DE69731189T2 - Tabletten und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wäschewachmittel, namentlich solche, welche auf die Verwendung beim Wäschewaschen, d. h. dem Waschen von Kleidungsstücken ausgelegt sind.
  • Manche Tabletten sind darauf ausgelegt sich vor der Verwendung in einer Flüssigkeit aufzulösen oder zu zerfallen, um eine Lösung oder Suspension von aktiven Bestandteilen bereitzustellen. Wenn sich solche Tabletten auflösen oder sie zerfallen müssen, treten aufgrund der Geschwindigkeit der Auflösung und des Zerfalls der Tabletten oft Probleme auf. Diese Probleme sind auf dem Gebiet der Wäschewaschmitteltabletten besonders gravierend, wo es erwünscht ist, Wirkstoffe schnell bereitzustellen, insbesondere oberflächenaktive Mittel (Tenside in Gebrauchsmengen, wie sie in Tabletten zum Wäschewaschen vorliegen). Weiterhin sind diese Probleme besonders gravierend, wenn Waschmitteltabletten, im Gegensatz zum Waschen mit der Maschine, zum Waschen mit der Hand verwendet werden, weil von Hand nur wenig Bewegung erzeugt wird.
  • "Detergents Manufacture" von Marshall Sittig, verlegt von der Noyes Data Corp. 1976, sagt auf Seite 340, dass "the production of [detergent] tablets requires very spezial measures as regard selecting the components of the tablet and working up these components into the final detergent tablet". Die Herstellung von Waschmittetabletten ist folglich eine komplizierte Angelegenheit. Sie beinhaltet sogar mehr als nur die Auswahl der Komponenten oder das Pressen einer speziellen Waschmittelzusammensetzung zu einer Tablette; Die Tablette muss in der Lage sein, Stöße bei der Verpackung, Handhabung und Verteilung zu widerstehen ohne zu zerbröseln. Die Tablette muss, mit anderen Worten, fest sein. Daneben muss die Tablette beim Einbringen in Wasser eine zufrieden stellende Zerfallsgeschwindigkeit aufweisen. Die bisher bekannten Tabletten haben, zugunsten ihrer Festigkeit, generell eine zu lange Zerfallszeit gezeigt, oder sie besaßen, zugunsten ihrer Zerfallszeit, eine sehr geringe Festigkeit Einer der aus dem Stand der Technik bekannten Ansätze sich diesem Problem zuzuwenden, ist der Einschluss von Efferveszenzhilfsmitteln in die Wäsche waschmitteltablette, um den Zerfall der Tablette zu verbessern. CA-A 2,040,307 legt eine Wäschewaschtablette offen, welche anionische Tenside im Gemisch mit Natriumcarbonat und Citronensäure umfasst.
  • EP-A 0 002 293, veröffentlicht am 13. Juni 1979, legt Waschmitteltabletten mit einer Beschichtung offen, welche hydratisierte Salze umfasst. Das bevorzugte Hydratsalz ist eine Mischung aus Natriumacetattrihydratsalz und Natriummetaborattetrahydrat. Die Beschichtungen sollen hart, stabil und gegenüber der Löslichkeit und Leistung der Tablette neutral sein.
