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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Wäschewachmittel, namentlich
solche, welche auf die Verwendung beim Wäschewaschen, d. h. dem Waschen
von Kleidungsstücken
ausgelegt sind.
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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.
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"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.
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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.
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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.
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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.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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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.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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).
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Geeignete
Salze zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung schließen Salze
wie Natriumacetat, Ammoniumacetat, Calciumacetat, Kaliumacetat,
Rubidiumacetat und Mischungen hiervon ein.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Tablettenbeschichtungen sind, sofern sie vorliegen, sehr hart und
verleihen der Tablette zusätzliche
Festigkeit.
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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.
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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.
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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.
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Beispiel 1
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- 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:
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Tabelle 1
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Wäschewaschmittel-Basispulver-Zusammensetzung
(A), Gew.-%
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- 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
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Die
anionischen Agglomerate umfassen 38% anionisches Tensid, 22% Zeolith
und 40% Carbonat.
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Die
nichtionischen Agglomerate umfassen 26% nichtionisches Tensid, 48%
Zeolith und 26% Carbonat.
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Die
Bleichaktivatoragglomerate umfassen 81% TAED, 17% Acryl/Malein-Copolymer (Säureform)
und 2% Wasser.
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Die
verkapselten Zinkphthalocyaninsulfonate sind 19% aktiv.
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Der
Schaumunterdrücker
umfasst 11,5% Siliconöl
(von Dow Corning) und 88,5% Stärke.
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Das
Schichtsilicat umfasst 78% SKS-6 (von Hoechst) und 22% Citronensäure.
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Die
Farbstofftransferinhibitaragglomerate umfassen 21% PVNO/PVPVI, 61%
Zeolith und 18% Carbonat.
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Die
Duftstoffkapseln umfassen 50% Duftstoff und 50% Stärke.
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Das
nichtionische Pastenspray umfasst 67% C112-C15AE5 (-alkohol mit
durchschnittlich 5 Ethoxygruppen pro Molekül), 24% N-Methylglucosamid
und 9% Wasser.
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Beispiel 2–7
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Die
Anteile der Efferveszenz vorsehenden Mittel und Acetatgehalte wurden
gemäß den in
Tabelle 2 angegebenen Anteilen modifiziert.
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Tabelle
2
Tablettenzusammensetzung
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Tabelle
3
Verbesserter Tablettenzerfall durch gleichzeitige Verwendung
von Efferveszenz vorsehendem Hilfsmittel und Acetatsystem