DE60213005T2

DE60213005T2 - Waschmittel in tablettenform

Info

Publication number: DE60213005T2
Application number: DE60213005T
Authority: DE
Inventors: G. John Wirral CHAMBERS; Edley John Prenton WILSON; Douglas Chester WRAIGE
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: EP1468070B1; WO2003060053A1; EP1468070A1; GB0201300D0; ES2268164T3; DE60213005D1; ATE332358T1; AU2002367035A1; US20030166491A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf tablettierte Waschmittelzusammensetzungen, die ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel als eine Komponente des Bindemittelmaterials umfassen.
Einführung
Waschmitteltabletten sind heutzutage in der Technik allgemein bekannt und bieten dem Verbraucher im Vergleich zu herkömmlichen partikulären Waschmittelpulvern signifikante Vorteile.
Es ist überaus wünschenswert eine Tablette bereitzustellen, die sowohl physikalisch robust ist als auch sich schnell in der Wäsche auflöst, beide Eigenschaften zusammen sind jedoch nur schwer zu erhalten. Tabletten, die unter Verwendung eines geringen Verdichtungsdruckes gebildet wurden, neigen dazu, bei der Handhabung und Verpackung zu zerbröckeln und zu desintegrieren; während kraftvoll kompaktierte Tabletten ausreichend kohäsiv sind, sich dann jedoch nicht zu einem adäquaten Ausmaß in der Wäsche desintegrieren oder dispergieren.
Ferner geht man im allgemeinen davon aus, daß das Auflösungsverhalten solcher Tabletten durch die Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels gehemmt wird, da es während der Auflösung Gelphasen bilden kann. Ein besonderes Problem besteht bei nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln (z. B. in WO 0037604), insbesondere wenn auch Zeolithe vorhanden sind.
Ein Weg zur Verbesserung der Festigkeits- und Auflösungseigenschaften von Waschmitteltabletten, die ein oberflächenaktives Mittel enthalten, ist die Beschichtung der Waschmittelteilchen mit einem Bindemittel vor der Verdichtung.
EP 522 766 (Unilever) offenbart viele verschiedene Arten von Bindemitteln und lehrt, daß zumindest die reinigungsaktiven Teilchen und die Aufbaustoffteilchen vor der Verdichtung beschichtet werden sollten.
EP 711 828 offenbart ein Verfahren zur Herstellung kompaktierter Waschmitteltabletten unter Verwendung eines Bindemittels mit einem Schmelzpunkt von 35 bis 90°C, das bei einer Temperatur über 28°C, aber unter dem Schmelzpunkt des Bindemittels, kompaktiert wird.
Ein Nachteil der Verwendung von Bindemitteln, die die Auflösung verstärken, ist, daß sie oftmals wenig oder keine Waschfunktion liefern und in der Tablette wertvollen Raum für die Formulierung einnehmen. Beispielsweise ist Polyethylenglykol ein überaus bevorzugtes Bindemittel, das ein hervorragendes Bindemittel und Desintegrationsmittel ist, aber nur wenig nützliche Waschfunktion liefert.
Nicht-ionische oberflächenaktive Mittel sind als potentielle Bindemittel vorgeschlagen worden.
GB 2 327 947 (Procter & Gamble) offenbart eine Waschmitteltablette mit einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel als ein Bindemittel.
Ein Problem bei der Verwendung eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels als ein Bindemittel ist, daß die Dispergier- und Auflösungseigenschaften der Tablette schlecht sind.
Die betreffenden Erfinder haben überraschend herausgefunden, daß, im Gegensatz zu den Lehren früherer Dokumente, die Festigkeit und die Auflösungs-/Dispergiereigenschaften einer kompaktierten Waschmitteltablette verbessert werden, wenn ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel als eine Komponente des Tablettenbindemittels einge führt wird. Da außerdem im Rest der Zusammensetzung weniger oberflächenaktives Mittel erforderlich ist, liefert die Erfindung verbesserte Flexibilität bei der Formulierung der Inhaltsstoffe.
Definition der Erfindung
In einem ersten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung eine kompaktierte Waschmitteltablette, die:

(a) ein festes partikuläres Waschmittelbasispulver, umfassend ein oberflächenaktives Mittel und gegebenenfalls einen Aufbaustoff und
(b) gegebenenfalls andere partikuläre Waschmittelinhaltsstoffe; und
(c) ein Bindemittelmaterial zwischen den Waschmittelbasispulverteilchen und/oder den optionalen partikulären Waschmittelinhaltsstoffen umfaßt,

In einem zweiten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer kompaktierten Waschmitteltablette, das die folgenden Schritte umfaßt:

(i) Herstellung eines Waschmittelbasispulvers;
(ii) Mischen des Waschmittelbasispulvers mit einem Bindemittel (c), oben definiert, bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt des Bindemittels; und
(iii) Kompaktierung des resultierenden Materials unter Druckausübung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Das Bindemittel
Die Tabletten der vorliegenden Erfindung umfassen ein Bindemittel, das die Haftung des Basispulvers und anderer Waschmittelinhaltsstoffe, die vorhanden sein können, unterstützt. Die Menge an Bindemittel kann bis zu 10 Gew.-% der gesamten Tablette betragen, bevorzugt ist es mit 1 bis 6 Gew.-%, stärker bevorzugt 2 bis 5 Gew.-% vorhanden.
Das Bindemittel umfaßt 10 bis 90 Gew.-% nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel. Bevorzugt umfaßt das Bindemittel 20 bis 80 Gew.-%, stärker bevorzugt 30 bis 70 Gew.-% und wünschenswerterweise 40 bis 60 Gew.-% nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel.
Es ist wichtig, daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel bei Umgebungstemperatur eine weiche Festkörpermaterialphase aufweist, damit es als ein Bindemittel und/oder ein Desintegrationsmittel gut funktioniert. Um dies zu erreichen hat das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel einen Schmelzpunkt von 30 bis 70°C, bevorzugt von 40 bis 60°C.
Bevorzugte nicht-ionische oberflächenaktive Mittel sind die ethoxylierten Alkohole. Bevorzugt umfaßt das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel einen primären oder sekundären, aliphatischen C₈-C₂₀-Alkohol, der mit durchschnittlich 8 bis 50 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert ist. Stärker bevorzugt umfaßt das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel einen primären oder sekundären, aliphatischen C₁₂-C₁₈-Alkohol, der mit durchschnittlich 10 bis 30 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert ist.
Zusätzlich zu dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel enthält das Bindemittel ein wasserlösliches organisches Material. Das Bindemittel umfaßt 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 80 Gew.-% und stärker bevorzugt 30 bis 70 Gew.-% des wasserlöslichen organischen Materials. Bevorzugt ist das organische Material ein organisches Polymer. Die Materialien dieser Klasse werden oftmals als Bindemittel in Waschmitteltabletten verwendet, da sie hervorragende Bindungs- und Auflösungseigenschaften haben. Eine besonders bevorzugte Klasse wasserlöslicher organischer Polymere bilden die Polyethylenglykole. Das bevorzugte Molekulargewicht der Polyethylenglykole beträgt 800 bis 4.000. In einer überaus bevorzugten Ausführungsform werden das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel und das organische Material innig miteinander gemischt.
Wichtig ist, daß das wasserlösliche organische Material bei Umgebungstemperatur eine weiche Festkörpermaterialphase aufweist, damit es als Bindemittel und/oder als ein Desintegrationsmittel gut funktioniert. Um dies zu erreichen, hat das organische Material einen Schmelzpunkt von 30 bis 70°C, bevorzugt 40 bis 60°C.
Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, wird angenommen, daß das organische Material die Gelbildung des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels beeinträchtigt und daher den negativen Einfluß auf die Auflösungsrate verhindert und diese sogar verbessert.
Das Bindemittel kann auch andere Materialien umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Bindemittel ein anionisches oberflächenaktives Mittel vom Sulfat-Typ, bevorzugt ein primäres Alkoholsulfat. Sofern vorhanden, ist das anionische oberflächenaktive Mittel vom Sulfat-Typ bevorzugt ein partikulärer Feststoff und ist in dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel dispergiert.
Basispulver
Ein Waschmittelbasispulver ist ein Pulver, das durch weitestgehende Homogenität gekennzeichnet ist, d. h. die Zusammensetzung aus den einzelnen Körnchen verkörpert das Basispulver im ganzen. Granuläre Basispulver können mit einem Hochgeschwindigkeitsmischer/-granulator und/oder anderen Nichtspritz-Trocknungsverfahren wie der Fließbettgranulierung hergestellt werden. Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können ein granuläres Basispulver umfassen. Sie können auch Basispulver umfassen, die durch Sprühtrocknung hergestellt werden können.
Basispulver enthalten typischerweise Inhaltsstoffe, die die Grundlage vieler Formulierungen bilden, wie oberflächenaktives Mittel und Aufbaustoff. Kompaktierte Tabletten gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen bevorzugt 20 bis 90 Gew.-% Basispulver, stärker bevorzugt 30 bis 70 Gew.-% Basispulver.
Waschmittelinhaltsstoffe
Kompaktierte Waschmitteltabletten gemäß der Erfindung enthalten abgesehen von anderen Inhaltsstoffen herkömmliche Waschmittelinhaltsstoffe, nämlich reinigungsaktive Materialien (oberflächenaktive Mittel) und bevorzugt auch Aufbaustoffe.
Kompaktierte Waschmitteltabletten gemäß der Erfindung können geeigneterweise 5 bis 60 Gew.-% eines reinigungsaktiven oberflächenaktiven Mittels, 10 bis 80 Gew.-% Aufbaustoff und gegebenenfalls andere Waschmittelinhaltsstoffe auf 100 Gew.-% umfassen.
Die Waschmitteltabletten werden als essentielle Inhaltsstoffe eine oder mehrere reinigungsaktive Verbindungen (oberflächenaktive Mittel) enthalten, die aus seifenartigen und nichtseifenartigen, anionischen, kationischen, nicht-ionischen, amphoteren und zwitterionischen reinigungsaktiven Verbindungen und Gemischen davon ausgewählt wer den können. Es sind viele geeignete reinigungsaktive Verbindungen erhältlich und werden in der Literatur, zum Beispiel in „Surface-Active Agents and Detergents", Bd. I und II, von Schwartz, Perry und Berch, ausführlich beschrieben.
