Die Erfindung betrifft Tabletten, vorzugsweise wasch- oder reinigungsaktive Tabletten,
insbesondere Wasserenthärtertabletten oder Compounds in tablettierter Form für Wasserenthärter,
welche silikatische Buildersubstanzen enthalten.
Tabletten besitzen gegenüber pulverförmigen Mitteln eine Reihe von Vorteilen, wie eine
einfache Dosierung und geringer Bedarf an Verpackungsvolumen. Probleme ergeben sich
jedoch dadurch, daß zur Erreichung einer hinreichenden Form- und Bruchbeständigkeit
beim Verpressen der pulverförmigen Bestandteile verhältnismäßig hohe Preßdrucke angewendet
werden müssen. Aufgrund der starken Verdichtung weisen derartige Tabletten vielfach
unzureichende Zerfall- und Löseeigenschaften bei der Anwendung auf. Weitere
Schwierigkeiten ergeben sich aus der Mitverwendung von nichtionischen Tensiden. Diese
Probleme können nach der Lehre der internationalen Patentanmeldung WO-A-90/02165
dadurch gelöst werden, daß vor der Verpressung mindestens zwei granulare Komponenten
hergestellt werden, wobei die Gesamtmenge der Aniontenside in der einen Komponente
und die Hauptmenge der nichtionischen Tenside in der anderen Komponente enthalten
sind. Die aniontensidhaltige Komponente enthält dabei vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%
Aniontenside einschließlich der Seifen, bis zu 30 Gew.-% wasserhaltigen Zeolith, anorganische
Salze wie amorphe Silikate und Carbonate bis 40 Gew.-%, Polycarboxylate bis zu 5
Gew.-%, Sulfat bis zu 20 Gew.-% sowie Wasser, das nicht an den Zeolith gebunden ist, zu
maximal 5 Gew.-%. Die letzten drei Aussagen gelten gleichermaßen auch für die zweite
Komponente, die außerdem vorzugsweise bis zu 15 Gew.-% nichtionische Tenside, bis zu
20 Gew.-% wasserhaltigen Zeolith sowie bis zu 10 Gew.-% Soda enthalten. Weitere Komponenten,
welche beispielsweise Bleichmittel und/oder Enzyme enthalten, sind ebenfalls
optional vorhanden.
Tabletten, welche Buildersubstanzen und schichtförmige Natriumsilikate enthalten, werden
in der europäischen Patentanmeldung EP 508 934 offenbart. Dieses Dokument beschreibt
keine Wasserenthärtungstabletten.
Waschmittel, welche zu Tabletten verpreßt werden können, werden in der europäischen
Patentanmeldung EP 504 091 offenbart. Wasserenthärtungstabletten, deren Gerüststoffsystem
zum Großteil silikatisch basiert ist, werden in dieser Schrift weder offenbart noch
nahegelegt.
Kristalline schichtförmige Natriumsilikate der Formel NaMSixO2x+1·yH2O, wobei M
Natrium oder Wasserstoffbedeutet, x eine Zahl von 1,9 bis 4 und y eine Zahl von 0 bis 20
ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind, können Phosphate und Zeolithe substituieren.
