 90 Gewichtsprozent Nichtseifentenside und 0 bis 20 Gewichtsprozent Wasser.
Vorzugsweise sind die Tabletten (und die glatten Phasen) der Erfindung von zylindrischer Form, wobei die zwei Hauptoberflächen (obere Seite und Bodenseite) im Wesentlichen eben sind. Vorzugsweise sind die glatten Phasen Scheiben aus Reinigungsmaterial beispielsweise mit einem Durchmesser von 1 bis 10 cm (vorzugsweise 2 bis 6 cm) und einer Höhe von 0,1 bis 5 cm (vorzugsweise 0,3 bis 1,5 cm).
Wie vorstehend ausgewiesen, können die erfindungsgemäßen Tabletten Einphasentabletten sein, welche vorwiegend durch die wie vorstehend beschriebene glatte Phase aufgebaut sind. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft jedoch eine Mehrphasentablette, wobei die glatte Phase vorliegt und zusätzlich eine oder mehrere andere Phasen vorliegen. Geeigneterweise können diese zusätzlichen Phasen glatt oder fest sein. Besonders geeignet sind feste Phasen, die aus verdichteten teilchenförmigen Feststoffen zusammengesetzt sind.
Die Bereiche einer Mehrphasentablette sind möglicherweise getrennte Schichten innerhalb einer Tablette. Jedoch könnte auch ein diskreter Bereich einer Tablette andere Formen, beispielsweise einen oder mehrere Kern(e) oder Einschub/Einschübe, aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Bereich eine glatte Schicht und der zweite Bereich ist eine Schicht von verdichtetem teilchenförmigem Material. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Bereich ein Kern oder Einschub von glattem Material, das in den zweiten Bereich, der eine Schicht von verdichtetem teilchenförmigem Material ist, eingebettet ist.
Wenn die Tablette eine glatte Einphasentablette ist, dann wird vorzugsweise das Gewicht von dieser Tablette 5 bis 200 g, bevorzugter 10 bis 100 g, besonders bevorzugt 15 bis 50 g, sein.
Wenn die Tablette eine Mehrphasentablette ist, die die erfindungsgemäße glatte Phase umfasst, dann liegt die glatte Phase vorzugsweise als ein unterscheidbarer Bereich, vorzugsweise mit einem Gewicht von 2 bis 20 g, bevorzugter 3 bis 10 g, vor. Vorzugsweise haben die anderen Phasen zusammen ein Gewicht von 10 bis 50 g, bevorzugter 15 bis 40 g.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke bezieht sich der Begriff glatte Phase auf Zusammensetzungen, die einerseits fest genug sind, um ihre Form bei Umgebungstemperatur beizubehalten, und andererseits im Aussehen glatt sind. Glatte Texturen haben im Allgemeinen geringe oder keine Porosität und haben – bei normalem Betrachterabstand – das Aussehen einer kontinuierlichen Phase, beispielsweise entgegengesetzt zu porösem oder teilchenförmigem Aussehen eines verdichteten teilchenförmigen Materials.
Es wurde gefunden, dass die Anwendung von Hochfrequenzschneide- oder Strahlschneideverfahren zur Gewinnung der glatten Phase ein sehr attraktives Aussehen für die glatten Phasen, beispielsweise ein sehr glattes Aussehen und wenig oder keine Verformung während der Schneidephase, bereitstellen kann.
Vorzugsweise ist die glatte Phase transparent oder durchscheinend. Vorzugsweise bedeutet dies, dass die Zusammensetzung eine optische Durchlässigkeit von mindestens 10%, besonders bevorzugt 20%, noch bevorzugter 30%, über eine Weglänge von 0,5 cm bei 25°C aufweist. Diese Messungen können, unter Anwenden eines Perkin Elmer UV/VIS Spektrometers Lambda 12 oder eines Brinkman PC801 Colorimeters, bei einer Wellenlänge von 520 nm, unter Anwendung von Wasser als 100%-Standard, erhalten werden.
Die Transparenz oder das Durchscheinen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen schließt nicht aus, dass die Zusammensetzung gefärbt ist, beispielsweise durch Zusatz eines Farbstoffs, vorausgesetzt, dass er keine wesentlichen Abstriche in der Klarheit nach sich zieht.
In einer vorteilhaften, erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die glatte Phase 20–80 Gewichtsprozent Nichtseifentenside (bezogen auf das Gesamtgewicht der glatten Phase), bevorzugter 25 bis 75 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt 30 bis 70 Gewichtsprozent. Es wurde gefunden, dass die Kombination eines getrennten, glatten ersten Bereichs und dieser hohen Tensidanteile sehr gute dispergierende und reinigende Eigenschaften der Tablette bereitstellt.
Vorzugsweise umfassen die Nichtseifentenside in dem ersten Bereich eine Kombination von anionischen Tensiden und nichtionischen Tensiden in einem Gewichtsverhältnis von 5:1 bis 1:5, bevorzugter 3:1 bis 1:3, besonders bevorzugt 2:1 bis 1:2. Weiterhin können Tenside, beispielsweise kationische Tenside, gleichfalls bei einem Anteil von beispielsweise 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des glatten Teils, vorliegen.
