DE60302878T2

DE60302878T2 - Waschmittel

Info

Publication number: DE60302878T2
Application number: DE60302878T
Authority: DE
Inventors: Fransiscus Hermannus Gortemaker; Felix Marco Van Der Kooij
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: EP1491622B1; ATE313617T1; DE60302878D1; ES2254862T3; EP1491622A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Reinigungsmittelzusammensetzungen in Form von Tabletten zur Verwendung beim Waschen von Textilien oder in Geschirrspülmaschinen.
Waschmittelzusammensetzungen in Tablettenform weisen Vorteile gegenüber den pulverisierten Produkten auf, in dem sie keine Abmessung erforderlich machen und daher leichter zu handhaben und. in die Waschladung zu verteilen sind.
Tabletten einer Reinigungszusammensetzung werden im allgemeinen durch Komprimieren oder Kompaktieren einer Menge der Zusammensetzung in partikulärer Form hergestellt.
Tabletten, die zwei oder mehrere separate Bereiche umfassen, sind ebenso beschrieben worden. Beispielsweise beschreibt WO 01/42416 die Herstellung von Mehrphasenformkörpern, die eine Kombination aus Kernformkörpern und einer partikulären Vormischung umfassen. WO 00/61717 beschreibt eine Waschmitteltablette, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein Teil ihrer äußeren Oberfläche halbfest ist. WO 00/04129 beschreibt eine Mehrphasenwaschmitteltablette, die eine erste Phase in form eines geformten Körpers mit mindestens einer Form darin und eine zweite Phase in Form eines partikulären Feststoffes, der in der Form komprimiert wird, umfaßt. WO 99/24549 beschreibt eine Waschmitteltablette, die einen komprimierten Feststoffkörper und einen nicht-komprimierten gelatineartigen Teil, der in einer Form des Körpers angeordnet ist, umfaßt.
Es gab zahlreiche Vorschläge für Tabletten, die in separate Bereiche (beispielsweise Schichten) unterteilt wurden, die sich in ihrer Zusammensetzung unterscheiden.
WO 99/35225 bezieht sich auf Formkörper mit zwei Feststoffphasen, wobei eine Phase von nicht mehr als 40 Vol.-% des Formkörpers mehr als 80 Gew.-% der Gesamtheit an aktiver Substanz enthält, die in dem Formkörper mit einem Bestandteil aus der Gruppe von oberflächenaktiven Mitteln enthalten ist.
WO 00/06688 beschreibt eine Waschmitteltablette mit einem zweiten Bereich, der durch eine Kugel im Kontakt mit einer Vertiefung in der Oberseite der Tablette geformt wird.
Ein Problem mit Mehrphasentabletten, die eine glatte Phase in Kombination mit einer Phase von komprimiertem partikulärem Material umfassen, ist, daß manchmal Migration der Bestandteile zwischen den Phasen auftreten kann. Dieses Problem liegt insbesondere vor, wenn die glatte Phase hohe Niveaus an oberflächenaktiven Mitteln, insbesondere nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln umfaßt.
Die vorliegende Erfindung wird eine Mehrphasenreinigungstablette bereitstellen, die mindestens eine glatte Phase umfaßt, die einen breiten Formulierungsbereich ermöglicht, die bei geringen Kosten leicht hergestellt werden kann, und die eine verringerte Tendenz zur Migration von Bestandteilen von einer Phase zu(r) anderen Phase(n) aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Reinigungstablette bereitgestellt, die eine Mehrzahl von einzelnen 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 mit dem glatten Bereich in Kontakt ist, und wobei der erste und der zweite Bereich durch Anlagern von einer der Hauptaußenseiten des ersten Bereiches an eine der Hauptaußenseiten des zweiten Bereiches miteinander verbunden sind, und wobei die Kontaktflä che zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich weniger als 55 % der Hauptaußenseite des ersten Bereiches ausmacht.
Die Bereiche der Tablette sind vorzugsweise separate Schichten innerhalb einer Tablette, wobei jede Schicht im wesentlichen denselben Durchmesser aufweist und die Schichten gestapelt sind, um eine im wesentlichen zylinderförmige Reinigungstablette zu bilden. Vorzugsweise weist der erste Bereich ein Gewicht von 2 bis 30 g, stärker bevorzugt 3 bis 20 g auf. Vorzugsweise weist der zweite Bereich ein Gewicht von 10 bis 50 g, stärker bevorzugt 15 bis 30 g auf. Vorzugsweise beträgt die Kontaktfläche 10 bis 50 % der Hauptaußenseite des ersten Bereiches, stärker bevorzugt 15 bis 45 %, am stärksten bevorzugt 20 bis 40 %.
Vorzugsweise wird ein übriger Teil der Außenseite des ersten Bereiches von dem anderen Bereich mittels einer Luftschicht mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm, stärker bevorzugt 1 bis 10 mm getrennt. Vorzugsweise trennt diese Luftschicht mindestens 45 % der Außenseite des ersten Bereiches von der zweiten Schicht, stärker bevorzugt 50 bis 85 %, am stärksten bevorzugt 60 bis 80 %.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Für den Zweck der Erfindung bezieht sich der Ausdruck „Hauptaußenseite" eines Bereiches auf die Teile der äußeren Oberfläche der Bereiche der Tablette, die eine Seite des Bereiches bilden, und die ebenso einen signifikanten Teil der äußeren Oberfläche des Bereiches bilden. Beispielsweise weist ein Bereich in Form einer Scheibe zwei Hauptaußenseiten auf, nämlich die Oberseite der Scheibe und die Unterseite der Scheibe. Eine Tablette würde ebenso normalerweise zwei Hauptaußenseiten aufweisen, nämlich die Oberseite – gegebenenfalls gebogen – und die Unterseite. Wenn ein Teil der äußeren Oberfläche nicht flach ist, beispielsweise eine flache Seite mit Ringfurche, dann wird die Hauptaußenseite durch die Seite, einschließlich der Furche gebildet. Vorzugsweise bildet eine Hauptaußenseite mindestens 15 %, stärker bevorzugt mindestens 25 bis 50 % der gesamten äußeren Oberfläche des Bereiches. Die Erfindung wird mittels der folgenden Figuren weiter dargestellt:
1 (Vergleich) zeigt eine Zweiphasenreinigungstablette, die zwei gestapelte kreisförmige Schichten (1, 2) umfaßt, wobei die Schichten durch eine Hauptaußenseite der Schicht 1 (hier die Oberseite) und einer Hauptaußenseite der Schicht 2 (hier die Unterseite) in Kontakt sind. Die Kontaktfläche zwischen den zwei Schichten umfaßt 100 % der Unterseite der Schicht 2 und 100 % der Oberseite der Schicht 1. Beide Schichten weisen im wesentlichen denselben Durchmesser auf und die vereinigte Mehrphasentablette liegt im wesentlichen in Zylinderform vor.