Die bevorzugten reinigungsaktiven Verbindungen, die verwendet werden können, sind Seifen und synthetische nicht seifenartige anionische und nicht-ionische Verbindungen. Nicht seifenartige anionische oberflächenaktive Mittel sind besonders bevorzugt.
Nicht seifenartige anionische oberflächenaktive Mittel sind einem Fachmann allgemein bekannt. Beispiele umfassen Alkylbenzolsulfonate, insbesondere lineare Alkylbenzolsulfonate mit einer Alkylkettenlänge von C₈-C₁₅; primäre und sekundäre Alkylsulfate, insbesondere primäre C₈-C₁₅-Alkylsulfate; Alkylethersulfate; Olefinsulfonate; Alkylxylolsulfonate; Dialkylsulfosuccinate und Fettsäureestersulfonate. Natriumsalze sind im allgemeinen bevorzugt. Ein bevorzugtes anionisches oberflächenaktives Mittel ist lineares Alkylbenzolsulfonat.
Gegebenenfalls können nicht-ionische oberflächenaktive Mittel zusätzlich zu dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel in dem Bindemittel vorhanden sein. Diese umfassen die primären und sekundären Alkoholethoxylate, insbesondere die aliphatischen C₈-C₂₀-Alkohole, die mit durchschnittlich 1 bis 20 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert sind, und stärker bevorzugt die primären und sekundären, aliphatischen C₁₀-C₁₅-Alkohole, die mit durchschnittlich 1 bis 10 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert sind. Nicht-ethoxylierte, nicht-ionische oberflächenaktive Mittel umfassen Alkylpolyglycoside, Glycerolmonoether und Polyhydroxyamide (Glucamid).
Gegebenenfalls können kationische oberflächenaktive Mittel vorhanden sein. Diese umfassen Quartärammoniumsalze der allgemeinen Formel R₁R₂R₃R₄N⁺X^–, worin die R-Gruppen lange oder kurze Hydrocarbylketten, typischerweise Alkyl-, Hydroxyalkyl- oder ethoxylierte Alkylgruppen sind, und X ein löslichmachendes Anion ist (zum Beispiel Verbindungen, in denen R₁ eine C₈-C₂₂-Alkylgruppe, bevorzugt eine C₈-C₁₀- oder C₁₂-C₁₄-Alkylgruppe, ist, R₂ eine Methylgruppe ist, und R₃ und R₄, die gleich oder verschieden sein können, Methyl oder Hydroxyethylgruppen sind); und kationische Ester (zum Beispiel Cholinester).
In einem besonders bevorzugten kationischen oberflächenaktiven Mittel der allgemeinen Formel R₁R₂R₃R₄N⁺X^– stellt R₁ eine C₈-C₁₀- oder C₁₂-C₁₄-Alkylgruppe dar, R₂ und R₃ stellen Methylgruppen dar, R₄ stellt eine Hydroxyethylgruppe dar und X^– stellt ein Halogenid oder ein Methosulfation dar.
Gegebenenfalls können auch amphotere oberflächenaktive Mittel, zum Beispiel Aminoxide, und zwitterionische oberflächenaktive Mittel, zum Beispiel Betaine, vorhanden sein.
Bevorzugt liegt die Menge an anionischem oberflächenaktivem Mittel im Bereich von 5 bis 50 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung. Stärker bevorzugt liegt die Menge an anionischem oberflächenaktivem Mittel im Bereich von 8 bis 35 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%.
Das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, sofern vorhanden, zusätzlich zu dem, das in dem Bindemittel vorhanden sein kann, wird bevorzugt in einer Menge im Bereich von 1 bis 20 Gew.-% zusätzlich zu dem, das in der strukturierten Emulsion vorhanden sein kann, verwendet.
Die Gesamtmenge an vorhandenem oberflächenaktivem Mittel liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 60 Gew.-%.
Die Zusammensetzungen können geeigneterweise 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 70 Gew.-%, Aufbaustoff enthalten. Bevorzugt liegt die Menge an Aufbaustoff im Bereich von 15 bis 50 Gew.-%.
Die Waschmittelzusammensetzungen können als Aufbaustoff ein kristallines Alumosilicat, bevorzugt ein Alkalimetallalumosilicat, stärker bevorzugt ein Natriumalumosilicat (Zeolith) enthalten.
Das Zeolith, das als ein Aufbaustoff verwendet wird, kann das kommerziell erhältliche Zeolith A (Zeolith 4A) sein, das derzeit in Waschmittelpulvern verbreitet verwendet wird. Alternativ kann das Zeolith Maximum-Aluminium-Zeolith P (Zeolith MAP) sein, wie in EP 384 070B (Unilever) beschrieben und beansprucht und kommerziell als Doucil (Markenname) A24 von Crosfield Chemicals Ltd., UK erhältlich.
Zeolith MAP wird als ein Alkalimetallalumosilicat des Zeolith P-Typs mit einem Silicium-zu-Aluminium-Verhältnis, das 1,33 nicht übersteigt, bevorzugt im Bereich von 0,90 bis 1,33, bevorzugt im Bereich von 0,90 bis 1,20 liegt, definiert.
Besonders bevorzugt ist Zeolith MAP mit einem Silicium-zu-Aluminium-Verhältnis, das 1,07, stärker bevorzugt etwa 1,00 nicht übersteigt. Die Teilchengröße des Zeoliths ist nicht kritisch. Es können Zeolith A oder Zeolith MAP mit irgendeiner geeigneten Teilchengröße verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind auch Phosphataufbaustoffe bevorzugt, insbesondere Natriumtripolyphosphat. Dies kann in Kombination mit Natriumorthophosphat und/oder Natriumpyrophosphat verwendet werden. Andere anorganische Aufbaustoffe, die zusätzlich oder alternativ enthalten sein können, umfassen Natriumcarbonat, Schichtsilicat, amorphe Alumosilicate.
Am stärksten bevorzugt wird der Aufbaustoff aus Natriumtripolyphosphat, Zeolith, Natriumcarbonat und Kombinationen davon ausgewählt.
Gegebenenfalls können organische Aufbaustoffe vorhanden sein. Diese umfassen Polycarboxylatpolymere wie Polyacrylate und Acryl-/Maleinsäure-Copolymere; Polyaspartate; monomere Polycarboxylate wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate, Glycerolmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate, Carboxymethyloxymalonate, Dipicolinate, Hydroxyethyliminodiacetate, Alkyl- und Alkenylmalonate und -succinate; und sulfonierte Fettsäuresalze.