Derartige kristalline Schichtsilikate werden beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung
EP-A-0 164 514 beschrieben. Bevorzugte kristalline Schichtsilikate sind
solche, in denen M für Natrium steht und x die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind
sowohl β- als auch δ-Natriumdisilikate Na2Si2O5·yH2O bevorzugt, wobei ß-Natriumdisilikat
beispielsweise nach dem Verfahren erhalten werden kann, das in der internationalen
Patentanmeldung WO-A-91/ 08171 beschrieben ist. β-Natriumdisilikat ist unter der
Bezeichnung SKS 7®, δ-Natriumdisilikat ist unter der Bezeichnung SKS 6® im Handel erhältlich
(Handelsprodukte der Hoechst AG, Bundesrepublik Deutschland). Diese Pulver
weisen im allgemeinen ein Schüttgewicht unter 600 g/l auf und besitzen hohe Feinkornanteile,
üblicherweise mehr als 30 Gew.-%, mit einer Teilchengröße unterhalb 0,1 mm. Da
kristalline Schichtsilikate bei der Sprühtrocknung Wasch- oder Reinigungsmittel-haltiger
Slurries Verluste in ihrer Wirkung als Gerüststoffe, hervorgerufen durch die partielle Zerstörung
ihrer kristallinen Struktur, erleiden, sollten sie vorzugsweise über andere Verfahrensmethoden
in Wasch- oder Reinigungsmittel eingearbeitet werden. Aufgrund ihres hohen
Feinkornanteils und damit ihrer staubigen Struktur sind diese Pulver jedoch auch nicht
geeignet, als Zumischkomponente zu anderen granularen Bestandteilen von Wasch- oder
Reinigungsmitteln zu dienen. Bei der Granulierung von kristallinen schichtförmigen Natriumsilikaten
ist zu beachten, daß aufgrund der starken abrasiven Eigenschaften dieser
Silikate Apparateschäden auftreten können. Dies bedeutet einmal, daß die Verfahrenssicherheit
gefährdet ist und zusätzliche Kontrollen der Misch- und Granulierwerkzeuge
erforderlich sind, aber auch, daß durch den Materialabrieb das silikatische Produkt mit Metallspuren,
insbesondere mit Schwermetallspuren belastet sein kann. Aus ökologischen
Gründen ist es wünschenswert, die Kontaminierung des Endprodukts so gering wie möglich
zu halten. Außerdem ist dem Fachmann bekannt, daß beispielsweise die Stabilität von
Peroxybleichmitteln durch Schwermetalle negativ beeinflußt wird.
Amorphe Alkalimetallsilikate, insbesondere solche mit einem molaren M2O:SiO2-Verhältnis
von 1:1,9 bis 1:4,0, wobei M vorzugsweise für Natrium und/oder Kalium steht,
lassen sich zwar in der Regel sprühtrocknen, jedoch weiß der Fachmann, daß es bei der
Sprühtrocknung von Aufschlämmungen, welche außer den amorphen Silikaten auch noch
Zeolith enthalten, zu negativen Wechselwirkungen kommt, wodurch das Austauschvermögen
des Zeoliths herabgesetzt wird und auf dem Waschgut schwierig entfernbare Niederschläge
ablagern können. Granulate, welche einen hohen Anteil an amorphen Silikaten
aufweisen, bzw. reine sprühgetrocknete oder granulierte amorphe Silikate sind hingegen
hygroskopisch, so daß sie bei der Lagerung speziell vor dem Zutritt von Luftfeuchtigkeit
geschützt werden müssen.
Es bestand also zum einen die Aufgabe, eine vorteilhafte Angebotsform für Produkte zu
entwickeln, welche amorphe und/oder kristalline Silikate enthalten. Dabei sollte sowohl
die Verfahrenssicherheit als auch die Stabilität der gegebenenfalls sonstigen Bestandteile
der Angebotsform erhöht werden. Zusätzlich sollten die Buildereigenschaften erhalten
bleiben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, Buildersubstanz-haltige Angebotsformen
anzubieten, die für den Bestimmungszweck ausreichend löslich bzw. dispergierbar
sind.
Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß eine Angebotsform mit einer relativ geringen
spezifischen Oberfläche gewählt wurde, die wasserarm hergestellt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine Wasserenthärtungstablette, enthaltend
Buildersubstanzen, die zu
a) 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise zu 30 bis 60 Gew.-% aus amorphen, teilkristallinen
und/oder kristallinen schichtförmigen Natriumsilikaten der Formel
Na2SixO2x+1·yH2O, worin x eine Zahl von 1,9 bis 4 und y eine Zahl von 0 bis 20 ist
und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind, b) zu 0 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 80 Gew.-% und insbesondere 10 bis 60 Gew.-%
aus wasserhaltigem Zeolith und/oder Phosphat, c) zu 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-% und insbesondere 2 bis 20 Gew.-%
aus Polycarboxylaten, d) zu 0 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise zu 0,5 bis 12 Gew.-% und insbesondere zu 1 bis 10
Gew.-% aus polymeren Polycarboxylaten sowie e) zu 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere zu 2 bis 15
Gew.-% aus Aniontensiden, Niotensiden, alkalisch oder neutral reagierenden anorganischen
Salzen oder Mischungen aus diesen besteht,
mit der Maßgabe, daß die Tablette Wasser nur in den Mengen enthält, daß das maximale
theoretische Wasserbindevermögen der Inhaltsstoffe nicht überschritten wird.
Das maximale theoretische Wasserbindevermögen kann auf die nachfolgend beschriebene
Art festgestellt werden. Einige Bestandteile der Tabletten bilden bei einer angenommenen
Lagerungstemperatur von 15 bis 45 °C stabile Hydrate aus. Dies gilt z.B. für Zeolith. Bestandteile
wie Natriumsulfat und polymere Polycarboxylate hingegen werden als wasserfreie
Substanzen gerechnet, obwohl bekannt ist, daß diese in Granulaten in der Regel in
hydratisierter Form vorliegen. Auch kristalline schichtförmige Natriumdisilikate werden
wasserfrei gerechnet, während amorphe Natriumsilikate beispielsweise einen Wassergehalt
bis etwa 22 Gew.-% aufweisen können. Die Summe der Kristall-Wasseranteile aus den
stabilen Hydraten ergibt den maximalen theoretischen Wassergehalt der erfindungsgemäßen
Tablette. Dabei kann es sogar bevorzugt sein, daß die Tablette in übertrockneter Form
vorliegt, also weniger Wasser enthält, als dem maximalen theoretischen Wasserbindevermögen
entspricht bzw. als von den Tabletteninhaltsstoffen stabil aufgenommen
werden kann.
Dabei können die Tabletten so hergestellt werden, daß man die amorphen, teilkristallinen
und/oder kristallinen schichtförmigen Natriumsilikate und gegebenenfalls alle anderen
Bestandteile in einem Mischer miteinander vermischt und das Gemisch mittels herkömmlicher
Tablettenpressen beispielsweise Exzenterpressen, hydraulischen Pressen oder
Rundläuferpressen mit Preßdrucken im Bereich von 105 bis 3 · 107 Pa (1 bis 300 bar), vorteilhafterweise
im Bereich von etwa 5 · 105 bis 2 · 107 Pa (5 bis 200 bar) und insbesondere
zwischen 106 bis 1,5 · 107 Pa (10 und 150 bar) verpreßt. Vorzugsweise erfolgt die Verpressung
dabei ohne die Zugabe von Wasser. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
werden die zur Verpressung vorgesehenen Vorgemische jedoch durch Vermischen
der einzelnen Inhaltsstoffe, die wenigstens anteilsweise in vorkonfektionierter Form als
granulares Compound vorliegen, hergestellt. Hierzu zählen beispielsweise walzenkompaktierte
kristalline schichtförmige oder amorphe Natriumdisilikate, die gegebenenfalls mit
flüssigen bis wachsartigen Komponenten, beispielsweise nichtionischen Tensiden imprägniert
wurden. Insbesondere wird hierdurch eine wasserfreie Vorkonfektionierung ermöglicht,
welche besonders vorteilhaft ist. Man erhält so problemlos bruchfeste und dennoch
unter Anwendungsbedingungen ausreichend schnell lösliche Tabletten mit guter Bruchfestigkeit.
Die Preßbedingungen sind im jeweiligen Fall üblicherweise auf die Einstellung
der gewünschten Löslichkeit der Tablette bei gleichzeitig ausreichender Festigkeit bzw.