  • EP-A 0 504 091, veröffentlicht am 16. Sept. 1992, legt phosphatfreie Zusammensetzungen zum automatischen Geschirrspülen offen. Diese Zusammensetzungen umfassen, unter anderen Bestandteilen, Alkalibicarbonat, Carbonsäure und nichtionisches Tensid. Die Zusammensetzungen können in Pulver- oder Tablettenform vorliegen. Es wird festgestellt, dass bei der Herstellung von Tabletten zum Geschirrspülen Hilfsstoffe zugesetzt werden können, um die Konsistenz und Granulierung zu verbessern. Natriumacetat ist in die Liste der möglichen Additive eingeschlossen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Wäschewaschtabletten bereitzustellen, welche eine hohe Zerfals- und Auflösungsgeschwindigkeit besitzen und die gleichzeitig ausreichend fest sind, um Stößen bei der Verpackung, Handhabung und Verteilung zu widerstehen, ohne zu zerbröseln. Eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Tabletten vorzusehen, welche die Wirkstoffe, insbesondere oberflächenaktive Mittel, rasch in die Lösung abgeben, insbesondere während eines Wäschewaschvorgangs mit geringer mechanischer Bewegung, wie beim Waschen von Hand. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass Tabletten bei der Verwendung in Haushaltswaschmaschinen mit Frontbeladung während des Waschzyklus wenig oder keine Rückstände im Fenster der Maschine hinterlassen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch Bereitstellen einer Kombination von Mitteln erfüllt, um beim Kontakt mit Wasser Efferveszenz vorzusehen, und mit mindestens 5 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels und einem löslichen Acetatsalz. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Tablette bereitgestellt, umfassend den Schritt der Bildung eines Kerns durch Komprimieren eines teilchenförmigen Materials, wobei das teilchenförmige Material Tensid umfasst; Detergensbuilder; Mittel, welche beim Kontakt mit Wasser Efferveszenz vorsehen; und ein lösliches Acetatsalz.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Bei der vorliegenden Erfindung können alle Mittel verwendet werden, welche beim Kontakt mit Wasser Efferveszenz vorsehen. Einige geeignete Beispiele sind von R. Mohrie in "Pharmaceutical Dosage Forms: Tabletts", Band 1, Hrsg. H. A. Liebermam et al., veröffentlicht 1989, beschrieben.
  • Die am meisten üblichen Mittel zum Vorsehen von Efferveszenz ist eine Komponente zum Ansäuern und ein Carbonatsalz. Beim Kontakt mit Wasser reagieren die beiden Komponenten miteinander unter Entwicklung von Kohlendioxidgas. Bevorzugte Ansäuerungskomponenten schließen anorganische und organische Säuren ein, einschließend zum Beispiel Carbonsäuren wie Citronen- und Bernsteinsäure; Polycarbonsäuren wie Polyacrylsäure, und auch Essigsäure, Borsäure, Malonsäure, Adipinsäure, Fumarsäure, Milchsäure, Glykolsäure, Weinsäure, Tartronsäure, Ascorbinsäure, Phthalsäure, Stearinsäure, Gluconsäure, Apfelsäure, Maleinsäure, ihre Derivate (z. B. Säureanhydride wie Bernsteinsäureanhydrid, Citronensäureanhydrid), Ethan-1-hydroxy-1,1-diphosphonsäure (HEDP) und irgendwelche Mischungen hiervon. Eine hoch bevorzugte Säure zum Ansäuern ist Citronensäure, welche den Vorteil hat, der Waschlösung Buildervermögen zu verleihen, was zu einer besseren Schmutzentfernung führt. Andere geeignete Säurequellen sind Säuresalze wie Dihydrogenphosphat (Mononatriumphosphat), Dinatriumdihydrogenpyrophosphat (saures Natriumpyrophosphat), sauere Citratsalze (z. B. Natriumdihydrogencitrat und Dinatriumhydrogencitrat), saures Natriumsulfit (Natriumbisulfit) und Mischungen hiervon. Bicarbonate, insbesondere Natriumbicarbonat, sind ebenfalls verwendbare Ansäuerungsmittel in Fällen, wo das verwendete Carbonatsalz stärker alkalisch ist als Natriumbicarbonat.
  • Der hierin verwendete Ausdruck "Carbonatsalz" soll jedes Salz bedeuten, das bei der Umsetzung mit einer Säure Kohlendioxid freisetzt. Bevorzugte Carbonatsalze schließen Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumbi-carbonat und Kaliumcarbonat, Natriumsesquicarbonat, Natriumglycincarbonat, 1-Lysincarbonat, Arginincarbonat, amorphes Calciumcarbonat und Mischungen hiervon ein.