2 (erfindungsgemäß) zeigt erneut einen Querschnitt einer Zweiphasenreinigungstablette, die zwei gestapelte kreisförmige Schichten (3, 4) umfaßt. Die Bodenschicht (4) des kompaktierten partikulären Materials weist einen Durchmesser von 45 mm und eine Höhe von 17 mm auf und weist auf ihrer oberen äußeren Fläche einen kreisförmigen vorstehenden Ring aus kompaktierten Material (5) mit einer Höhe von 2 mm und einer Breite von 3 mm auf. Die obere Schicht des glatten Materials (3) weist eine Höhe von 7 mm auf und weist eine im wesentlichen flache untere Hauptaußenseite ebenso mit einem Durchmesser von 45 mm auf. Die zwei Phasen werden gestapelt, um eine zylinderförmige Tablette zu bilden, wobei die Kontaktfläche zwischen der glatten Phase und der kompaktierten Phase etwa 25 % der Hauptaußenseite (hier Unterseite) des glatten Bereiches beträgt, wobei der übrige Teil (etwa 75 %) der Außenseite durch eine Luftschicht von dem anderen Bereich getrennt wird.
3 (erfindungsgemäß) zeigt eine Reinigungstablette, die eine kreisförmige untere Schicht (11) aus kompaktiertem partikulärem Material und eine glatte, obere kreisförmige Schicht (10) umfaßt. Die Bodenschicht weist einen Durchmesser von 45 mm und eine Höhe von 15 mm auf, wobei die äußere Oberseite der Schicht mit 5 Furchen (5, 6, 7, 8 und 9) bereitgestellt ist, wobei jede eine Höhe von 3.5 mm aufweist, wobei die Spitze von jeder Furche einen Abstand von 9 mm von der/den benachbarten Furche(n) aufweist. Die untere Schicht weist ebenso einen Durchmesser von 45 mm auf und weist eine Höhe von 6 mm auf. Die untere Hauptaußenseite der unteren Schicht ist mit den Furchen der Bodenschicht in Kontakt, wobei die Kontaktfläche der zwei Schichten etwa 33 % der unteren Außenseite ausmachen. Der übrige Teil (etwa 67 %) der unteren Außenseite werden durch eine Luftschicht von dem anderen Bereich getrennt.
4 (erfindungsgemäß) zeigt erneut einen Querschnitt der Zweiphasenreinigungstablette, die zwei gestapelte kreisförmige Schichten umfaßt. Die Bodenschicht (12) aus kompaktiertem partikulärem Material weist einen Durchmesser von 45 mm und eine Höhe von 17 mm auf und weist auf ihrer oberen äußeren Fläche einen kreisförmigen vorstehenden Ring aus kompaktiertem Material mit einer Höhe von 2 mm und einer Breite von 3 mm auf. Die obere Schicht des glatten Materials (13) weist eine Höhe von 7 mm auf und weist eine im wesentlichen flache untere Hauptaußenseite ebenso mit einem Durchmesser von 45 mm auf, wobei in der Mitte der flachen Unterseite der glatte Bereich ein quadratisches vorstehendes Element mit einer Höhe von 2 mm und einem quadratischen Querschnitt von 2 mal 2 mm aufweist. Die zwei Phasen werden gestapelt, um eine zylinderförmige Tablette zu bilden, wobei die Kontaktfläche zwischen der glatten Phase und der kompaktierten Phase etwa 26 % der Hauptaußenseite (hier die Unterseite) des glatten Bereiches ausmacht, wobei der übrige Teil (etwa 74 %) der Außenseite durch eine Luftschicht von dem anderen Bereich getrennt wird.
Zusammensetzung der Reinigungstablette
Der erste Bereich der Tablette ist ein glatter Bereich. Für den Zweck dieser Erfindung bezieht sich der Ausdruck glatte Phase auf Zusammensetzungen, die einerseits fest genug sind, um ihre Form bei Umgebungstemperatur zu behalten, und andererseits im Aussehen glatt sind. Glatte Texturen sind im allgemeinen von wenig oder keiner Porosität und weisen – bei normalem Betrachtungsabstand – das Aussehen einer kontinuierlichen Phase auf, wie beispielsweise entgegengesetzt zu dem porösen und partikulären Aussehen eines kompaktieren partikulären Materials.
WO99/24549 beschreibt die Verwendung von nicht-komprimierten gelatineartigen Teilen, die in einer Form als glatte Phase angeordnet sind. Diese Tabletten müssen mit einer speziellen Vorrichtung hergestellt werden, um die geeignete Formbildung zu gewährleisten. Außerdem enthalten die Zusammensetzungen für die glatte Phase, wie in diesem Dokument offenbart, sehr hohe Niveaus von Bestandteilen mit einer beschränkten Funktionalität in der Wäsche, wie Dipropylenglykolbutylether oder Glyceroltriacetat.