Härte der Tablette zu optimieren. Dabei gilt in an sich bekannter Weise, daß höhere Preßdrucke
eine Verminderung der Löslichkeit der Tablette bewirken. Bevorzugte Tabletten
weisen eine Bruchfestigkeit von mindestens 55 N und insbesondere von mindestens 60 N
auf Es sind auch Tabletten mit Bruehfestigkeiten über 150 N möglich.
Als Raumform kommen praktisch alle sinnvollen handhabbaren Ausgestaltungsformen in
Betracht, solange sie den Anforderungen entsprechen, daß der Kontakt zur Tablettierapparatur
während des Herstellungsprozesses relativ gering ist. Bevorzugt sind hierbei zylinderförmige
Ausgestaltungen mit ovalem oder kreisförmigem Querschnitt der unten angegebenen
Art. Vorzugsweise weist eine derart hergestellte Tablette ein Gewicht von 10 bis 120
g, insbesondere von 20 bis 100 g auf, wobei der Durchmesser der Tabletten üblicherweise
kleiner als 100 mm ist. Bevorzugte Waschmitteltabletten weisen einen Durchmesser von
maximal 80 mm und insbesondere von 30 bis 80 mm auf. Es ist jedoch auch möglich und
insbesondere auch im Hinblick auf verbesserte Löslichkeiten bevorzugt, mehrere, also
mindestens 2 Tabletten mit gleicher oder unterschiedlicher Zusammensetzung einzusetzen.
Diese Tabletten besitzen vorzugsweise ein Gewicht von 10 bis 40 g, wobei Durchmesser
von 20 bis 50 mm bevorzugt sind. Das Durchmesser/Höhe-Verhältnis der Tabletten soll
dahingehend optimiert sein, daß eine möglichst geringe Abrasion an den vertikalen Wänden
der Tablettierapparatur (hoher Durchmesser/geringe Höhe) mit einer ausreichenden
Stabilität und einer nicht zu großen Oberfläche (kleiner Durchmesser/große Höhe) gewährleistet
ist. Bevorzugte Durchmesser/Höhe-Verhältnisse der zylindrischen Preßlinge
liegen bei etwa 0,5:1 bis 10:1, insbesondere bei 1:1 bis 8:1.
Der Gehalt der Tabletten an amorphen, teilkristallinen und/oder kristallinen schichtförmigen
Natriumsilikaten kann in einem weiten Bereich variieren. In den erfindungsgemäßen
Wasserenthärtungstabletten liegen die Gehalte an amorphen, teilkristallinen und/oder kristallinen
schichtförmigen Natriumsilikaten bei 20 bis 80 Gew.-% und insbesondere bei 30
bis 60 Gew.-%.
Von den kristallinen schichtförmigen Natriumsilikaten sind insbesondere die wasserarmen
bis wasserfreien Disilikate bevorzugt. Zu den bevorzugten amorphen Silikaten zählen in
erster Linie die bekannten sprühgetrockneten Wassergläser mit einem Gewichtsverhältnis
Na2O:SiO2 von 1:1,9 bis 1:3,35. Eine bevorzugte Ausführungsform an Silikaten stellen
Silikat-Carbonat-Compounds, beispielsweise solche gemäß den europäischen Patentanmeldungen
EP-A-0 488 868 und EP-A-0 561 565 dar. Derartige Compounds sind unter
dem Namen Nabion 15® (Handelsprodukt der Firma Rôhne-Poulenc) im Handel erhältlich.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform an Silikaten stellen jedoch auch solche röntgenamorphe
Silikate dar, wie sie in der älteren deutschen Patentanmeldung DE 44 00 024
beschrieben werden. Daher sind solche Tabletten bevorzugt, welche entweder kristalline
schichtförmige Natriumsilikate der angegeben Art oder derartige röntgenamorphe Silikate
enthalten, oder Tabletten, welche kristalline schichtförmige Natriumsilikate und röntgenamorphe
Silikate im Gewichtsverhältnis von 10:1 bis 1:10 enthalten. Insbesondere bevorzugte
Tabletten sind dabei frei von üblichen amorphen Silikaten des Wasserglas-Typs oder
enthalten diese amorphen Silikate des Wasserglas-Typs nur in Kombination mit kristallinen
schichtförmigen Natriumsilikaten und/oder röntgenamorphen Silikaten, wobei der Gehalt
an amorphen Silikaten des Wasserglas-Typs vorteilhafterweise 20 Gew.-% und insbesondere
15 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der vorhandenen Silikate in der
Tablette, nicht übersteigt.