Organische Aufbaustoffe können in geringeren Mengen als Ergänzungsmittel zu anorganischen Aufbaustoffen wie Phosphaten und Zeolithen verwendet werden. Besonders bevorzugte ergänzende organische Aufbaustoffe sind Citrate, die geeigneterweise in Mengen von 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%, verwendet werden; und Acrylpolymere, stärker bevorzugt Acryl-/Maleinsäure-Copolymere, die geeigneterweise in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, verwendet werden.
Die Aufbaustoffe, sowohl anorganisch als auch organisch, sind bevorzugt in Alkalimetallsalzform, insbesondere Natriumsalzform, vorhanden.
Waschmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung können geeigneterweise auch ein Bleichsystem enthalten, obgleich nicht bleichende Formulierungen auch im Umfang der Erfindung liegen.
Das Bleichsystem basiert vorzugsweise auf Peroxybleichverbindungen, zum Beispiel anorganischen Persalzen oder organischen Peroxysäuren, die in einer wässerigen Lösung Wasserstoffperoxid ergeben können. Geeignete Peroxybleichverbindungen umfassen organische Peroxide wie Harnstoffperoxid und anorganische Persalze wie die Alkalimetallperborate, -percarbonate, -perphosphate, -persilicate und -persulfate. Bevorzugte anorganische Persalze sind Natriumperboratmonohydrat und -tetrahydrat und Natriumpercarbonat. Die Peroxybleichverbindung ist geeigneterweise in einer Menge von 5 bis 35 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%, vorhanden.
Die Peroxybleichverbindung kann in Verbindung mit einem Bleichaktivator (Bleichpräkursor) verwendet werden, um die Bleichwirkung bei niedrigen Waschtemperaturen zu verbessern. Der Bleichpräkursor ist geeigneterweise in einer Menge von 1 bis 8 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 5 Gew.-%, vorhanden.
Bevorzugte Bleichpräkursor sind Peroxycarbonsäurepräkursor, stärker bevorzugt Peressigsäurepräkursor und Peroxybenzoesäurepräkursor; und Peroxycarbonsäurepräkursor. Ein besonders bevorzugter Bleichpräkursor, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist N,N,N',N'-Tetracetylethylendiamin (TAED).
Ein Bleichstabilisator (Schwermetallmaskierungsmittel) kann auch vorhanden sein. Geeignete Bleichstabilisatoren umfassen Ethylendiamintetraacetat (EDTA) und die Polyphosphonate wie Dequest (Markenname), EDTMP.
Die Waschmittelzusammensetzungen können auch ein oder mehrere Enzyme enthalten. Geeignete Enzyme umfassen die Proteasen, Amylasen, Cellulasen, Oxidasen, Peroxidasen und Lipasen, die zur Einführung in Waschmittelzusammensetzungen geeignet sind.
Geeignete proteolytische Enzyme (Proteasen) sind katalytisch aktive Proteinmaterialien, die Proteinflecken abbauen oder verändern, wenn diese als Gewebeflecken in einer Hydrolysereaktion vorhanden sind. Sie können irgendeinen Ursprung haben, wie pflanzlichen, tierischen, bakteriellen oder Hefeursprung.
Es sind proteolytische Enzyme oder Proteasen mit unterschiedlichen Qualitäten und Ursprüngen und mit einer Aktivität in unterschiedlichen pH-Bereichen von 4–12 erhältlich. Proteasen sowohl mit einem hohen als auch niedrigen isoelektrischen Punkt sind geeignet.
Andere Enzyme, die geeigneterweise enthalten sein können, umfassen Lipasen, Amylasen und Cellulasen, einschließlich Cellulasen mit hoher Aktivität wie Carezyme (Markenname), von Novo.
In partikulären Waschmittelzusammensetzungen werden Reinigungsenzyme üblicherweise in granulärer Form in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gew.-% eingesetzt. Es kann jedoch jede geeignete physikalische Form von Enzym in irgendeiner effektiven Menge verwendet werden.
Antivergrauungsmittel, zum Beispiel Celluloseester und -ether, zum Beispiel Natriumcarboxymethylcellulose, können auch vorhanden sein.
Die Zusammensetzungen können auch Schmutzablösepolymere, zum Beispiel sulfonierte und nicht sulfonierte PET/POET-Polymere, sowohl endgruppengeschützt als auch nicht endgruppengeschützt, und Polyethylenglykol/Polyvinylalkohol-Pfropfcopolymere wie Sokolan (Markenname) HP22 enthalten.
Besonders bevorzugte Schmutzablösepolymere sind die sulfonierten nicht endgruppengeschützten Polyester, die in WO 95 32997A (Rhodia Chimie) beschrieben und beansprucht werden.
Die Waschmittelzusammensetzungen können auch ein oder mehrere andere anorganische Salze als die Aufbaustoffsalze umfassen. Diese können zum Beispiel Natriumbicarbonat, Natriumsilicat, Natriumsulfat, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, Calciumchlorid und Natriumchlorid umfassen. Bevorzugte anorganische Salze sind Natriumsulfat, Natriumchlorid und Kombinationen davon.
Die Waschmittelzusammensetzungen können auch andere anorganische Materialien enthalten, zum Beispiel Calcit, Siliciumdioxid, amorphes Alumosilicat oder Tone.
Andere Inhaltsstoffe, die vorhanden sein können, umfassen Lösungsmittel, hydrotrope Verbindungen, fluoreszierende Stoffe, Farbstoffe, Photobleichen, Schaumverbesserer oder Schaumkontrollmittel (Entschäumer), falls geeignet, Gewebekonditionierungsverbindungen und Duftstoffe.
Wasserlösliche Teilchen, die die Desintegration fördern
Eine Tablette oder ein Bereich einer Tablette kann wasserlösliche Teilchen zur Förderung der Desintegration enthalten. Bevorzugt können solche Teilchen 3 Gew.-%, bevorzugt 5 oder 10 Gew.-% bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung der Tablette oder eines Bereiches dieser ausmachen.
Solche löslichen Teilchen enthalten typischerweise mindestens 50% (ihres eigenen Gewichtes) eines oder mehrerer anderer Materialien wie Seife oder organische oberflächenaktive Mittel und mit einer Löslichkeit in deionisiertem Wasser von mindestens 10 g/100 g bei 20°C.
Stärker bevorzugt wird dieses wasserlösliche Material entweder aus:

– Verbindungen mit einer Wasserlöslichkeit, die 50 g/100 g in deionisiertem Wasser bei 20°C übersteigt; oder
– Natriumtripolyphosphat, das mindestens 50% seines eigenen Gewichtes an der wasserfreien Phase I-Form

Wie nachstehend weiter erklärt wird, können diese die Desintegration fördernden Teilchen auch andere Formen von Tripolyphosphat oder andere Salze im Gleichgewicht ihrer Zusammensetzung enthalten.
Wenn das Material in solchen wasserlöslichen, die Desintegration fördernden Teilchen als ein Aufbaustoff agieren kann (wie im Fall von Natriumtripolyphosphat), trägt dies selbstverständlich zur Gesamtmenge des Aufbaustoffes in der Tablettenzusammensetzung bei.
Die Menge der wasserlöslichen, die Desintegration fördernden Teilchen kann 10 bis zu 30 oder 40 Gew.-% der Tablette oder eines Bereiches dieser betragen. Die Menge kann möglicherweise 12 bis zu 25 oder 30% oder mehr betragen.
Eine Löslichkeit von mindestens 50 g/100 g deionisiertem Wasser bei 20°C ist eine unerwartet hohe Löslichkeit: viele Materialien, die als wasserlöslich klassifiziert werden, sind weniger löslich als diese. Materialien mit einer solch hohen Löslichkeit können in Mengen von 3%, möglicherweise 5 oder 10 bis zu 30 Gew.-% der Tablette verwendet werden.
Einige stark wasserlösliche Materialien, die verwendet werden können, werden nachstehend aufgelistet, wobei ihre Löslichkeiten in Gramm Feststoff zur Bildung einer gesättigten Lösung in 100 g deionisiertem Wasser bei 20°C ausgedrückt werden:

Material Wasserlöslichkeit (g/100 g)

Natriumcitratdihydrat 72

Kaliumcarbonat 112

Harnstoff > 100

Natriumacetat 119

Natriumacetattrihydrat 76

Magnesiumsulfat 7H₂O 71

Im Gegensatz dazu sind einige andere übliche Materialien bei 20°C:

Material	Wasserlöslichkeit (g/100 g)
Natriumchlorid	36
Natriumsulfatdecahydrat	21,5
Natriumcarbonat, wasserfrei	8,0
Natriumpercarbonat, wasserfrei	12
Natriumperborat, wasserfrei	3,7
Natriumtripolyphosphat, wasserfrei	15

Dieses stark wasserlösliche Material wird bevorzugt als Teilchen des Materials in im wesentlichen reiner Form (d. h. jedes Teilchen enthält über 95 Gew.-% des Materials) eingeführt. Die Teilchen können bevorzugt jedoch Material mit einer solchen Löslichkeit in einem Gemisch mit anderen Materialien enthalten, vorausgesetzt, daß das Material mit der speziellen Löslichkeit mindestens 50 Gew.-% dieser Teilchen liefert.
Ein bevorzugtes Material ist Natriumacetat in teilweise oder vollständig hydratisierter Form.
Bevorzugt ist das stark wasserlösliche Material ein Salz, das sich in Wasser in ionisierter Form auflöst. Wenn sich ein solches Salz auflöst, führt dies zu einer vorübergehenden lokalen Erhöhung der Ionenstärke, was die Desintegration der Tablette unterstützen kann, indem das Quellen des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels verhindert und die Auflösung anderer Materialien gehemmt wird.
Eine andere Möglichkeit, die weniger bevorzugt ist, ist, daß die Teilchen, die die Desintegration fördern, Teilchen sind, die Natriumtripolyphosphat mit mehr als 50% (bezogen auf das Gewicht der Teilchen) der wasserfreien Phase I-Form enthalten, und das teilweise hydratisiert ist, damit es Hydratwasser in einer Menge, die weniger als 1 Gew.-% des Natriumtripolyphosphats beträgt, enthält.
Natriumtripolyphosphat ist als ein Maskierungsaufbaustoff in Waschmittelzusammensetzungen allgemein bekannt. Es existiert in hydratisierter Form und zwei kristallinen wasserfreien Formen. Diese sind die normale kristalline wasserfreie Form, bekannt als Phase II, welche die Niedrigtemperaturform ist, und Phase I, welche bei hoher Temperatur stabil ist. Die Umwandlung von Phase II zu Phase I verläuft bei der Erwärmung über die Übergangstemperatur, die etwa 420°C beträgt, ziemlich schnell, die Umkehrreaktion ist jedoch langsam. Demzufolge ist Natriumtripolyphosphat der Phase I bei Umgebungstemperatur metastabil.
Ein Verfahren zur Herstellung von Teilchen, die einen hohen Anteil der Phase I-Form von Natriumtripolyphosphat enthalten, durch Sprühtrocknung bei unter 420°C wird in US-A-4536377 angegeben.
Diese Teilchen sollten auch Natriumtripolyphosphat enthalten, das teilweise hydratisiert ist. Das Ausmaß der Hydratisierung sollte mindestens 1 Gew.-% Natriumtripolyphosphat in den Teilchen betragen. Es kann im Bereich von 1 bis 4% liegen oder höher sein. Tatsächlich kann vollständig hydratisiertes Natriumtripolyphosphat zur Bereitstellung dieser Teilchen verwendet werden.
Der Rest der Tablettenzusammensetzung, die zur Bildung der Tablette oder eines Bereiches dieser verwendet wird, kann zusätzliches Natriumtripolyphosphat umfassen. Dieses kann in irgendeiner Form, einschließlich Natriumtripolyphosphat mit einem hohen Gehalt an der wasserfreien Phase II-Form, vorliegen.
Das geeignete Material ist kommerziell erhältlich. Lieferanten umfassen Rhone-Poulenc, Frankreich und Albright & Wilson, UK.
Verfahren zur Herstellung der kompaktierten Waschmitteltabletten
(i) Herstellung des Basispulvers
Basispulver mit einer niedrigen bis mittleren Schüttdichte können durch Sprühtrocknung einer Aufschlämmung, und gegebenenfalls Nachdosierung (Trockenmischen) weiterer Inhaltsstoffe hergestellt werden. „Konzentrierte" oder „Kompakt-„Pulver können durch Misch- und Granulierverfahren, zum Beispiel unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsmixers/-granulators, oder andere Nicht-Turm-Verfahren hergestellt werden.
(ii) Herstellung der Vorkompaktierungspulverformulierung
Ist das Basispulver hergestellt, wird es für gewöhnlich mit anderen nachdosierten Materialien wie den wasserlöslichen, die Desintegration fördernden, Teilchen und möglicherweise anderen partikulären Waschmittelinhaltsstoffen gemischt.
Das Bindemittel wird dann zu dem Trockenpulver bei einer Temperatur, bei der es in flüssiger Form vorliegt, zugegeben. Die Flüssigkeit und die Feststoffe werden in irgendeiner geeigneten Mischvorrichtung miteinander gemischt, bis die Flüssigkeit und die Feststoffe relativ gut gemischt sind. Die resultierende Formulierung kann sich abkühlen und das Bindemittel, das auf der Oberfläche der Teilchen und daher zwischen diesen vorliegt, verfestigt sich. Die resultierende partikuläre Formulierung wird dann unter Bildung der kompaktierten Waschmitteltablette tablettiert.
(iii) Tablettierung
Die Tablettierung umfaßt das Kompaktieren einer partikulären Zusammensetzung unter Druckausübung. Es sind viele Tablettiermaschinen bekannt, die auch verwendet werden können. Im allgemeinen funktioniert dies so, daß eine gewisse Menge der partikulären Zusammensetzung, die in einer Düse eingeschlossen ist, gepreßt wird.
Die Tablettierung kann bei Umgebungstemperatur oder bei einer Temperatur über Umgebung, bei der eine adäquate Festigkeit mit weniger Druckausübung während der Kompaktierung gewährleistet werden kann, durchgeführt werden. Zur Durchführung der Tablettierung bei einer Temperatur über Umgebung, wird die partikuläre Zusammensetzung der Tablettiermaschine bevorzugt bei erhöhter Temperatur zugeführt. So wird die Tablettiermaschine natürlich erwärmt, wobei die Maschine jedoch auch auf andere Art und Weise erwärmt werden kann. Der Tablettierschritt wird bevorzugt jedoch bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Bindemittels durchgeführt.
Wird Wärme zugeführt, ist zu beachten, daß diese auf herkömmliche Art und Weise zugeführt wird, wie durch das Führen der partikulären Zusammensetzung durch einen Ofen, eher als durch Anwendung von Mikrowellenenergie.