  • Andere geeignete Mittel, um Efferveszenz vorzusehen, sind wasserfreies Natrium perborat oder "Brauseperborat" (letzteres ist Natriumperboratmonohydrat oder -tetrahydrat aus dem das Wasser durch Erhitzen ausgetrieben wurde).
  • Geeignete Salze zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung schließen Salze wie Natriumacetat, Ammoniumacetat, Calciumacetat, Kaliumacetat, Rubidiumacetat und Mischungen hiervon ein.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Wäschewaschtablette bereit, welche beim Kontakt mit Wasser leicht und rasch zerfällt, sogar bei einer leichten Bewegung, wie sie beim Waschen von Hand erfolgt. Sobald die Tablette zerfallen ist, lösen sich die Bruchstücke leicht und schnell im Wasser. Ohne durch eine Theorie gebunden sein zu wollen, könnte der Mechanismus hinter der synergistischen Wirkung zwischen dem Acetat und dem Efferveszenz vorsehenden Mittel folgender sein:
    • (i) Acetatsalze sind leicht wasserlösliche Materialien, welche sich rasch auflösen, wenn sie in Kontakt mit Wasser gebracht werden. Ihre schnelle Auflösung führt zu einer Tablette mit einer porösen Struktur, welche leicht zerfällt;
    • (ii) Die zerfallene Tablette setzt die Efferveszenz vorsehenden Mittel dem Wasser aus und das erzeugte Gas lässt die normale Tablettenstruktur zerfallen, indem es einer größeren Tablettenoberfläche ermöglicht mit dem Waschwasser in Berührung zu kommen, was die Auflösung fördert.
  • Die Kombination dieser zwei unterschiedlichen Arten des Tablettenzerfalls löst einen höheren Zerfallsgrad aus als derjenige, welchen man erwarten könnte, wenn jeder dieser Mechanismen für sich allein verwendet wird.
  • Die Tabletten der vorliegenden Erfindung können wahlweise auch mit einer Beschichtung versehen werden. Die Beschichtung sollte es ermöglichen, dass die Tabletten bei der normalen Verwendung gehandhabt werden können ohne zu Brechen. Tabletten, welche anderweitig zu zerbrechlich sind, können zu diesem Zweck mit einer Beschichtung versehen werden.
  • Besonders bevorzugte Beschichtungsmaterialien sind Fettsäuren, Adipinsäure und C8-C13-Carbonsäuren, Fettalkohole, Diole, Ester und Ether. Bevorzugte Fettsäuren sind jene mit einer Kohlenstoffkettenlänge von C12-C22 und am meisten vorzugsweise von C18 bis C22. Bevorzugte Dicarbonsäuren sind Adipinsäure (C6), Korksäure (C8), Azelainsäure (C9), Sebacinsäure (C10), Undecandionsäure (C11), Dodecandionsäure (C12) und Tridecandionsäure (C13). Bevorzugte Fettalkohole sind jene mit einer Kohlenstoffkettenlänge von C12 bis C22 und am meisten vorzugsweise C14 bis C18. Bevorzugte Diole sind 1,2-Octadecandiol und 1,2-Hexadecandiol. Bevorzugte Ester sind Tristearin, Tripalmitin, Methylbehenat, Ethylstearat. Bevorzugte Ether sind Diethylenglykolmonohexadecylether, Diethylenglykolmonooctadecylether, Diethylenglykolmonotetradecylether, Phenylether, Ethylnaphthylether, 2-Methoxynaphthalin, β-Naphthylmethylether und Glycerolmonooctadecylether. Andere bevorzugte Beschichtungsmaterialien schließen Dimethyl-2,2-propanol, 2-Hexadecanol, 2-Octadecanon, 2-Hexadecanon, 2,15-Hexadecandion und 2-Hydroxybenzylalkohol ein.
  • Die zusätzliche Beschichtung kann nach einer Reihe von Wegen aufgebracht werden. Zwei bevorzugte Beschichtungsverfahren sind a) Beschichten mit einem geschmolzenen Material und b) Beschichten mit einer Lösung des Materials.