Zusätzlich zu den Nichtseifentensiden kann der glatte Bereich außerdem feste Materialien, wie Mineralsalze, Zucker oder strukturierende Seifen, beispielsweise mit einem Anteil von 2 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des glatten Teils, bevorzugter 3 bis 70 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt 5 bis 40 Gewichtsprozent, umfassen. Beispiele für geeignete Salze sind zum Beispiel lösliche Salze, wie Acetat, Citrat, Harnstoff. Die Anwendung von diesen Materialien kann vorteilhafterweise zu verbesserten strukturierenden und/oder verbesserten Auflösungseigenschaften der glatten Phase führen.
Der glatte Bereich der Tablette kann auch Verdünnungsmittelmaterialien, beispielsweise Polyethylenglycol, Dipropylenglycol, Isopropanol oder (Mono)propylenglycol, enthalten. Vorzugsweise ist der Anteil von diesen Verdünnungsmitteln 0 bis 40 Gewichtsprozent, bevorzugter 1 bis 20, besonders bevorzugt 4 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der glatten Phase.
Die glatte Phase umfasst keinen oder nur einen geringen Anteil an Wasser. Vorzugsweise ist der Anteil an Wasser weniger als 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der glatten Phase, bevorzugter weniger als 15 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt 5 bis 12 Gewichtsprozent. Besonders bevorzugt sind die glatten Phasen im Wesentlichen frei von Wasser, was bedeutet, dass ein Teil von den geringen Anteilen an Feuchtigkeit (beispielsweise zur Neutralisation oder als Kristallwasser) ohne zusätzlich zugegebenes Wasser vorliegt.
Vorzugsweise ist das Gesamtgewicht an Tensiden in der glatten Phase 2 bis 20 g, bevorzugter 3 bis 10 g.
Vorzugsweise umfasst die glatte Phase keinen oder nur einen geringen Anteil an Bestandteilen, wie Builder, Bleichmittelaktivatoren und Bleichmittelmaterialien. Vorzugsweise ist der Anteil von diesen Bestandteilen in der glatten Phase weniger als 5 Gewichtsprozent.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Tablette eine Mehrphasentablette sein, wobei die Phasen, anders als die wie vorstehend beschriebene glatte Phase, keinen oder nur einen geringen Anteil an Tensiden umfassen. Vorzugsweise ist der Anteil an Tensiden in den anderen Phasen weniger als 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht der Phasen), bevorzugter 0 bis 9 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt 1 bis 8 Gewichtsprozent.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Reinigungstabletten einen ersten glatten Bereich (wie vorstehend beschrieben), in Kombination mit einem zweiten Bereich der Tablette, der einen festen Bereich darstellt, beispielsweise hergestellt durch Verdichtung einer teilchenförmigen Zusammensetzung.
Obwohl der zweite Bereich Tensidmaterialien umfassen kann, umfasst dieser Bereich vorzugsweise Bestandteile der Tablette, die von Tensiden verschieden sind. Beispiele für diese Bestandteile sind zum Beispiel Builder, Bleichmittelsystem, Enzyme, usw. Vorzugsweise liegen die Builder in der Tablette vorwiegend in dem zweiten Bereich vor. Vorzugsweise liegt das Bleichmittelsystem vorwiegend in dem zweiten Bereich vor. Vorzugsweise liegen die Enzyme vorwiegend in dem zweiten Bereich vor. Für den erfindungsgemäßen Zweck bezieht sich, sofern nicht anders ausgewiesen, der Begriff „vorwiegend vorliegend" auf eine Situation, worin mindestens 90 Gewichtsprozent eines Bestandteils in dem zweiten Bereich, be vorzugter mehr als 98 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt im Wesentlichen 100 Gewichtsprozent, vorliegen.
Die vorstehende Beschreibung der Tablette wurde mit Bezug auf eine Tablette, die aus zwei Bereichen aufgebaut ist, gegeben. Es wird jedoch verständlich sein, dass jeder der Bereiche aus einer begrenzten Anzahl von diskreten Bereichen zusammengesetzt sein kann. Beispielsweise kann der erste, glatte Bereich ein einzelner diskreter Teil der Tablette sein, kann jedoch auch eine begrenzte Anzahl (d.h. 1–5) diskreter glatter Teile sein. Vorzugsweise ist jeder von diesen glatten Teilen mindestens 1 g, auch vorzugsweise ist jeder von diesen glatten Teilen im Wesentlichen von der gleichen Zusammensetzung. Wenn auf die Zusammensetzung oder das Gewicht des ersten Bereichs Bezug genommen wird, ist es verständlich, dass sich dies auf das Gesamtgewicht und die Zusammensetzung von diesen glatten Teilen bezieht.
In ähnlicher Weise kann der feste zweite Bereich von einer begrenzten Anzahl (d.h. 1–5) von festen Teilen, beispielsweise getrennten Schichten in der Tablette, zusammengesetzt sein. Vorzugsweise hat jeder von diesen Teilen ein Gewicht von mindestens 10 g, auch bevorzugt ist jeder von den festen Teilen im Wesentlichen von der gleichen Zusammensetzung. Wenn Bezug auf die Zusammensetzung oder das Gewicht des zweiten Bereichs genommen wird, ist es verständlich, dass sich dies auf das Gesamtgewicht und die Zusammensetzung von diesen festen Teilen bezieht.
Zusätzlich zu dem ersten glatten Bereich und dem festen zweiten Bereich können die erfindungsgemäßen Reinigungstabletten gegebenenfalls weitere Bereiche umfassen, beispielsweise kann die Tablette teilweise oder vollständig beschichtet sein.