Die Tabletten können übliche Tablettierhilfsmittel und Sprengmittel aufweisen, sofern diese
in die Gruppe der (polymeren) Polycarboxylate [Inhaltsstoffe c) bzw. d)] oder alkalisch
oder neutral reagierenden anorganischen Salze [Inhaltsstoff e)] fallen.
Als Sprengmittel werden Hilfsstoffe angesehen, welche den Lösungs- oder Zerfallsprozeß
in der wäßrigen Anwendungsphase positiv beeinflussen. Diese Sprengmittel können anorganischer
und/oder organischer Natur sein. Typische Sprengmittel auf anorganischer Basis
sind beispielsweise quellfähige Schichtsilikate wie Bentonite. Organische Sprengmittel
können Naturstoffe oder deren Derivate auf Basis der Stärke oder der Cellulose sein. Hier
können insbesondere übliche Inhaltsstoffe von Wasch- oder Reinigungsmitteln wie die
Salze von polymeren Polyacrylaten oder Polymethacrylaten, beispielsweise solche mit
einer niedrigen relativen Molekülmasse zwischen 1000 und 5000 genannt werden.
Weitere Beispiele sind Acetate oder Percarbonate. Letztere werden vorzugsweise in
bleichmittelhaltigen Tabletten oder direkt in den Bleichtabletten eingesetzt. Es ist üblich,
derartige Sprengmittel in Mengen von bis etwa 15 Gew.-%, bezogen auf die Tablette, einzusetzen.
Aufgrund des Einsatzes von wasserlöslichen Silikaten genügt es bei den erfindungsgemäßen
Tabletten in den meisten Fällen, die Sprengmittel in Mengen von weit unterhalb
10 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von bis zu 5 Gew.-% und insbesondere noch
darunter einzusetzen. Beim Einsatz von Poly(meth)acrylaten führen in der Regel schon
Mengen um 1 Gew.-% zu sehr guten Ergebnissen.
Im Gegensatz zu den Sprengmitteln sorgen Tablettierhilfsmittel für einen besseren Zusammenhalt
der einzelnen pulverförmigen oder granularen Bestandteile und tragen somit
zur Stabilität der Tablette bei. Es gibt jedoch eine ganze Reihe von Sprengmitteln, die
gleichzeitig auch als Tablettierhilfsmittel oder Bindemittel dienen. Zu diesen zählen beispielsweise
bei der Verarbeitungstemperatur flüssige bis pastöse nichtionische Tenside.
Die Spreng- und Tablettierhilfsmittel werden vorzugsweise in trockener Form oder in einer
in Niotensid gelösten bzw. suspendierten Form eingesetzt. Eine wäßrige Einsatzform ist
weniger bevorzugt, da Wasser während des Verfahrensprozesses nur in den Mengen zugegeben
werden darf; daß das maximale theoretische Wasserbindevermögen der Tabletteninhaltsstoffe
nicht überschritten wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird deshalb kein Inhaltsstoff in Form einer wäßrigen Lösung oder Suspension
eingesetzt und die Verpressung also ohne Zugabe von Wasser durchgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Tabletten dabei insbesondere
weitere übliche Buildersubstanzen. Zu diesen zählen anorganische Buildersubstanzen
wie Zeolith und/oder Phosphate oder auch organische Buildersubstanzen wie Polycarboxylate
und/oder polymere Polycarboxylate.