  • Bei a) wird das Beschichtungsmaterial bei einer Temperatur über seinem Schmelzpunkt aufgebracht und verfestigt sich auf der Tablette. Bei b) wird die Beschichtung aus einer Lösung aufgebracht und die Lösung getrocknet, um eine zusammenhängende Beschichtung zu hinterlassen. Das fakultative Beschichtungsmaterial ist vorzugsweise ein im Wesentlichen unlösliches Material, welches man auf die Tablette zum Beispiel durch Sprühen oder Tauchen aufbringen kann. Wird das geschmolzene Material auf die Tablette aufgesprüht, verfestigt es sich normalerweise rasch unter Bildung einer zusammenhängenden Beschichtung. Werden die Tabletten im geschmolzenen Material getaucht, veranlasst die rasche Abkühlung wiederum eine schnelle Verfestigung des Beschichtungsmaterials. Es liegt auf der Hand, dass im Wesentlichen unlösliche Materialien mit einen Schmelzpunkt von unter 40°C bei Umgebungstemperaturen nicht ausreichend fest sind und es hat sich herausgestellt, dass Materialien mit einem Schmelzpunkt von über etwa 180°C in der Praxis nicht verwendbar sind. Die Materialien schmelzen vorzugsweise im Bereich von 60°C bis 160°C, weiter vorzugsweise von 70°C bis 120°C. Unter "Schmelzpunkt" ist die Temperatur zu verstehen, bei der das Material zu einer klaren Flüssigkeit wird, wenn es langsam, zum Beispiel in einem Kapillarröhrchen, aufgeheizt wird.
  • Erfindungsgemäß kann eine Beschichtung in jeder gewünschten Dicke aufgebracht werden. Für die meisten Zwecke bildet die Beschichtung 1% bis 10%, vorzugsweise 1,5% bis 5% des Tablettengewichts.
  • Die Tablettenbeschichtungen sind, sofern sie vorliegen, sehr hart und verleihen der Tablette zusätzliche Festigkeit.
  • Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Wäschewaschtabletten umfasst den Schritt der Bildung eines Kerns durch Komprimieren eines teilchenförmigen Materials, wobei das teilchenförmige Material Tensid und Detergensbuilder umfasst, und weiter eine Acetatkomponente umfasst und Mittel, welche beim Kontakt mit Wasser Efferveszenz vorsehen. Das zur Herstellung der Tablette dieser Erfindung verwendete teilchenförmige Material kann nach jedem beliebigen Zerteilungs- oder Granulierverfahren hergestellt werden. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist die Sprühtrocknung (in einem im Gleich- oder Gegenstrom arbeitenden Sprühtrocknungsturm), welches typischerweise niedrige Schüttdichten von 600 g/l oder darunter liefert. Teilchenförmige Materialien mit höherer Dichte können durch Granulierung und Verdichtung in einem Hochscherkraftchargenmischer/Granulator oder durch ein kontinuierliches Granulierungs- und Verdichtungsverfahren (z. B. unter Verwendung von Lödige® CB- und/oder Lödige® KM-Mischern) hergestellt werden. Andere geeignete Verfahren schließen Fließbettverfahren, Verdichtungsverfahren (z. B. Walzenverdichtung), Extrusion ein, ebenso wie jedes teilchenförmige Material, welches durch irgendein chemisches Verfahren wie Flockung, fraktionierte Kristallisation etc. hergestellt wurde. Individuelle Teilchen können auch alle andren Teilchen, Granalien, Kugeln oder Körner sein.