Die erfindungsgemäßen Reinigungstabletten werden vorzugsweise zuerst durch Herstellen eines glatten Teils hergestellt. Vorteilhafterweise kann die Herstellung der glatten Phase das Erhitzen des Reinigungsmaterials, gefolgt von Küh len, einschließen. Vorteilhafterweise kann die Herstellung von Reinigungsmaterial Extrusion beinhalten.
Extrusionsverfahren für Waschgegenstände sind bekannt, beispielsweise beschreibt WO 01/02532 die Extrusion von Waschgegenständen mit einem Druck von weniger als 10 bar.
Vorzugsweise werden Extrusionsverfahren das Bilden einer extrudierbaren Masse beinhalten, die dann anschließend aus einer Extrusionsvorrichtung extrudiert wird und gegebenenfalls dann in Teile von gewünschter Größe und Gewicht geteilt wird. Gegebenenfalls können die glatten Teile dann gehärtet werden.
Gemäß der Erfindung beinhaltet das Teilen ein Hochfrequenzschneide- oder Strahlschneideverfahren. Beispiele für Hochfrequenzschneideverfahren sind Ultraschallschneiden und gerichtetes Energieschneiden, beispielsweise durch Anwenden von gerichtetem Laserlicht oder Ultraschall. Beispiele für Strahlschneiden sind Luft- oder Wasserstrahlschneiden.
Ultraschallschneidevorrichtungen werden beispielsweise in EP 783 399 und US 6070509 beschrieben und beinhalten im Allgemeinen eine oszillierende Schneidevorrichtung, beispielsweise ein vibrierendes Messer. Ultraschallschneidemaschinen können beispielsweise bei oszillierenden Frequenzen zwischen 10 und 50 kHz, bevorzugter 20 bis 40 kHz, arbeiten.
Gerichtetes Energieschneiden wendet im Allgemeinen gerichtete Strahlen von Hochfrequenzstrahlung, wie Ultraschall oder Licht (beispielsweise Laserlicht, wie zum Beispiel von einem CO₂-Laser), an. Beispiele für Laservorrichtungen zum Schneiden werden in WO 00/48764, EP 1083019 und WO 01/38242 beschrieben.
Strahlschneideverfahren beinhalten die gerichtete Anwendung von Strömen von Flüssigkeit von Gasen, beispielsweise Luft, oder anderen Gasen, wie CO₂ oder Stickstoff, oder Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser oder Propylenglycol. Typischerweise wird der Druck des Stroms 6,9·10⁴ bis 6,9·10⁵ kPa (10000 bis 100000 psi), bevorzugter 1,38·10⁵ bis 5,52·10⁵ kPa (20000 bis 80000 psi), besonders bevorzugt 2,07·10⁵ bis 3,45·10⁵ kPa (30000 bis 50000 psi) (1 psi entspricht 6,9 kPa), sein. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Fließstrahlen 0,025 mm bis 0,25 mm, bevorzugter 0,08 bis 0,20 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,15 mm. Beispiele für Flüssigschneidevorrichtungen werden beispielsweise in WO 00/69290 und US 4640300 beschrieben. Beispiele für Gasschneidevorrichtungen werden in US 4471895 beschrieben. Wenn vorzugsweise Luft oder Dampf als das Schneidegas verwendet wird, wird es bei erhöhter Temperatur von 50 bis 500°C, bevorzugter 60 bis 250°C, verwendet.
Die extrudierbare Masse hat vorzugsweise vor der Extrusion eine erhöhte Anfangstemperatur von beispielsweise 60 bis 120°C, bevorzugter 70 bis 90°C. Vorzugsweise wird die extrudierbare Masse während der Herstellung der glatten Masse gekühlt, beispielsweise zu einer Endtemperatur von 20°C, und dann extrudiert. Wenn Extrusion verwendet wird, kann diese geringe Temperatur beispielsweise die Temperatur bei der Extrusionsdüse, beispielsweise 10 bis 40, vorzugsweise 15 bis 25, besonders bevorzugt bei Umgebungstemperatur (20°C), sein.
Nach der Herstellung und dem Teilen des glatten Teils kann die erfindungsgemäße Reinigungstablette vorteilhafterweise hergestellt werden durch ein Verfahren, umfassend die Schritte von:

(a) Einfügen einer teilchenförmigen Zusammensetzung in eine Tablettenform,
(b) Einfügen von einem oder mehreren glatten Teilen in die Tablettenform,
(c) Verdichten der teilchenförmigen Zusammensetzung, unter Bildung einer verdichteten Tablette, umfassend diskrete Bereiche, wobei der erste Bereich durch die glatten Teile gebildet wird und der zweite Bereich durch die verdichtete teilchenförmige Zusammensetzung gebildet wird.

Vorzugsweise findet Schritt (a) vor Schritt (b) statt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die teilchenförmige Zusammensetzung bei einer Kraft von 0,1 bis 20 kN/cm² zwischen Schritten (a) und (b) vorverdichtet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die teilchenförmige Zusammensetzung zwischen Schritten (a) und (b) geebnet.