In den erfindungsgemäßen Wasserenthärtungstabletten sind 0 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise
5 bis 80 Gew.-% und insbesondere 10 bis 60 Gew.-% an wasserhaltigem Zeolith
und/oder Phosphat vorhanden. Dabei sind Tabletten bevorzugt, bei denen der Gehalt an
Phosphaten vorzugsweise auf maximal 50 Gew.-% und insbesondere auf maximal 30
Gew.-% beschränkt ist.
Der eingesetzte, feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser enthaltene Zeolith ist
dabei vorzugsweise Zeolith NaA in Waschmitteiqualität. Geeignet sind jedoch auch Zeolith
NaX sowie Mischungen aus A, X oder P. Der Zeolith kann entweder als sprühgetrocknetes
Pulver oder als granulares Compound, das beispielsweise bis zu etwa 50 Gew.-%
andere Bestandteile wie nichtionische Tenside, Celluloseether und/oder polymere Polycarboxylate
enthält, zum Einsatz kommen. Geeignete pulverförmige Zeolithe weisen eine
mittlere Teilehengröße von weniger als 10 µm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter-Counter)
auf und enthalten vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22 Gew.-%
an gebundenem Wasser.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen
Wasserenthärtungstabletten enthalten vorzugsweise 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere
0,5 bis 30 Gew.-% und vorteilhafterweise 2 bis 20 Gew.-% an Polycarboxylaten
sowie zusätzlich vorzugsweise 0 bis 15 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 12 Gew.-% und
vorteilhafterweise 1 bis 10 Gew.-% polymere Polycarboxylate. Zu den Polycarbonsäuren
bzw. den Polycarboxylaten gehören insbesondere die in Form ihrer Natriumsalze eingesetzten
Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure,
Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen. Geeignete polymere Polycarboxylate
sind beispielsweise die Natriumsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure,
beispielsweise solche mit einer relativen Molekülmasse von 800 bis 150000 (auf Säure
bezogen). Geeignete copolymere Polycarboxylate sind insbesondere solche der Acrylsäure
mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als besonders
geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis
90 Gew.-% Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Molekülmasse,
bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 5000 bis 200000, vorzugsweise
10000 bis 120000 und insbesondere 50000 bis 100000. Insbesondere bevorzugt sind
auch terpolymere Polycarboxylate, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der
Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate (P 43 00
772.4) oder die als Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie
Zucker-Derivate (P 42 21 381.9) enthalten.
Die (co-)polymeren Polycarboxylate werden vorzugsweise entweder als Pulver oder als
granulares Compound eingesetzt. Als granulare Compounds eignen sich beispielsweise
solche, die aus der internationalen Patentanmeldung WO-A-92/13937 bekannt sind.
Weitere geeignete Buildersysteme sind Oxidationsprodukte von carboxylgruppenhaltigen
Polyglucosanen und/oder deren wasserlöslichen Salzen, wie sie beispielsweise in der internationalen
Patentanmeldung WO-A-93/08251 beschrieben werden oder deren Herstellung
beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO-A-93/16110 oder der älteren
deutschen Patentanmeldung DE 43 30 393 beschrieben wird.
Die erfindungsgemäßen Wasserenthärtungstabletten bestehen zu 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise
aber zu 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere zu 2 bis 15 Gew.-% aus den nachstehend
genannten Aniontensiden, Niotensiden, alkalisch oder neutral reagierenden anorganischen
Salzen oder Mischungen aus diesen.
Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen vorzugsweise C9-C13-Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate,
d.h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten,
wie man sie beispielsweise aus C12-C18-Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung
durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische
oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht.
Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C12-C18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung
oder Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen
werden.