WO 00/61717 beschreibt (in dem Beispiel) die Herstellung einer komprimierten partikulären Tablette, auf deren Spitze eine (nicht-komprimierte) Schicht durch Gießen eines Gemisches aus nicht-ionischen Verbindungen und PEG, gefolgt von Härten hergestellt wurde. Diese Formulierung und ihr Verfahren zur Herstellung ist nachteilig, da es einen sehr langen Härtungsschritt in der Tablettenform benötigt, währenddessen die Tablettenform nicht zur weiteren Herstellung verwendet werden kann, dadurch steigen die Herstellungskosten signifikant.
Vorzugsweise ist der glatte Bereich der Tablette ein halbfester Bereich. Für den Zweck dieser Erfindung kann sich der Ausdruck glatter Bereich auf eine Phase beziehen, die glatt oder vorzugsweise glatt und halbfest ist. Für den Zweck dieser Erfindung bezieht sich der Ausdruck halbfest auf Zusammensetzungen, die handfest genug sind, um ihre Form bei Umgebungstemperatur zu behalten, die aber auch nicht vollständig fest sind.
Ein geeigneter Test, um zu prüfen, ob eine Zusammensetzung als halbfest betrachtet werden kann, kann in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die das Testen einer zylinderförmigen Tablette schematisch darstellen, beschrieben werden:
Eine zylinderförmige Tablette mit einem Durchmesser von 45 mm und einer Höhe von 20 mm wird radial zwischen den Platten einer Materialtestvorrichtung komprimiert, bis die Tablette bricht. An der Ausgangsposition kontaktieren die Platten die Tablette, aber üben darauf keine Kraft aus. Kraft wird ausgeübt, um die Tablette zu komprimieren, die vertikale Geschwindigkeit der oberen Platte beträgt 25 mm/Minute. Die Testmaschine mißt die ausgeübte Kraft (F) und ebenso die Verschiebung (x) der Platten gegeneinander, wenn die Tablette komprimiert wird. Der Abstand (y) zwischen den Platten ist ebenso vor Ausübung der Kraft bekannt, welcher der Durchmesser der Tablette ist. Bei Versagen bricht die Tablette und die ausgeübte Kraft, die zur Aufrechterhaltung der Verschiebung benötigt wird, fällt. Die Messung wird abgebrochen, wenn die ausgeübte Kraft, die zur Aufrechterhaltung der Verschiebung benötigt wird, um 25 % von ihrem Maximalwert fällt. Die Verschiebung wird ebenso bei Versagen (x_f) gemessen.
Eine graphische Darstellung der Kraft (F) gegen die Verschiebung (x) wird angefertigt. Die maximale Kraft ist die Kraft bei Versagen (F_f). die Bruchenergie ist die Fläche unter dem Graphen der Kraft gegen Verschiebung bis zu dem Punkt des Bruches. Sie wird durch die Gleichung angegeben:
worin E_b die Bruchenergie in mJoule ist, x die Verschiebung in Meter ist und F die ausgeübte Kraft in Newton bei der Verschiebung x ist und x die Verschiebung bei Versagen ist.
Halbfeste Zusammensetzungen sind durch ein Verhältnis von F_f zu E_b von weniger als 1,0, stärker bevorzugt 0,1 bis 0,9, am stärksten bevorzugt 0,2 bis 0,6, gekennzeichnet, während traditionelle Tabletten aus kompaktierten partikulären Materialien im allgemeinen durch ein Verhältnis von F_f zu E_b von mehr als 1, stärker bevorzugt mehr als 1,25 oder noch stärker bevorzugt 1,5 bis zu 6 gekennzeichnet sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt der erste Bereich 40 bis 100 Gew.-% oberflächenaktive Mittel (basierend auf dem Gesamtgewicht des ersten Bereiches), stärker bevorzugt 50 bis 95 Gew.-%, am stärksten bevorzugt wird der erste Bereich überwiegend durch oberflächenaktive Mittel von beispielsweise mehr als 60 %, beispielsweise 70 bis 90 Gew.-%, gebildet. Es ist herausgefunden worden, daß die Kombination eines separaten, glatten ersten Bereiches und diesen hohen Niveaus an oberflächenaktiven Mitteln sehr gute Dispergier- und Reinigungseigenschaften der Tablette bereitstellt.
Vorzugsweise umfassen die oberflächenaktiven Mittel in dem ersten Bereich eine Kombination aus anionischen oberflächenaktiven Nicht-Seife-Mitteln und nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 1 bis 1 : 5, stärker bevorzugt 3 : 1 bis 1 : 3, stärker bevorzugt 2 : 1 bis 1 : 2. Weitere oberflächenaktive Mittel, beispielsweise kationische oberflächenaktive Mittel, können gleichermaßen beispielsweise bei einem Niveau von 0,1 bis 10 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des glatten Teils, vorliegen. Vorteilhafterweise kann ebenso der glatte Bereich Seife beispielsweise bei einem Niveau von 0,1 bis 10 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des glatten Teils, umfassen.
Vorteilhafterweise kann ebenso der glatte Bereich der Tablette Verdünnungsmaterialien, beispielsweise Polyethylenglykol oder (Mono)propylenglykol umfassen. Vorzugsweise beträgt das Niveau dieser Verdünnungsmittel 0 bis 40 Gew.-%, stärker bevorzugt 2 bis 30 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des glatten Bereiches.
Die glatte Phase umfaßt vorzugsweise keine oder nur geringe Niveaus an Wasser. Vorzugsweise ist das Niveau an Wasser kleiner als 20 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der halbfesten Phase, stärker bevorzugt kleiner als 15 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 5 bis 12 Gew.-%. Am stärksten bevorzugt sind die halbfesten Phasen im wesentlichen frei von Wasser, was bedeutet, daß abgesehen von den geringen Niveaus an Feuchtigkeit (beispielsweise zur Neutralisation oder als Kristallwasser) kein zusätzlich zugegebenes Wasser vorliegt.