Vorzugsweise findet die (Co)Verdichtung der Kombination des/der glatten und des/der festen Bereichs/Bereiche bei einer Kraft von 0,05 bis 20 kN/cm² statt. Insbesondere, wenn der feste Bereich vorverdichtet wurde, kann die Coverdichtung in Schritt (c) vorteilhafterweise bei einer Kraft von 0,1–10 kN/cm², bevorzugter 0,5 bis 5 kN/cm², erfolgen. Wenn der feste Bereich nicht vorverdichtet wurde, findet die Coverdichtung vorzugsweise bei einer Kraft von 1–100 kN/cm², bevorzugter 2–50 kN/cm², besonders bevorzugt 2–10 kN/cm², statt.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der Coverdichtungsschritt von (c) zu einer guten Anhaftung des ersten Bereichs an dem zweiten Bereich führt und den Bedarf des Anwendens eines Klebematerials zwischen dem glatten und dem festen Bereich vermeidet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es bei einem normalen Tablettendruck, ohne den Bedarf der Anpassung der Form von den zu pressenden Oberflächen, ausgeführt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Tablette kann zur Verwendung beim Maschinengeschirrspülen vorgesehen sein. Eine solche Tablette wird wahrscheinlich Tensid in einer geringen Konzentration, wie 0,5 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Tablette, enthalten, obwohl höhere Konzentrationen im Bereich von bis zu 10 Gewichtsprozent verwendet werden können. Solches wird typischerweise Salze enthalten, wie oberhalb 60 Gewichtsprozent, häufig über 85 Gewichtsprozent der Tablette.
In Wasser lösliche Salze, die typischerweise in Maschinengeschirrspülzusammensetzungen verwendet werden, sind Phosphate (einschließlich kondensierte Phosphate), Carbonate und Silikate, im Allgemeinen als Alkalimetallsalze. In Wasser lösliche Alkalimetallsalze, ausgewählt aus Phosphaten, Carbonaten und Silikaten, können 60 Gewichtsprozent oder mehr einer Geschirrspülzusammensetzung bereitstellen.
Eine weitere bevorzugte Möglichkeit besteht darin, dass eine erfindungsgemäße Tablette zum Textilwaschen vorgesehen sein wird. In diesem Fall wird die Tablette wahrscheinlich mindestens 2 Gewichtsprozent, geeigneterweise mindestens 5 Gewichtsprozent, bis zu 40 oder 50 Gewichtsprozent Nichtseifentensid, bezogen auf die gesamte Tablette, und 5 bis 80 Gewichtsprozent Waschmittelbuilder, bezogen auf die gesamte Tablette, enthalten.
Materialien, die in den erfindungsgemäßen Tabletten verwendet werden können, werden nun genauer erörtert.
Tensidverbindungen
Zusammensetzungen, die in Tabletten der Erfindung verwendet werden, enthalten ein oder mehrere organische Waschmitteltenside. In einer Textilwaschzusammensetzung werden diese vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-% der gesamten Tablettenzusammensetzung, bevorzugter 8 oder 9 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, bis zu 40% oder 50 Gew.-% bereitstellen. Tensid kann anionisch (Seife oder Nichtseife), kationisch, zwitterionisch, amphoter, nichtionisch oder eine Kombination von diesen sein.
Anionisches Tensid kann in Textilwaschtabletten in einer Menge von 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2% oder 4% bis zu 30% oder 40 Gew.-% der Tablettenzusammensetzung vorliegen.
Synthetische (d.h. Nichtseifen), anionische Tenside sind dem Fachmann gut bekannt. Beispiele schließen Alkylbenzolsulfonate, insbesondere Natrium-lineare Alkylbenzolsulfonate mit einer Alkylkettenlänge von C₈-C₁₅; Olefinsulfonate; Alkansulfonate; Dialkylsulfosuccinate; und Fettsäureestersulfonate ein.
Primäres Alkylsulfat mit der Formel ROSO₃ ^–M⁺ worin R eine Alkyl- oder Alkenylkette mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere 10 bis 14 Kohlenstoffatomen, darstellt und M⁺ ein solubilisierendes Kation darstellt, ist als ein anionisches Tensid kommerziell wesentlich.
Lineares Alkylbenzolsulfonat der Formel
worin R lineares Alkyl mit 8 bis 15 Kohlenstoffatomen darstellt und M⁺ ein solubilisierendes Kation, insbesondere Natrium, darstellt, ist auch ein kommerziell wesentliches, anionisches Tensid.
Häufig wird solches lineares Alkylbenzolsulfonat oder primäres Alkylsulfat der vorstehenden Formel oder ein Gemisch davon das gewünschte anionische Tensid sein und kann 75 bis 100 Gew.-% von beliebigem, anionischem Nichtseifentensid in der Zusammensetzung bereitstellen.
In einigen Formen dieser Erfindung liegt die Menge von anionischem Nichtseifentensid in einem Bereich von 5 bis 20 Gew.-% der Tablettenzusammensetzung.
Seifen zur Verwendung gemäß der Erfindung sind vorzugsweise Natriumseifen, die von natürlich vorkommenden Fettsäuren abgeleitet sind, beispielsweise die Fettsäuren von Rindertalg.
Geeignete nichtionische Tensidverbindungen, die verwendet werden können, schließen insbesondere die Reaktionsprodukte von Verbindungen mit einer hydrophoben Gruppe und einem reaktiven Wasserstoffatom, beispielsweise aliphatische Alkohole, Säuren, Amide oder Alkylphenole mit Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid, ein.
Spezielle nichtionische Tensidverbindungen sind Alkyl(C_8-22)phenolethylenoxidkondensate, die Kondensationsprodukte von linearen oder verzweigten aliphatischen primären oder sekundären C_8-20-Alkoholen mit Ethylenoxid und Produkte, die durch Kondensation von Ethylenoxid mit Reaktionsprodukten von Propylenoxid und Ethylendiamin hergestellt wurden.