Die Größe einer Tablette wird geeigneterweise im Bereich von 10 bis 160 g, bevorzugt 15 bis 60 g, liegen, was von den Umständen der vorgesehenen Anwendung und davon, ob sie eine Dosis für eine durchschnittliche Ladung einer Wasch- oder Geschirrspülmaschine oder einen fraktionellen Teil einer solchen Dosis darstellt, abhängt. Die Tabletten können irgendeine Form aufweisen. Um die Verpackung zu vereinfachen, sind sie bevorzugt jedoch Blöcke mit im wesentlichen dem gleichen Querschnitt, wie Zylinder oder Würfel. Die Gesamtdichte einer Tablette zum Wäschewaschen liegt bevorzugt im Bereich von 1.040 oder 1.050 g/l, bevorzugt beträgt sie mindestens 1.100 g/l bis zu 1.400 g/l. Die Tablettendichte kann vorteilhafterweise in einem Bereich von bis zu nicht mehr als 1.350 oder sogar 1.250 g/l liegen. Die Gesamtdichte einer Tablette einiger anderer Reinigungszusammensetzungen, wie einer Tablette zum Maschinengeschirrspülen oder als ein Bleichzusatzstoff, kann im Bereich von bis zu 1.700 g/l liegen und wird oftmals im Bereich von 1.300 bis 1.550 g/l liegen.
DFS-Testverfahren
Als ein Maß für die Widerstandskraft einer Tablette gegen das Brechen, wird die diametrale Bruchspannung (DFS) mit der folgenden Gleichung berechnet:
worin P der ausgeübte Druck zur Verursachung eines Bruches (N) ist, D der Tablettendurchmesser (m) ist und t die Tablettendicke (m) ist.
Die Tablette wird auf ihren Rand gestellt und zwischen zwei parallelen Preßtischen komprimiert, bis sie bricht. Aus der für den Bruch erforderlichen Kraft P wird die DFS mit der obigen Gleichung berechnet.
T90-Testverfahren
Eine Tablette wird in einem Haushaltskochsieb plaziert, das wiederum in einen Kunststoffeimer, der 9 Liter Wasser bei 20°C enthält, eingetaucht wird. Der Stiel des Siebes wird an einem Rührmotor befestigt und bei 200 U/min gedreht. Die Leitfähigkeit des Wassers wird kontinuierlich gemessen, bis die Leitfähigkeit aufhört zu steigen. Die T90 ist die Zeit, die benötigt wird, damit die Leitfähigkeit 90% des Endwertes erreicht.
Beispiele
Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele A und B
Ein Waschmittelbasispulver wurde durch das Sprühtrocknen einer Aufschlämmung mit der folgenden Formulierung hergestellt.
Das resultierende Basispulver wurde mit nachdosierten Inhaltsstoffen trockengemischt, um die folgende endgültige Formulierung herzustellen.
Die verwendeten Bindemittelkomponenten waren ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel auf der Basis von einem C₁₆-Alkoholethoxylat mit 20 mol Ethoxylat pro Mol Alkylgruppe (C₁₆20EO), ein Polyethylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1.500 (PEG1500), ein Polyethylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1.000 (PEG1000) und ein oberflächenaktives Mittel auf der Basis eines primären Alkoholsulfates in fester Form (PAS). Die Bindemittelmischungen wurden wie in Tabelle 1 gezeigt, hergestellt.
Tabelle 1
Die Bindemittel wurden durch das Mischen der Komponenten miteinander in fester Form und die langsame Erwärmung, bis sie eine homogene flüssige Mischung bildeten, erzeugt. Während es noch flüssig war, wurde das Bindemittel dann mit der endgültigen Formulierung gemischt, um die Pulverteilchen mit dem Bindemittel zu beschichten. Das Bindemittel wurde entweder bei 2 oder 5% des Gewichtes des Basispulvers zugegeben. Das resultierende Pulver konnte dann abkühlen, wobei sich das Bindemittel verfestigen konnte. 40 g des resultierenden Pulvers wurden zu zylindrischen Waschmitteltabletten mit einem Durchmesser von 44 mm geformt, indem sie unter einer Last von 4 kN kompaktiert wurden.
Für jede Bindemittelformulierung wurden zwei Tabletten hergestellt. Die Festigkeit der Tabletten wurde durch das Messen der diametralen Bruchspannung (DFS) ausgewertet. Die Auflösungsrate wurde durch das Messen der 90%-Auflösungszeit (T90) ausgewertet.
Die Ergebnisse der Festigkeits- und Auflösungstests für jedes Bindemittel bei unterschiedlichen Niveaus an Bindemittel werden in Tabelle 2 angegeben. Wie oben erörtert, sind Tabletten wünschenswert, die sowohl fest sind (eine hohe DFS haben) als sich auch schnell auflösen (eine niedrige T90 haben). Für einen vorgegebenen DFS-Wert, sind Tabletten mit einer niedrigen T90 hervorragend. Dem ähnlich sind für eine vorgegebene T90 Tabletten mit einer hohen DFS hervorragend. Die Fähigkeit der Tabletten, diese beiden Anforderungen mit unterschiedlichen DFS- und T90-Werten zu erfüllen, kann unter Verwendung des Festigkeits-/Auflösungs-Quotienten DFS/T90 erreicht werden. Eine Tablette mit einem hohen Wert für den Festigkeits-/Auflösungs-Quotienten hat bessere Festigkeits-/Auflösungseigenschaften, als eine Tablette mit einem niedrigen Festigkeits-/Auflösungs-Quotienten.
Es ist deutlich zu erkennen, daß die Gegenwart eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels die Festigkeits-/Auflösungseigenschaften der Tabletten tatsächlich verbessert. Obgleich die Tabletten über einen breiten Niveaubereich an oberflächenaktivem Mittel gut funktionieren, schein ein Optimum da zu liegen, wo rund 50% des Bindemittels ein nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel sind.
Tabelle 2
Beispiele 7 bis 9
Das oben beschriebene Verfahren wurde wiederholt, außer daß ein Waschmittelbasispulver verwendet wurde, daß durch das Trocknen einer wässerigen Lösung aus einem primären Alkoholsulfat (PAS) in einem Kratzsprühtrockner erzeugt wurde. Das Basispulver hatte die folgende Formulierung:
Das resultierende Basispulver wurde mit nachdosierten Inhaltsstoffen trockengemischt, um die endgültige Formulierung herzustellen.
Es wurden Tabletten auf dieselbe Art und weise wie in den Beispielen 1 bis 6 erzeugt, nur unter einer Kompaktierungskraft von 0,5 kN. Die Festigkeits- und Auflösungseigenschaften wurden gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3