Vorzugsweise beträgt das Gesamtgewicht an oberflächenaktiven Mitteln in dem ersten Bereich 2 bis 20 g, stärker bevorzugt 3 bis 10 g.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der zweite Bereich keine oder nur geringe Niveaus an oberflächenaktiven Mitteln. Vorzugsweise beträgt das Niveau an oberflächenaktiven Mitteln in dem zweiten Bereich weniger als 10 Gew.-% (basierend auf dem Gesamtgewicht des zweiten Bereiches), stärker bevorzugt 0 bis 9 Gew.-%, am stärksten bevorzugt 1 bis 8 Gew.-%.
Der zweite Bereich der Tablette ist vorzugsweise ein fester Bereich, beispielsweise kann dieser durch Komprimieren oder Schmelzen hergestellt werden. Vorzugsweise ist der zweite Bereich eine kompaktierte partikuläre Zusammensetzung.
Der zweite Bereich umfaßt vorzugsweise andere Bestandteile der Tablette als oberflächenaktive Mittel. Beispiele von diesen Bestandteilen sind Aufbaustoffe, Bleichsysteme, Enzyme usw. Vorzugsweise liegen die Aufbaustoffe in der Tablette überwiegend in dem zweiten Bereich vor. Vorzugsweise liegt das Bleichsystem überwiegend in dem zweiten Bereich vor. Vorzugsweise liegen die Enzyme überwiegend in dem zweiten Bereich vor. Für den Zweck dieser Erfindung bezieht sich der Ausdruck „überwiegend vorhanden" auf eine Situation, wo mindestens 90 Gew.-% eines Bestandteils in dem zweiten Bereich, stärker bevorzugt mehr als 98 Gew.-%, am stärksten bevorzugt im wesentlichen 100 Gew.-% vorliegen.
Die obige Beschreibung der Tablette wird in bezug auf eine Tablette angegeben, die durch zwei Bereiche gebildet wird. Es wird jedoch angenommen, daß jeder der Bereiche aus einer begrenzten Anzahl an einzelnen Bereichen bestehen kann. Beispielsweise kann der erste glatte Bereich ein einzelner diskreter Teil der Tablette sein, aber kann ebenso eine begrenzte Zahl (1 bis 5) der einzelnen glatten Teile sein. Vorzugsweise beträgt jeder dieser glatten Teile mindestens 1 g, wobei ebenso jeder dieser glatten Teile vorzugsweise im wesentlichen aus derselben Zusammensetzung besteht. Wenn man sich auf die Zusammensetzung oder das Gewicht des ersten Bereiches bezieht, wird angenommen, daß dies das Gesamtgewicht und die Zusammensetzung dieser glatten Teile betrifft.
Ebenso kann der feste zweite Bereich aus einer begrenzten Anzahl (1 bis 5) von festen Teilen, beispielsweise separaten Schichten in der Tablette bestehen. Vorzugsweise weist jeder dieser Teile ein Gewicht von mindestens 10 g auf, wobei ebenso jeder der festen Teile vorzugsweise im wesentlichen aus derselben Zusammensetzung ist. Wenn man sich auf die Zusammensetzung oder das Gewicht des zweiten Bereiches bezieht, wird angenommen, daß dies das Gesamtgewicht und die Zusammensetzung dieser festen Teile betrifft.
Zusätzlich zu dem glatten ersten Bereich und dem festen zweiten Bereich können die Reinigungstabletten der Erfindung gegebenenfalls weitere Bereiche umfassen, beispielsweise kann die Tablette teilweise oder vollständig überzogen werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Reinigungstabletten umfaßt die Schritte

(a) Komprimieren der partikulären Zusammensetzung unter Bildung einer vorkomprimierten Tablette, die den zweiten Bereich bildet,
(b) Herstellen einer glatten Tablette, vorzugsweise durch Gießen oder Extrusion eines glatten Materials (beispielsweise eines geschmolzenen)
(c) Zusammenfügen der Endtablette durch Vereinigen der vorkomprimierten Tablette und der glatten Tablette, vorzugsweise unter Ausübung einer milden Co-Kompressionskraft.

Vorzugsweise beträgt der Druck zum Herstellen der vorkomprimierten Tablette 0,1 bis 20 kN/cm². Vorzugsweise beträgt der Druck zum Herstellen der glatten Tablette vorzugsweise 0 bis 5 kN/cm², stärker bevorzugt 0,01 bis 5 kN/cm². Vorzugsweise ist die Form des vorkomprimierten zweiten Bereiches so, daß die obere Oberfläche einen oder mehrere vorstehende Teile aufweist, beispielsweise Furchen, die weniger als 50 % der Seite einnehmen, so daß, wenn die untere Oberfläche des glatten Bereiches in Kontakt gebracht wird, sie effektiv nur mit den vorstehenden Teilen in Kontakt ist.
Ein Vorteil der bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß der Co-Kompressionsschritt von (c) zur guten Haftung des ersten Bereiches an den zweiten Bereich führt, und die Auftragung eines Haftmaterials zwischen den glatten und den festen Bereich vermieden werden kann. Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß es in einer normalen Tablettenpresse ohne die Anpassung der Form der Preßoberflächen durchgeführt werden kann.
Eine erfindungsgemäße Tablette kann zur Verwendung in der Geschirrspülmaschine gedacht sein. Eine solche Tablette wird wahrscheinlich ein oberflächenaktives Mittel in einer geringen Konzentration, wie 0,5 bis 2 Gew.-%, basierend auf der gesamten Tablette, enthalten, obwohl höhere Konzentrationen, die bis zu 10 Gew.-% reichen, verwendet werden können. Diese werden typischerweise Salze enthalten, wie über 60 Gew.-%, oftmals über 85 Gew.-% der Tablette.