Besonders bevorzugt sind die primären und sekundären Alkoholethoxylate, insbesondere die primären und sekundären C_9-11- und C_12-15-Alkohole, ethoxyliert mit dem Durchschnitt 5 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol.
In bestimmten Textilwaschtabletten dieser Erfindung liegt die Menge von nichtionischem Tensid in einem Bereich von 4 bis 40%, besser 4 oder 5 bis 30 Gewichtsprozent der Zusammensetzung.
Viele nichtionische Tenside sind Flüssigkeiten. Diese können auf Teilchen der Zusammensetzung absorbiert werden.
In einer Maschinengeschirrspültablette kann das Tensid vollständig nichtionisch in einer Menge unterhalb 5 Gewichtsprozent der gesamten Tablette vorliegen, obwohl bekannt ist, etwas anionisches Tensid einzuschließen und bis zu 10 Gewichtsprozent Tensid insgesamt anzuwenden.
Waschmittelbuilder
Eine Zusammensetzung, die in erfindungsgemäßen Tabletten verwendet wird, wird gewöhnlich 5 bis 80%, gewöhnlicher 15 bis 60 Gewichtsprozent, Waschmittelbuilder enthalten. Dieser kann vollständig durch in Wasser lösliche Materialien bereitgestellt werden, oder kann zum großen Teil oder auch vollständig durch in Wasser unlösliches Material mit Wasser weichmachenden Eigenschaften bereitgestellt werden. In Wasser unlöslicher Waschmittelbuilder kann mit 5 bis 80 Gewichtsprozent, besser 5 bis 60 Gewichtsprozent, der Zusammensetzung vorliegen.
Alkalimetallaluminosilikate sind als umweltverträgliche, in Wasser unlösliche Waschmittelbuilder stark bevorzugt. Alkalimetall(vorzugsweise Natrium)aluminosilikate können entweder kristallin oder amorph oder Gemische davon sein mit der allgemeinen Formel: 0,8–1,5 Na₂O·Al₂O₃·0,8 – 6 SiO₂ xH₂O
Diese Materialien enthalten etwas gebundenes Wasser (angezeigt als xH₂O) und es wird gefordert, dass eine Calciumionenaustauschkapazität von mindestens 50 mg CaO/g vorliegt. Die bevorzugten Natriumaluminosilikate enthalten 1,5-3,5 SiO₂-Einheiten (in der vorstehenden Formel). Sowohl die amorphen als auch die kristallinen Materialien können leicht durch Reaktion zwischen Natriumsilikat und Natriumaluminat, wie ausführlich in der Literatur beschrieben, hergestellt werden.
Geeignete kristalline Natriumaluminosilikationaustauschmaterialien werden beispielsweise in GB 1429143 (Procter & Gamble) beschrieben. Die bevorzugten Natriumaluminosilikate dieses Typs sind die sehr gut bekannten, kommerziell erhältlichen Zeolithe A und X, das neuere Zeolith P, das in EP 384070 (Unilever) beschrieben und beansprucht wird und Gemische davon.
Es ist denkbar, dass ein Waschmittelbuilder von schlechter Wasserlöslichkeit ein Schichtnatriumsilikat wie in US 4664839 sein könnte. NaSKS-6 ist die Handelsmarke für ein kristallines Schichtsilikat, das von Hoechst (üblicherweise als „SKS-6" abgekürzt) vermarktet wird. NaSKS-6 hat die delta-Na₂SiO₅-Morphologieform von Schichtsilikat. Es kann durch Verfahren, wie in DE-A-3 417 649 und De-A-3 742 043 beschrieben, hergestellt werden. Andere solche Schichtsilikate, wie jene mit der allgemeinen Formel NaMSi_xO_2x+1·yH₂O, worin M Natrium oder Wasserstoff darstellt, x eine Zahl von 1,9 bis 4, vorzugsweise 2, ist, und y eine Zahl von 0 bis 20, vorzugsweise 0, ist, können verwendet werden.
In Wasser lösliche, Phosphor enthaltende anorganische Waschmittelbuilder schließen die Alkalimetallorthophosphate, -metaphosphate, -pyrophosphate und -polyphosphate ein. Spezielle Beispiele für anorganische Phosphatbuilder schließen Natrium- und Kaliumtripolyphosphate, -orthophosphate und -hexametaphosphate ein.
In Wasser lösliche Nichtphosphorbuilder können organisch oder anorganisch sein. Anorganische Builder, die vorliegen können, schließen Alkalimetall- (im Allgemeinen Natrium)-carbonat ein, während organische Builder Polycarboxylatpolymere, wie Polyacrylate, Acryl/Maleinsäurecopolymere und Acrylphosphonate, monomere Polycarboxylate, wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate, Glycerinmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate, Carboxymethyloxymalonate, -dipiccolinate und Hydroxyethyliminodiacetate einschließen.
Mindestens ein Bereich (vorzugsweise der zweite Bereich) von einer Textilwaschtablette schließt vorzugsweise Carboxylatpolymere, insbesondere Polyacrylate und Acryl/Maleinsäurecopolymere, die als Builder wirken können und auch unerwünschte Abscheidung auf Textil aus der Waschlauge inhibieren, ein.