  • Die teilchenförmigen Materialien können mit jedem herkömmlichen Mittel zusammengemischt werden. Für die Chargenproduktion sind zum Beispiel Betonmischer, Nautamischer, Bandmischer oder jeder andere geeignet. Alternativ kann der Mischvorgang durch Dosieren der einzelnen Komponente nach Gewicht auf ein Förderband und Abmischen in einer oder mehreren Trommel(n) oder Mischer(n) kontinuierlich erfolgen. Die Mischung aus teilchenförmigen Materialien kann mit Flüssigkeiten (z. B. nichtionischen Tensiden) besprüht werden. Die Mischung aus teilchenförmigen Materialien kann auch mit anderen flüssigen Bestandteilen, getrennt oder vorgemischt, besprüht werden. Wahlweise kann eine inerte Komponente der Formulierung vor dem Mischen der Bestandteile mit flüssigen Inhaltsstoffen besprüht werden. Beispielsweise können Duftstoffe und die Aufschlämmung von optischen Aufhellern gesprüht werden. Nach dem Besprühen mit nichtionischem Tenside, vorzugsweise gegen Ende des Verfahrens, kann dem teilchenförmigen Material ein feinteiliges Fließhilfsmittel (staubende Mittel wie Zeolithe, Carbonate, Siliciumdioxide) zugegeben werden, um die Mischung weniger klebrig zu machen.
  • Die Tabletten können unter Verwendung eines beliebigen Verdichtungssverfahrens wie Tablettieren, Brikettieren oder Extrudieren, vorzugsweise Tablettieren, hergestellt werden. Geeignete Geräte schließen Standard Einhub- oder Rotationspressen (wie Courtoy®, Korch®, Manesty® oder Bonals®) ein. Die nach dieser Erfindung hergestellten Tablettenweisen vorzugsweise einen Durchmesser von 10 mm bis 70 mm und ein Gewicht zwischen 2 und 150 g auf. Der zur Herstellung dieser Tabletten verwendete Pressdruck braucht 20000 kN/m2, vorzugsweise 5000 kN/m2 und am meisten vorzugsweise 1000 kN/m2 nicht zu übersteigen.
  • Beispiel 1
    • i) Ein Wäschewaschmittel-Basispulver der Zusammensetzung A wurde wie folgt hergestellt: Alle teilchenförmigen Materialien der Basiszusammensetzung A, außer dem trockenen Zeolith, wurden miteinander in einer Mischtrommel gemischt, um eine homogene teilchenförmige Mischung zu bilden. Während dieses Mischens erfolgten die Aufsprühvorgänge. Nach dem Aufsprühen erfolgte das Bestäuben mit trockenem Zeolith.
    • ii) 80 Tl. Basispulver der Zusammensetzung A wurden in einer Mischtrommel mit 15 Tl. Natriumacetat und 5 Tl. Efferveszenzmischung, umfassend 54,5% Natriumbicarbonat und 45,5% Citronensäure, gemischt.
    • iii) Tabletten wurden auf folgende Weise hergestellt: 45 g der Mischung wurden in eine Form von kreisförmiger Gestalt mit einem Durchmesser von 4,5 cm gegeben und zu Tabletten mit einer Höhe von 2,3 cm und einer Dichte von 1,1 g/cm3 gepresst. Die Zugfestigkeit (oder diagonale Bruchfestigkeit) der Tablette betrug 10,2 kPa.
    • iv) Die Zerfallsgeschwindigkeit der Waschmitteltablette wurde mithilfe des "Korb-Tests" untersucht: Die Tablette wird gewogen, in einem perforierten rechteckigen 10 cm × 7 cm großen Metallkorb mit einer Maschenweite von 1 cm × 1 cm gegeben. Der Korb wird auf den Boden eines Bechers mit entmineralisiertem Wasser von 20°C gestellt. Der im Korb nach einer Verweilzeit von 1 min im unbewegten Wasserbad verbleibende Rest wurde durch Wiegen bestimmt. Der Tablettenzerfallsgrad wurde wie folgt bestimmt:
  • Figure 00080001
  • Tabelle 1
  • Wäschewaschmittel-Basispulver-Zusammensetzung (A), Gew.-%
    • Anionische Agglomerate 26,80
    • Nichtionische Agglomerate 5,93
    • Bleichaktivatoragglomerate 6,10
    • Zinkphthalocyaninsulfonat 0,03
    • Verkapselter Schaumunterdrücker 3,46
    • Getrockneter Zeolith 6,75
    • Schichtsilicat 14,67
    • Farbstofftransferinhibitoragglomerate 0,14
    • Duftstoffkapseln 0,25
    • Nichtionisches Pastenspray 5,82
    • Fluorszenzmitte 10,28
    • Natriumcarbonat 5,02
    • Natriumperborat 21,20
    • Natrium HEDP 0,85
    • Schmutzabweisungsmitte 10,19
    • Duftstoff 0,35
    • Protease 0,92
    • Cellulase 0,27
    • Lipase 0,23
    • Amylase 0,75
  • Die anionischen Agglomerate umfassen 38% anionisches Tensid, 22% Zeolith und 40% Carbonat.