Wasserlösliche Salze, die typischerweise in Zusammensetzungen für die Geschirrspülmaschine verwendet werden, sind Phosphate (einschließlich kondensierte Phosphate), Carbonate und Silikate, im allgemeinen als Alkalimetallsalze. Wasserlösliche Alkalimetallsalze, die aus Phosphaten, Carbonaten und Silikaten ausgewählt werden, können 60 Gew.-% oder mehr einer Geschirrspülzusammensetzung bereitstellen.
Eine andere bevorzugte Möglichkeit ist, daß eine erfindungsgemäße Tablette zum Waschen von Gewebe gedacht ist. In diesem Fall wird die Tablette wahrscheinlich mindestens 2 Gew.-%, möglicherweise mindestens 5 Gew.-%, bis zu 40 oder 50 Gew.-% oberflächenaktives Mittel, basierend auf der gesamten Tablette, und 5 bis 80 Gew.-% Aufbaustoff, basierend auf der gesamten Tablette, enthalten.
Materialien, die in den erfindungsgemäßen Tabletten verwendet werden können, werden nun ausführlicher erläutert.
Oberflächenaktive Verbindungen
Die Zusammensetzungen, die in den erfindungsgemäßen Tabletten verwendet werden, werden ein oder mehrere oberflächenaktive Waschmittel enthalten. In einer Gewebewaschzusammensetzung stellen diese 5 bis 50 Gew.-% der gesamten Tablettenzusammensetzung, stärker bevorzugt 8 oder 9 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, bis zu 40 oder 50 Gew.-% bereit. Oberflächenaktive Mittel können anionisch (Seife oder Nicht-Seife), kationisch, zwitterionisch, amphoter, nicht-ionisch oder eine Kombination von diesen sein.
Das anionische oberflächenaktive Mittel kann 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. Nicht-Seife) anionische oberflächenaktive Mittel sind dem Fachmann allgemein bekannt. Beispiele umfassen Alkylbenzolsulfonate, insbesondere lineare Natriumalkylbenzolsulfonate mit einer Alkylkettenlänge von C₈-C₁₅; Olefinsulfonate; Alkansulfonate: Dialkylsulfosuccinate; und Fettsäureestersulfonate.
Primäres Alkylsulfat mit der Formel ROSO₃ ^– M⁺ worin R eine Alkyl- oder Alkenylkette mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere 10 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ ein löslich machendes Kation ist, ist als ein anionisches oberflächenaktives Mittel kommerziell signifikant.
Lineares Alkylbenzolsulfonat der Formel, wo R lineares Alkyl mit 8 bis 15 Kohlenstoffatomen ist und M⁺ ein löslich machendes Kation, insbesondere Natrium, ist, ist ebenso ein kommerziell signifikantes anionisches oberflächenaktives Mittel.
Oft wird ein solches lineares Alkylbenzolsulfonat oder primäres Alkylsulfat der obigen Formel oder ein Gemisch davon das gewünschte anionische oberflächenaktive Mittel sein, und kann 75 bis 100 Gew.-% von irgendeinem anionischen oberflächenaktiven Nicht-Seife-Mittel in der Zusammensetzung bereitstellen.
In einigen Formen dieser Erfindung liegt die Menge des anionischen oberflächenaktiven Nicht-Seife-Mittels in einem Bereich 5 bis 20 Gew.-% der Tablettenzusammensetzung.
Es kann ebenso wünschenswert sein, ein oder mehrere Seifen von Fettsäuren einzubeziehen. Diese sind vorzugsweise Natriumseifen, die aus natürlich vorkommenden Fettsäuren stammen, beispielsweise die Fettsäuren von Kokosnußöl, Rindertalg, Sonnenblumen- oder gehärteten Rapsöl.
Geeignete nicht-ionische oberflächenaktive Verbindungen, die verwendet werden können, umfassen insbesondere die Reaktionsprodukte von Verbindungen mit einer hydrophoben Gruppe und einem reaktiven Wasserstoffatom, beispielsweise aliphatische Alkohole, Säuren, Amide oder Alkylphenole mit Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid.
Spezielle nicht-ionische oberflächenaktive Verbindungen sind Alkyl(C_8-22)phenol-ethylenoxidkondensate, die Kondensationsprodukte von linearen oder verzweigten aliphatischen primären oder sekundären C_8-20-Alkoholen mit Ethylenoxid, und Produkte, die durch die Kondensation von Ethylenoxid mit den Reaktionsprodukten von Propylenoxid und Ethylen-diamin hergestellt wurden.
Besonders bevorzugt sind primäre und sekundäre Alkoholethoxylate, insbesondere die primären und sekundären C_9-11- und C_12-15-Alkohole, die mit durchschnittlich 5 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ethoxyliert wurden. Bei einigen erfindungsgemäßen Gewebewaschtabletten liegt die Menge an nicht-ionischem oberflächenaktivem Mittel in einem Bereich von 4 bis 40 Gew.-%, besser 4 oder 5 bis 30 Gew.-% der gesamten Tablette.
Viele nicht-ionische oberflächenaktive Mittel sind Flüssigkeiten. Diese können auf den Teilchen der Zusammensetzung absorbiert sein.
Bei einer Geschirrspültablette kann das oberflächenaktive Mittel vollständig nicht-ionisch sein, in einer Menge unter 5 Gew.-% der gesamten Tablette, obwohl es bekannt ist, etwas anionisches oberflächenaktives Mittel einzubeziehen und bis zu 10 Gew.-% oberflächenaktives Mittel insgesamt zu verwenden.