Geeignet sind auch die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z.B. die α-sulfonierten
Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäureglycerinestern
sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie bei
der Herstellung durch Veresterung durch ein Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure oder
bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Bevorzugte
sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte von gesättigten Fettsäuren
mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure,
Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure. Geht
man dabei von Fetten und Ölen, also natürlichen Gemischen unterschiedlicher Fettsäureglycerinester
aus, so ist es erforderlich, die Einsatzprodukte vor der Sulfierung in an
sich bekannter Weise mit Wasserstoff weitgehend abzusättigen, d.h. auf Iodzahlen kleiner
5, vorteilhafterweise kleiner 2 zu härten. Typische Beispiele geeigneter Einsatzstoffe sind
Palmöl, Palmkernöl, Palmstearin, Olivenöl, Rüböl, Korianderöl, Sonnenblumenöl, Baumwollsaatöl,
Erdnußöl, Leinöl, Lardöl oder Schweineschmalz. Aufgrund ihres hohen natürlichen
Anteils an gesättigten Fettsäuren hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen,
von Kokosöl, Palmkernöl oder Rindertalg auszugehen. Die Sulfierung der gesättigten
Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen oder der Mischungen aus Fettsäureglycerinestern
mit Iodzahlen kleiner 5, die Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen
enthalten, erfolgt vorzugsweise durch Umsetzung mit gasförmigem Schwefeltrioxid und
anschließender Neutralisierung mit wäßrigen Basen, wie sie in der internationalen Patentanmeldung
WO-A-91/09009 angegeben ist.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Schwefelsäurehalbester der C12-C18-Fettalkohole beispielsweise
aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol
oder der C10-C20-Oxoalkohole und diejenigen Halbester sekundärer Alkohole
dieser Kettenlänge bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind Alk(en)ylsulfate der genannten
Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf petrochemischer Basis hergestellten geradkettigen
Alkylrest enthalten, die ein analoges Abbauverhalten besitzen wie die adäquaten
Verbindungen auf der Basis von fettchemischen Rohstoffen. Aus waschtechnischem Interesse
sind C16-C18-Alk(en)ylsulfate insbesondere bevorzugt. Dabei kann es auch von besonderem
Vorteil und insbesondere für maschinelle Waschmittel von Vorteil sein, C16-C18-Alk(en)ylsulfate
in Kombination mit niedriger schmelzenden Aniontensiden und insbesondere
mit solchen Aniontensiden, die einen niedrigeren Krafft-Punkt aufweisen und
bei relativ niedrigen Waschtemperaturen von beispielsweise Raumtemperatur bis 40 °C
eine geringe Kristallisationsneigung zeigen, einzusetzen. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthalten die Mittel daher Mischungen aus kurzkettigen und
langkettigen Fettalkylsulfaten, vorzugsweise Mischungen aus C12-C14-Fettalkylsulfaten
oder C12-C18-Fettalkylsulfaten mit C16-C18-Fettalkylsulfaten und insbesondere C12-C16-Fettalkylsulfaten
mit C16-C18-Fettalkylsulfaten. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werdenjedoch nicht nur gesättigte Alkylsulfate, sondern auch
ungesättigte Alkenylsulfate mit einer Alkenylkettenlänge von vorzugsweise C16 bis C22
eingesetzt. Dabei sind insbesondere Mischungen aus gesättigten, überwiegend aus C16
bestehenden sulfierten Fettalkoholen und ungesättigten, überwiegend aus C18 bestehenden
sulfierten Fettalkoholen bevorzugt, beispielsweise solche, die sich von festen oder flüssigen
Fettalkoholmischungen des Typs HD-Ocenol (R) (Handelsprodukt des Anmelders)
ableiten. Dabei sind Gewichtsverhältnisse von Alkylsulfaten zu Alkenylsulfaten von 10:1
bis 1:2 und insbesondere von etwa 5:1 bis 1:1 bevorzugt.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen
oder verzweigten C7-C21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-C11-Alkohole
mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-C18-Fettalkohole mit 2 bis 4 EO,
sind geeignet. Sie werden in Waschmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in
relativ geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Bevorzugte Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch als
Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die Monoester
und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und
insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten
C8- bis C18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sulfosuccinate
enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet,
die fit sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung siehe unten).
Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fettalkoholen
mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders bevorzugt. Ebenso ist
es auch möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in
der Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.