Bleichmittelsystem
Die erfindungsgemäßen Tabletten können ein Bleichmittelsystem in mindestens einem Bereich einer Tablette, vorzugsweise in dem zweiten Bereich, enthalten. Dieser umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Peroxybleichmittelverbindungen, beispielsweise anorganische Persalze oder organische Peroxysäuren, die in Verbindung mit Aktivatoren angewendet werden können, um die bleichende Wirkung bei niedrigen Waschtemperaturen zu verbessern. Wenn beliebige Persauerstoffverbindung vorliegt, wird die Menge wahrscheinlich in einem Bereich von 10 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegen.
Bevorzugte anorganische Persalze sind Natriumperboratmonohydrat und -tetrahydrat und Natriumpercarbonat, das vorteilhafterweise zusammen mit einem Aktivator angewendet wird. Bleichmittelaktivatoren, auch bezeichnet als Bleichmittelvorstufen, wurden auf dem Fachgebiet breit offenbart. Bevorzugte Beispiele schließen Peressigsäurevorstufen, beispielsweise Tetraacetylethylendiamin (TAED), nun in weit verbreiteter kommerzieller Verwendung in Verbindung mit Natriumperborat- und Perbenzoesäurevorstufen, ein. Die quaternären Ammonium- und Phosphoniumbleichmittelaktivatoren, die in US 4751015 und US 4818426 (Lever Brothers Company) offenbart werden, sind auch von Interesse. Eine weitere Art von Bleichmittelaktivator, der verwendet werden kann, der jedoch keine Bleichmittelvorstufe darstellt, ist ein Übergangsmetallkatalysator, wie in EP-A-458397, EP-A-458398 und EP-A-549272 offenbart. Ein Bleichmittelsystem kann auch einen Bleichmittelstabilisator (Schwermetallmaskierungsmittel), wie Ethylendiamintetramethylenphosphonat und Diethylentriaminpentamethylenphosphonat, einschließen.
Wie vorstehend ausgewiesen, kann die Menge, falls ein Bleichmittel vorliegt und ein in Wasser lösliches anorganisches Persauerstoffbleichmittel darstellt, gut von 10% bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung sein.
Andere Waschmittelbestandteile
Die erfindungsgemäßen Waschmitteltabletten können auch (vorzugsweise in dem zweiten Bereich) eines von den Waschmittelenzymen, die für ihre Fähigkeit, die Entfernung von verschiedenen Verschmutzungen und Verfleckungen abzubauen und zu unterstützen, auf dem Fachgebiet gut bekannt sind, enthalten. Geeignete Enzyme schließen die verschiedenen Proteasen, Zellulasen, Lipasen, Amylasen und Gemische davon ein, die aufgebaut sind, um eine Vielzahl aus Verschmutzungen und Verfleckungen von Textilien zu entfernen. Beispiele für geeignete Proteasen sind Maxatase (Handelsmarke), wie von Gist-Brocades N.V., Delft, Holland, vertrieben, und Alcalase (Handelsmarke) und Savinase (Handelsmarke), wie von Novo Industri A/S, Kopenhagen, Dänemark, vertrieben. Waschmittelenzyme werden kommerziell in Form von Granulaten oder Marumen, gegebenenfalls mit einer Schutzbeschichtung, in einer Menge von etwa 0,1% bis etwa 3,0 Gew.-% der Zusammensetzung angewendet, und diese Granulate und Marumen geben keine Probleme bezüglich der Verdichtung zur Bildung einer Tablette wieder.
Die erfindungsgemäßen Waschmitteltabletten können auch (vorzugsweise in dem zweiten Bereich) ein Fluoreszenz mittel (optischer Aufheller), beispielsweise Tinopal (Handelsmarke) DMS oder Tinopal CBS, erhältlich von Ciba Geigy AG, Basel, Schweiz, enthalten. Tinopal DMS ist Dinatrium-4,4'-bis(2-morpholino-4-anilino-s-triazin-6-ylamino)stilbendisulfonat und Tinopal CBS ist Dinatrium-2,2'-bis(phenylstyryl)disulfonat.
Ein Antischaummaterial ist vorteilhafterweise eingeschlossen (vorzugsweise in dem zweiten Bereich), insbesondere wenn eine Waschmitteltablette primär zur Verwendung in automatischen Frontbeladungswaschmaschinen vom Trommeltyp vorgesehen ist. Geeignete Antischaummaterialien sind gewöhnlich in granulärer Form wie jene, die in EP 266863A (Unilever) beschrieben werden. Solche Antischaumgranulate umfassen typischerweise ein Gemisch von Silikonöl, weißem Vaselin, hydrophobem Siliziumdioxid und Alkylsulfat als Antischaumwirkstoffmaterial, das auf einem porösen, absorbierten, in Wasser löslichen, auf Carbonat basierenden, anorganischen Trägermaterial absorbiert ist. Antischaumgranulate können in einer Menge von bis zu 5 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegen.
Es kann auch erwünscht sein, dass eine erfindungsgemäße Waschmitteltablette eine Menge eines Alkalimetallsilikats, insbesondere Natriumortho-, -meta- oder -disilikat, einschließt. Das Vorliegen von solchen Alkalimetallsilikaten mit Anteilen von beispielsweise 0,1 bis 10 Gew.-% kann vorteilhafterweise Schutz gegen die Korrosion von Metallteilen in Waschmaschinen bereitstellen, neben dem Bereitstellen an Aufbauen in gewissem Ausmaß und Erzielen von Verarbeitungsvorteilen beim Herstellen von teilchenförmigem Material, das zu Tabletten verdichtet ist.