Aufbaustoff
Eine Zusammensetzung, die in den erfindungsgemäßen Tabletten verwendet wird, wird 5 bis 80 Gew.-%, normalerweise 15 bis 60 Gew.-% Aufbaustoff enthalten. Dies kann vollständig durch wasserlösliche Materialien bereitgestellt werden, oder kann größtenteils oder sogar vollständig durch wasserunlösliches Material mit wasserenthärtenden Eigenschaften bereitgestellt werden. Wasserunlöslicher Aufbaustoff kann zu 5 bis 80 Gew.-%, besser 5 bis 60 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegen.
Alkalimetallalumosilikate werden als umweltfreundliche wasserunlösliche Aufbaustoffe zum Waschen von Gewebe stark bevorzugt. Alkalimetallalumosilikate (vorzugsweise Natriumalumosilikate) können entweder kristallin oder amorph oder Gemische davon mit der allgemeinen Formel sein: 0,8 – 1,5 Na2O·Al2O3·0,8 – 6SiO2·xH2O
Diese Materialien enthalten etwas gebundenes Wasser (angegeben als „xH₂O") und sollen eine Calciumionenaustauschkapazität von mindestens 50 mg CaO/g aufweisen. Die bevorzugten Natriumalumosilikate enthalten 1,5 bis 3,5 SiO₂-Einheiten (in der obigen Formel). Sowohl die kristallinen als auch die amorphen Materialien können ohne weiteres durch die Reaktion zwischen Natriumsilikat und Natriumaluminat hergestellt werden, wie reichlich in der Literatur beschrieben.
Geeignete kristalline Natriumalumosilikationenaustauschaufbaustoffe werden beispielsweise in GB 1429143 (Procter & Gamble) beschrieben. Die bevorzugten Natriumalumosilikate dieses Typs sind die allgemein bekannten, kommerziell erhältlichen Zeolithe A und X, das neue Zeolith P, das in EP 384070 (Unilever) beschrieben und beansprucht wird, und Gemische davon.
Ein wasserunlöslicher Aufbaustoff könnte denkbar ein Schichtnatriumsilikat sein, wie in US 4664839 beschrieben. NaSKS-6 ist der Markenname für ein kristallines Schichtsilikat, vermarktet von Hoechst (allgemein abgekürzt als „SKS-6"). NaSKS-6 weist die Delta-Na₂SiO₅-Morphologieform von Schichtsilikat auf. Es kann durch Verfahren hergestellt werden, wie in DE-A-3,417,649 und DE-A-3,742,043 beschrieben. Andere Schichtsilikate, wie die mit der allgemeinen Formel NaMSi_xO_2x+1·yH₂O, worin M Natrium oder Wasserstoff ist, 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.
Wasserlösliche Phosphor-enthaltende anorganische Aufbaustoffe umfassen die Alkalimetallorthophosphate, -metaphosphate, -pyrophosphate und -polyphosphate. Spezielle Beispiele von anorganischen Phosphataufbaustoffen umfassen Natrium- und Kaliumtripolyphosphate, -orthophosphate und -hexametaphosphate.
Wasserlösliche Nicht-phosphoraufbaustoffe können organisch oder anorganisch sein. Anorganische Aufbaustoffe, die vorliegen können, umfassen Alkalimetallcarbonat (im allgemeinen Natriumcarbonat); während organische Aufbaustoffe Polycarboxylatpolymere, wie Polyacrylate, Acryl/Maleinsäure-Copolymere und Acrylsäurephosphonate, monomere Polycarboxylate, wie Citrate, Gluconate, Oxydisuccinate, Glycerolmono-, -di- und -trisuccinate, Carboxymethyloxysuccinate, Carboxymethyloxymalonate, Dipicolinate und Hydroxyethyliminodiacetate umfassen.
Mindestens ein Bereich (vorzugsweise der zweite Bereich) einer Gewebewaschtablette umfaßt vorzugsweise Polycarboxylatpolymere, stärker bevorzugt Polyacrylate und Acryl/Maleinsäure-Copolymere, die als Aufbaustoffe fungieren können und ebenso nicht-gewünschte Ablagerungen aus der Waschlauge auf dem Gewebe inhibieren.
Bleichsystem
Die erfindungsgemäßen Tabletten können ein Bleichsystem in mindestens einem Bereich einer Tablette, vorzugsweise in dem zweiten Bereich enthalten. Dieses umfaßt vorzugsweise ein oder mehrere Peroxybleichverbindungen, beispielsweise anorganische Persalze oder organische Peroxysäuren, die zusammen mit Aktivatoren eingesetzt werden können, um die Bleichwirkung bei niedrigen Waschtemperaturen zu verbessern. Wenn irgendeine Peroxydverbindung vorliegt, liegt die Menge wahrscheinlich in einem Bereich von 10 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung.
Bevorzugte anorganische Persalze sind Natriumperboratmonohydrat und -tetrahydrat und Natriumpercarbonat, die zusammen mit einem Aktivator eingesetzt werden. Bleichaktivatoren, die ebenso als Bleichpräkursor bezeichnet werden, sind weitgehend in der Technik offenbart worden. Bevorzugte Beispiele umfassen Peressigsäurepräkursor, beispielsweise Tetraacetylethylendiamin (TAED), nun in weitverbreiteter kommerzieller Verwendung zusammen mit Natriumperborat; und Perbenzoesäurepräkursorn. Die Quartärammonium- und Posphoniumbleichaktivatoren, die in US 4751015 und US 4818426 (Lever Brothers Company) offenbart werden, sind ebenso von Interesse. Ein anderer Typ von Bleichaktivator, der verwendet werden kann, der aber kein Bleichpräkursor ist, ist ein Übergangsmetallkatalysator, wie in EP-A-458397, EP-A-458398 und EP-A-549272 offenbart. Ein Bleichsystem kann ebenso einen Bleichstabilisator (Schwermetallmaskierungsmittel), wie Ethylendiamintetramethylenphosphat und Diethylentriaminpentamethylenphosphonat, umfassen.