Claims

Kompaktierte Waschmitteltablette, die: (a) ein festes partikuläres Waschmittelbasispulver, umfassend ein oberflächenaktives Mittel und gegebenenfalls einen Aufbaustoff; und (b) gegebenenfalls andere partikuläre Waschmittelinhaltsstoffe; und (c) ein Bindemittelmaterial zwischen den Waschmittelbasispulverteilchen und/oder den optionalen partikulären Waschmittelinhaltsstoffen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (c)(i) 10 Gew.-% bis 90 Gew.-% eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 70°C; und (c)(ii) 10 Gew.-% bis 90 Gew.-% eines wasserlöslichen organischen Materials mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 70°C umfaßt.
Waschmitteltablette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 10 Gew.-% des Bindemittelmaterials, bevorzugt 1 bis 6 Gew.-% und stärker bevorzugt 2 bis 5 Gew.-%, umfaßt.
Waschmitteltablette nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 20 bis 80 Gew.-% des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels umfaßt.
Waschmitteltablette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 30 bis 70 Gew.-% des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels umfaßt.
Waschmitteltablette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 40 bis 60 Gew.-% des nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels umfaßt.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel einen Schmelzpunkt von 40 bis 60°C hat.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel ein ethoxylierter Alkohol ist.
Waschmitteltablette nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel einen primären oder sekundären aliphatischen C₈-C₂₀-Alkohol, der mit durchschnittlich 8 bis 50 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert ist, umfaßt.
Waschmitteltablette nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-ionische oberflächenaktive Mittel einen primären oder sekundären aliphatischen C₁₂-C₁₈-Alkohol, der mit durchschnittlich 10 bis 30 mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert ist, umfaßt.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 20 bis 80 Gew.-% des organischen Materials umfaßt.
Waschmitteltablette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel 30 bis 70 Gew.-% des organischen Materials umfaßt.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material einen Schmelzpunkt von 40 bis 60°C hat.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material ein organisches Polymer ist.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polymer ein Polyethylenglykol ist.
Waschmitteltablette nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von 800 bis 4.000 hat.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtionische oberflächenaktive Mittel und das organische Material innig miteinander vermischt werden.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ferner ein anionisches oberflächenaktives Mittel vom Sulfat-Typ umfaßt.
Waschmitteltablette nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das anionische oberflächenaktive Mittel vom Sulfat-Typ ein primäres Alkoholsulfat ist.
Waschmitteltablette nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Mittel vom Sulfat-Typ ein partikulärer Feststoff ist und in dem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel dispergiert ist.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 60 Gew.-% oberflächenaktives Mittel umfaßt.
Waschmitteltablette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10 bis 80 Gew.-% Aufbaustoff umfaßt.
Verfahren zur Herstellung einer kompaktierten Waschmitteltablette, das die folgenden Schritte umfaßt: (i) Herstellung eines Waschmittelbasispulvers; (ii) Mischen des Waschmittelbasispulvers mit einem Bindemittelmaterial; (iii) Kompaktierung des resultierenden Materials unter Druckausübung, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (a) 10 Gew.-% bis 90 Gew.-% eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 70°C; und (b) 10 Gew.-% bis 90 Gew.-% eines wasserlöslichen organischen Materials mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 70°C umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (iii) unter dem Schmelzpunkt des Bindemittels durchgeführt wird.