Eine Tablette zum Textilwaschen wird im Allgemeinen nicht mehr als 15 Gew.-% Silikat enthalten. Eine Tablette zum Maschinengeschirrspülen wird häufig mehr als 20 Gew.-% Silikat enthalten. Vorzugsweise liegt das Silikat in dem zweiten Bereich der Tablette vor.
Weitere Bestandteile, die gegebenenfalls in einem Bereich eines Textilwaschmittels der erfindungsgemäßen Tablette (vorzugsweise im zweiten Bereich) angewendet werden können, schließen Antiwiederablagerungsmittel, wie Natriumcarboxymethylzellulose, geradkettiges Polyvinylpyrrolidon und die Zelluloseether, wie Methylzellulose und Ethylhydroxyethylzellulose, textilweichmachende Mittel, Schwermetallmaskierungsmit tel, wie EDTA, Parfüms und Färbemittel oder gefärbte Sprenkel, ein.
Weitere Bestandteile, die gegebenenfalls in erfindungsgemäßen Tabletten, vorzugsweise in dem zweiten Bereich, verwendet werden können, sind Dispergierhilfen. Beispiele für geeignete Dispergierhilfen sind in Wasser quellbare Polymere (beispielsweise SCMC), stark lösliche Materialien (z.B. Natriumcitrat, Kaliumcarbonat oder Natriumacetat) oder Natriumtripolyphosphat mit vorzugsweise mindestens 40% der wasserfreien Form von Phase I.
Teilchengröße und Verteilung
Der zweite Bereich der erfindungsgemäßen Waschmitteltablette ist vorzugsweise eine Matrix von verdichteten Teilchen.
Vorzugsweise hat die teilchenförmige Zusammensetzung eine mittlere Teilchengröße im Bereich von 200 bis 2000 μm, bevorzugter 250 bis 1400 μm. Feine Teilchen kleiner als 180 μm oder 200 μm können vor dem Tablettieren, falls erwünscht, durch Sieben entfernt werden, obwohl wir beobachtet haben, dass dies nicht immer wesentlich ist.
Obwohl die teilchenförmige Ausgangszusammensetzung im Prinzip beliebige Schüttdichte aufweisen kann, ist die vorliegende Erfindung besonders relevant für Tabletten, die durch verdichtete Pulver von relativ hoher Schüttdichte hergestellt wurden, aufgrund ihrer größeren Tendenz, Zerfall und Dispersionsprobleme zu zeigen. Solche Tabletten haben den Vorteil, dass verglichen mit einer Tablette, abgeleitet von einem Pulver mit niedriger Schüttdichte, eine gegebene Dosis der Zusammensetzung als eine kleinere Tablette dargereicht werden kann.
Somit kann die teilchenförmige Ausgangszusammensetzung geeigneterweise eine Schüttdichte von mindestens 400 g/l, vorzugsweise mindestens 500 g/l und möglicherweise mindestens 600 g/l aufweisen.
Tablettiermaschinerie, die die Herstellung der erfindungsgemäßen Tabletten ausführen kann, ist bekannt, beispielsweise sind geeignete Tablettenpressen von Fette und von Korch erhältlich.
Das Tablettieren kann bei Umgebungstemperatur oder bei einer Temperatur oberhalb Umgebung ausgeführt werden, welche das Erreichen hinreichender Festigkeit bei weniger angewendetem Druck während der Verdichtung erreichen können. Um das Tablettieren bei einer Temperatur auszuführen, die oberhalb Umgebung liegt, wird die teilchenförmige Zusammensetzung vorzugsweise zu der Tablettiermaschinerie bei einer erhöhten Temperatur gespeist. Diese wird natürlich der Tablettiermaschinerie Wärme zufügen, jedoch kann die Maschinerie auch auf andere Weise erhitzt werden.
Die Größe einer Tablette wird geeigneterweise im Bereich von 10 bis 160 g, vorzugsweise 15 bis 60 g, in Abhängigkeit von den vorgesehenen Anwendungsbedingungen und ob es eine Dosis für eine mittlere Beladung in einer Textilwasch- oder Geschirrspülmaschine oder einen Bruchteil einer solchen Dosis wiedergibt, liegen. Die Tabletten können von beliebiger Form sein, jedoch zur besseren Verpackung sind sie vorzugsweise Blöcke von im Wesentlichen gleichförmigem Querschnitt, wie zylinder- oder würfelförmig. Die Gesamtdichte einer Tablette liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1040 oder 1050 g/l bis zu 1600 g/l.
Beispiel 1
7 kg anionisches Tensid (Dobansäure 103 von Shell) und 6 kg nichtionisches Tensid (Lutensol AO7 von BASF) wurden vermischt und auf einen pH-Wert von 9, unter Anwendung einer 50%igen NaOH-Lösung, neutralisiert.
10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht von neutralisiertem Gemisch) von C16/C18-Seifenfettsäure wurden zugegeben. 5 bis 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das neutralisierte Gemisch) Dipropylenglycol (von Vopak) wurden auch zu dem Gemisch gegeben. Das Gemisch wurde mit einer 50%igen NaOH-Lösung auf einen pH-Wert von 11 weiter neutralisiert.
Nach Neutralisation auf pH 11 wurde das Gemisch in eine Reihe von 2 Edelstahlröhren durch eine Maag Sinox P7 Pumpe oder eine Kolbenpumpe, Typ SIBa HK 05016SST4000M000 von Prominent, Vleuten (NL), gepumpt. Beide Röhren waren doppelt ummantelt. Die erste Röhre war 2,5 m lang und hatte einen inneren Durchmesser von 73 mm. Die zweite Röhre war 1,5 m lang und hatte einen inneren Durchmesser von 45 mm. Die Röhren wurden durch ein 10 cm langes Rohr verbunden.