Wie oben angegeben, kann, wenn ein Bleichmittel vorliegt und es eine wasserlösliche anorganische Peroxydbleiche ist, die Menge 10 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung betragen.
Andere Waschmittelbestandteile
Die erfindungsgemäßen Waschmitteltabletten können ebenso (vorzugsweise in dem zweiten Bereich) eines der Waschmittelenzyme enthalten, die in der Technik für ihre Fähigkeit, sich abzubauen und die Entfernung von verschiedenen Verschmutzungen und Flecken zu unterstützen. bekannt sind. Geeignete Enzyme umfassen die verschiedenen Proteasen, Cellulasen, Lipasen, Amylasen und Gemische davon, die konstruiert sind, eine Vielzahl von Verschmutzungen und Flecken von Geweben zu entfernen. Beispiele von geeigneten Proteasen sind Maxatase (Markenname), geliefert von Gist-Brocades N.V., Delft, Holland, und Alcalase (Markenname), und Savinase (Markenname), geliefert von Novo Industri A/S, Kopenhagen, Dänemark. Waschmittelenzyme werden im allgemeinen in der Form von Granulaten oder Körnchen, gegebenenfalls mit einer Schutzumhüllung, in der Menge von etwa 0,1 bis etwa 3,0 Gew.-% der Zusammensetzung eingesetzt; und diese Granulate oder Körnchen stellen kein Problem in bezug auf die Kompaktierung zur Bildung einer Tablette dar.
Die erfindungsgemäßen Waschmitteltabletten können ebenso (vorzugsweise in dem zweiten Bereich) einen fluoreszierenden Stoff (optischer Aufheller), beispielsweise Tinopal (Markenname) 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-yl-amino)stilbendisulffonat; und Tinopal CBS ist Dinatrium-2,2'-bis-(phenyl-styryl)disulfonat.
Ein Antischaummaterial wird vorteilhafterweise einbezogen (vorzugsweise in dem zweiten Bereich), insbesondere wenn eine Waschmitteltablette in erster Linie zur Verwendung bei automatischen Waschmaschinen mit Frontbeschickung gedacht sind. Geeignete Antischaummaterialien sind normalerweise in granulärer Form, wie die, die in EP 266863A (Unilever) beschrieben werden. Diese Antischaumkörnchen umfassen typischerweise ein Gemisch aus Silikonöl, Rohvaseline, hydrophobes Siliciumdioxid und Alkylphosphat als aktives Antischaummaterial, das auf einem porösen, absorbierten, wasserlöslichen, Carbonat-basierenden anorganischen Trägermaterial absorbiert wird. Antischaumkörnchen können in einer Menge von bis zu 5 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegen.
Es kann ebenso wünschenswert sein, daß eine erfindungsgemäße Waschmitteltablette eine Menge eines Alkalimetallsilikats, insbesondere Natriumortho-, -meta- oder -disilikat umfaßt. Die Gegenwart solcher Alkalimetallsilikate bei Niveaus von beispielsweise 0,1 bis 10 Gew.-% kann beim Bereitstellen des Schutzes gegen die Korrosion von Metallteilen in Waschmaschinen, neben dem Bereitstellen eines gewissen Aufbaumaßes und Verleihen von Verarbeitungsvorteilen bei der Herstellung des partikulären Materials, das zu Tabletten kompaktiert wird, vorteilhaft sein.
Eine Tablette zum Waschen von Gewebe wird im allgemeinen nicht mehr als 15 Gew.-% Silikat enthalten. Eine Tablette zum Geschirrspülen wird oftmals mehr als 20 Gew.-% Silikat enthalten. Vorzugsweise liegt Silikat in dem zweiten Bereich der Tablette vor.
Weitere Bestandteile, die gegebenenfalls in einem Bereich einer erfindungsgemäßen Gewebewaschmitteltablette eingesetzt werden können (vorzugsweise den zweiten Bereich), umfassen Antivergrauungsmittel, wie Natriumcarboxymethylcellulose, geradkettiges Polyvinylpyrrolidon und die Celluloseether, wie Methylcellulose und Ethylhydroxyethylcellulose, Gewebeweichmacher; Schwermetallmaskierungsmittel, wie EDTA; Duftstoffe; und Farbstoffe oder gefärbte Tupfen.
Weitere Bestandteile, die gegebenenfalls in den erfindungsgemäßen Tabletten verwendet werden können, vorzugsweise in dem zweiten Bereich, sind Dispergierhilfsmittel. Beispiele von geeigneten Dispergierhilfsmitteln sind wasserquellbare Polymere (beispielsweise SCMC), stark lösliche Materialien (beispielsweise Natriumcitrat, Kaliumcarbonat oder Natriumacetat) oder Natriumtripolyphosphat mit vorzugsweise mindestens 40 % der wasserfreien Phase-1-Form.
Teilchengröße und Verteilung
Der zweite Bereich einer erfindungsgemäßen Waschmitteltablette ist vorzugsweise eine Matrix aus kompaktierten Teilchen.
Vorzugsweise weist die partikuläre Zusammensetzung eine durchschnittliche Teilchengröße in dem Bereich von 200 bis 2000 μm, stärker bevorzugt 250 bis 1400 μm auf. Feine Teilchen, kleiner als 180 μm oder 200 μm, können durch Sieben vor dem Tablettieren, wenn gewünscht, beseitigt werden, obwohl wir beobachteten, daß dies nicht immer notwendig ist.