  • Die nichtionischen Agglomerate umfassen 26% nichtionisches Tensid, 48% Zeolith und 26% Carbonat.
  • Die Bleichaktivatoragglomerate umfassen 81% TAED, 17% Acryl/Malein-Copolymer (Säureform) und 2% Wasser.
  • Die verkapselten Zinkphthalocyaninsulfonate sind 19% aktiv.
  • Der Schaumunterdrücker umfasst 11,5% Siliconöl (von Dow Corning) und 88,5% Stärke.
  • Das Schichtsilicat umfasst 78% SKS-6 (von Hoechst) und 22% Citronensäure.
  • Die Farbstofftransferinhibitaragglomerate umfassen 21% PVNO/PVPVI, 61% Zeolith und 18% Carbonat.
  • Die Duftstoffkapseln umfassen 50% Duftstoff und 50% Stärke.
  • Das nichtionische Pastenspray umfasst 67% C112-C15AE5 (-alkohol mit durchschnittlich 5 Ethoxygruppen pro Molekül), 24% N-Methylglucosamid und 9% Wasser.
  • Beispiel 2–7
  • Die Anteile der Efferveszenz vorsehenden Mittel und Acetatgehalte wurden gemäß den in Tabelle 2 angegebenen Anteilen modifiziert.
  • Tabelle 2 Tablettenzusammensetzung
    Figure 00090001
  • Tabelle 3 Verbesserter Tablettenzerfall durch gleichzeitige Verwendung von Efferveszenz vorsehendem Hilfsmittel und Acetatsystem
    Figure 00090002

Claims (7)

  1. Wäschewaschmitteltablette, umfassend eine komprimierte teilchenförmige Mischung, welche Mittel zur Vorsehung von Efferveszenz beim Kontakt mit Wasser und mindestens 5 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung ebenso ein lösliches Salz eines Acetats beinhaltet.
  2. Tablette nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Vorsehen von Efferveszenz beim Kontakt mit Wasser Citronensäure und ein Carbonsalz umfasst.
  3. Tablette nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Vorsehen von Efferveszenz beim Kontakt mit Wasser Citronensäure und ein Bicarbonatsalz umfasst.
  4. Tablette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das lösliche Salz des Acetats aus der Gruppe gewählt ist, bestehend aus Natriumacetat, Ammoniumacetat, Calciumacetat, Kaliumacetat, Rubidiumacetat und Mischungen hiervon, und das Salz in einem Anteil von 1 bis 50 Gew.-% der Tablette vorliegt.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Wäschewaschmitteltablette gemäß mindestens einem vorangehenden Anspruch, umfassend den Schritt des Bildens eines Kerns durch Komprimieren eines teilchenförmigen Materials, wobei das teilchenförmige Material mindestens 5% Tensid und Detergensbuilder sowie ein Mittel zum Vorsehen von Efferveszenz beim Kontakt mit Wasser umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung ebenso ein lösliches Salz eines Acetats beinhaltet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend weiterhin die Schritte: (b) Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf den Kern, wobei das Beschichtungsmaterial in Form einer Schmelze vorliegt; und (c) Verfestigenlassen des geschmolzenen Beschichtungsmaterials.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend weiterhin die Schritte: (b) Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf den Kern, wobei das Beschichtungsmaterial in einem Lösungsmittel gelöst ist; und (c) Verdampfenlassen des Lösungsmittels.
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