Das Gemisch wurde in die Röhren bei einer Temperatur von 85°C mit einem Durchsatz von 4 kg/h gepumpt. Die erste Röhre wurde unter Anwendung eines Wasserbades von 40°C gekühlt. Die zweite Röhre wurde unter Anwendung eines 50:50 Gewichtsgemisches von Ethylenglycol und Wasser gekühlt. Die Kühlmitteltemperatur war –15°C. Das aus der zweiten Röhre kommende Material hatte eine Temperatur von etwa 20°C und wurde gesammelt und in Riegel von rund 0,5 m geteilt.
Nach Lagerung können die Riegel beispielsweise in Scheiben von 5 g, jeweils durch Anwendung einer Laserschneidevorrichtung (CO₂-Laser) eines akustischen Messers (das bei 25 kHz oszilliert), einem Wasserstrahl (der bei 25000 psi arbeitet, und mit einem Durchmesser von 0,1 mm), geschnitten werden.
Die Anwendung von Hochfrequenz oder Strahlschneiden führt zu einer sehr glatten fertigen Oberfläche der glatten Phase.
Beispiel II: Mehrphasen-Tabletten
Ein Waschmittelpulver wurde aus der nachstehenden Zusammensetzung durch Vorgranulieren der Granulatbestandteile, gefolgt von Nachdosieren des Rests der Bestandteile, hergestellt.
Glatte Teile von 5 g wurden wie in Beispiel 1 hergestellt.
Die Tabletten wurden auf 2 verschiedenen Wegen hergestellt:

(I) 20 g des Pulvers wurden in eine 45 mm Düse einer Tablettiermaschine eingeführt, gefolgt gegebenenfalls von einem Glättungsschritt, gefolgt von Zusatz eines einzelnen glatten Teils an dem Oberen des Pulverbetts. Nach Zusatz der Glättung auf das Pulverbett oder geglättetes Pulver wird das ganze Material bei 30 kN zu einer einzelnen Tablette verpresst, gefolgt von Ausstoßen der Tablette. Dies ergibt eine Tablette mit einem glatten Teil, der in die Reinigungstablette eingebettet ist. Die Dichte des pulverförmigen Bereichs ist 1,5 kg/l, die Dichte des glatten Teils ist 1,0 kg/l. Die Höhe des glatten Teils nach Verdichtung ist 3,4 mm, des pulverförmigen Teils 11 mm.
(II) Ein weiterer Weg zur Herstellung einer Tablette mit verdichtetem glatten Teil besteht darin, einen einzelnen glatten Teil, wie vorstehend, auf 20 g der (gegebenen falls vorverdichtet bei 4 kN) pulverförmigen Zusammensetzung in eine Pressform von 45 mm Durchmesser zu geben, gefolgt von einem Endverdichtungsschritt bei 30 kN. Während des Endverdichtungsschritts fließt der glatte Teil durch die Verdichtungskräfte, unter Bildung einer 3,4 mm glatten Schicht, die an dem Oberen der teilchenförmigen Schicht anhaftet. Die Dichte des pulverförmigen Bereichs ist 1,5 kg/l, die Dichte des glatten Teils ist 1,0 kg/l. Die Höhe des pulverförmigen Teils nach Verdichtung ist 11 mm.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer eine glatte Phase umfassenden Reinigungstablette, wobei die Herstellung der glatten Phase den Schritt von Hochfrequenzschneiden oder Strahlschneiden eines Reinigungsmaterials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reinigungsmaterial 10 bis 90 Gewichtsprozent Nichtseifentenside und 0 bis 20 Gewichtsprozent Wasser umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reinigungstablette eine glatte Einphasentablette mit einem Gewicht von 5 bis 200 g, bevorzugter 10 bis 100 g, besonders bevorzugt 15 bis 35 g, ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reinigungstablette eine Mehrphasentablette ist, die eine glatte Phase als einen unterscheidbaren Bereich mit einem Gewicht von 2 bis 20 g, bevorzugter 3 bis 10 g, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Hochfrequenzschneideverfahren aus Ultraschallschneiden und gerichtetem Energieschneiden ausgewählt sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Ultraschallschneidevorrichtung bei Frequenzen zwischen 10 und 50 kHz, bevorzugter 20 bis 40 kHz, arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das gerichtete Energieschneiden gerichtete Strahlen von Ultraschall oder Licht, vorzugsweise Laserlicht, anwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strahlschneiden die gerichtete Anwendung von Flüssigkeitsströmen, wie beispielsweise Wasser oder Propylenglycol, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strahlschneiden die gerichtete Anwendung von Gasströmen, wie beispielsweise Luft, Dampf oder Stickstoff, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Druck des Stroms 6,9·10⁴ bis 6,9·10⁵ kPa (10000 bis 100000 psi), bevorzugter 1,38·10⁵ bis 5,52·10⁵kPa (20000 bis 80000 psi), besonders bevorzugt 2,07·10⁵ bis 3,45·10⁵ kPa (30000 bis 50000 psi), ist, und der Durchmesser der Ströme 0,025 mm bis 0,25 mm, bevorzugter 0,08 bis 0,20 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,15 mm, ist.