Während die partikuläre Ausgangszusammensetzung im Prinzip irgendeine Schüttdichte aufweisen kann, ist die vorliegende Erfindung besonders relevant für Tabletten, die durch Kompaktieren von Pulvern mit relativ hoher Schüttdichte hergestellt werden, aufgrund ihrer größeren Tendenz, Desintegrations- und Dispersionsprobleme aufzuweisen. Diese Tabletten weisen den Vorteil auf, daß im Vergleich zu einer Tablette, die aus einem Pulver mit niedriger Schüttdichte stammt, eine angegebene Dosis der Zusammensetzung als eine kleinere Tablette dargestellt werden kann.
Daher kann die partikuläre Ausgangszusammensetzung geeigneterweise eine Schüttdichte von mindestens 400 g/Liter, vorzugsweise mindestens 500 g/Liter und vielleicht mindestens 600 g/Liter aufweisen.
Die Tablettiermaschinerie, die fähig ist, die Herstellung der erfindungsgemäßen Tabletten durchzuführen, ist bekannt, beispielsweise sind geeignete Tablettenpressen von Fette und von Korch erhältlich.
Das Tablettieren kann bei Umgebungstemperatur oder bei einer Temperatur über der Umgebungstemperatur durchgeführt werden, die das Erreichen ausreichender Festigkeit mit weniger ausgeübtem Druck während des Kompaktierens ermöglicht. Um das Tablettieren bei einer Temperatur, die über der Umgebungstemperatur liegt, durchzuführen, wird die partikuläre Zusammensetzung vorzugsweise der Tablettiermaschine bei einer erhöhten Temperatur zugeführt. Dies wird natürlich der Tablettiermaschine Wärme zuführen, aber die Maschine kann in einer anderen Weise ebenso erhitzt werden.
Die Größe einer Tablette wird geeigneterweise zwischen 10 und 160 g, vorzugsweise 15 bis 60 g in Abhängigkeit der Bedingungen der beabsichtigten Verwendung liegen, und ob sie eine Dosis für eine durchschnittliche Beschickung in einer Wasch- oder Geschirrspülmaschine oder einen fraktionellen Teil einer solchen Dosierung darstellt. Die Tabletten können von irgendeiner Form sein. Jedoch sind sie zum leichteren Verpacken vorzugsweise Blöcke aus im wesentlichen einheitlichem Querschnitt, wie Zylinder oder würfelähnliche Quader. Die Gesamtdichte einer Tablette liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1040 oder 1050 g/Liter bis zu 1600 g/Liter.
Beispiel 1
Ein Waschmittelpulver wurde aus der folgenden Zusammensetzung durch Vorgranulieren der Körnchenbestandteile, gefolgt von Nachdosieren des Rests der Bestandteile hergestellt.
Glatte Teile wurden aus der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Das Gemisch wurde auf 80 °C erhitzt und in Formen gegossen und auf 20 °C abgekühlt, um feste, 5 g glatte und halbfeste Teile mit einem Durchmesser von 45 mm und einer Höhe von 5 mm zu formen.
Die Tabletten wurden folgendermaßen hergestellt:
25 g des Pulvers wurden in eine 45-mm-Düse einer Tablettiermaschine eingeführt. Die Tablettiermaschine weist entweder einen flachen Oberstempel (Vergleich) oder einen geformten Oberstempel auf, umfassend ein vorstehendes, zentrales kreisförmiges Element, so daß beim Komprimieren eine komprimierte feste Tablette gemäß 2 mit entweder 50 %, 25 % oder 12,5 % möglicher Kontaktfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich gebildet wird. Ein glatter und halbfester Teil wurde dann auf die vorkomprimierte Tablette durch vorsichtiges Drücken aufgebracht, wodurch Zweischichttabletten mit 100 % (Vergleich), 50 %, 25 % oder 12,5 % Kontakt zwischen dem glatten und festen Bereich gebildet wird.
Der Gewichtsverlust der glatten Phase wurde über die Zeit für jede der Konfigurationen gemessen. Die Referenz weist vollständigen ebenen Kontakt zwischen der glatten Phase und der Pulverphase auf. Wenn ein Teil der Kontaktfläche durch einen Luftspalt (Dicke 2 mm) ersetzt wird, wird das Ausbluten der Komponenten stark verringert. Nach 4 Wochen Lagerung bei 37 °C und 70 % relativer Feuchtigkeit betrug die Menge an Komponenten der glatten Phase, die in die Pulverphase migrierten, ohne Luftbarriere 52 %. Bei einer 50%igen Ersetzung der Kontaktfläche durch einen Luftspalt betrug die Migration nur 20 %. Bei einer 75%igen Ersetzung der Kontaktfläche durch einen Luftspalt betrug die Migration nur 12 % bei 87,5 % nur 6 %.

Claims

Reinigungstablette, die eine Mehrzahl von einzelnen 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 mit dem glatten Bereich in Kontakt ist, und wobei der erste und der zweite Bereich durch Anlagern von einer der Hauptaußenseiten des ersten Bereiches an eine der Hauptaußenseiten des zweiten Bereiches miteinander verbunden sind, und wobei die Kontaktfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich weniger als 55 % der Hauptaußenseite des ersten Bereiches ausmacht.
Tablette nach Anspruch 1, wobei der glatte Bereich ein halbfester Bereich ist.
Tablette nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Bereich eine feste Schicht ist, vorzugsweise ein Bereich aus kompaktiertem partikulärem Material.
Verfahren zur Herstellung einer Reinigungstablette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, umfassend die Schritte (a) Komprimieren einer partikulären Zusammensetzung unter Bildung einer vorkomprimierten Tablette, die den zweiten Bereich bildet, (b) Herstellen einer glatten Tablette, die den ersten Bereich bildet, vorzugsweise durch Gießen oder Extrusion eines glatten Materials, (c) Zusammenfügen der Endtablette durch Vereinigen der vorkomprimierten Tablette und der glatten Tablette, vorzugsweise unter Ausübung einer milden Co-Kompressionskraft.
Verwendung einer Reinigungstablette nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 als ein Gewebewaschmittel.