Bevorzugte Aniontensid-Mischungen enthalten Kombinationen aus Alk(en)ylsulfaten, insbesondere
Mischungen aus gesättigten und ungesättigten Fettalk(en)ylsulfaten, und Alkylbenzolsulfonaten,
sulfierten Fettsäureglycerinestern und/oder α-Sulfofettsäureestern. Insbesondere
sind hierbei Mischungen bevorzugt, die als anionische Tenside Alk(en)ylsulfate
und Alkylbenzolsulfonate, Alk(en)ylsulfate und α-Sulfofettsäuremethylester und/oder sulfierte
Fettsäureglycerinester enthalten.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen, vorzugsweise in Mengen
von 0,1 bis 5 Gew.-%, in Betracht. Geeignet sind beispielsweise gesättigte Fettsäureseifen,
wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure oder Stearinsäure, sowie insbesondere
aus natürlichen Fettsäuren, z.B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete
Seifengemische. Insbesondere sind solche Seifengemische bevorzugt, die zu 50 bis
100 Gew.-% aus gesättigten C12-C24-Fettsäureseifen und zu 0 bis 50 Gew.-% aus Ölsäureseife
zusammengesetzt sind.
Die anionischen Tenside und Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze
sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin,
vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natrium- oder
Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte,
insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich
1 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest
linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. lineare und
methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten
vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus
Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, z.B. aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder
Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den
bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C12-C14-Alkohole mit 3 EO
oder 4 EO, C9-C11-Alkohol mit 7 EO, C13-C15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8
EO, C12-C18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen
aus C12-C14-Alkohol mit 3 EO und C12-C18-Alkohol mit 5 EO. Die angegebenen
Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt
eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen
eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu
diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO, beispielsweise
solche bis zu etwa 80 EO, eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol
mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO.
Außerdem können als weitere nichtionische Tenside auch Alkylglykoside der allgemeinen
Formel RO(G)x eingesetzt werden, in der R einen primären geradkettigen oder methylverzweigten,
insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22,
vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykoseeinheit
mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Oligomerisierungsgrad
x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist eine beliebige
Zahl zwischen 1 und 10; vorzugsweise liegt x bei 1,2 bis 1,4.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N-dimethylaminoxid
und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealkanolamide
können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vorzugsweise
nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als
die Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (I),
in der R
2CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
3 für Wasserstoff,
einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für
einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und
3 bis 10 Hydroxylgruppen steht.
Die Tabletten enthalten die nichtionischen Tenside in einer bevorzugten Ausführungsform
in Mengen bis zu 20 Gew.-%.
Mit hartem Kunststoff beschichtete Werkzeuge lieferten, ebenso wie unbeschichtete, Tabletten
mit glatten Oberflächen, so daß in dem meisten Fällen auf eine Beschichtung der
Stempel mit weichem Kunststoff verzichtet werden konnte. Allerdings ist es bevorzugt,
daß die Preßwerkzeuge in hochfestem Werkstoff gefertigt sind.
Weitere bevorzugte Inhaltsstoffe sind in Wasser alkalisch reagierende anorganische Salze,
die vorzugsweise bis zu 15 Gew.-% in den Tabletten enthalten sind. Zu diesen anorganischen
alkalisch reagierenden Salzen gehören insbesondere Bicarbonate, Carbonate oder
Mischungen aus diesen; vorzugsweise werden Alkalicarbonat und vor allem Natriumcarbonat
eingesetzt.
Weiterhin können die Tabletten bis zu 20 Gew.-% an in Wasser neutral reagierenden anorganischen
Salzen, vorzugsweise Sulfate und Chloride, insbesondere in Form ihrer Natrium- und/oder Calciumsalze enthalten. Ihr Gehalt in den Tabletten beträgt vorzugsweise bis
zu etwa 20 Gew.-%.
Als weitere wichtige Inhaltsstoffe von Tabletten können insbesondere Peroxy-Bleichmittel
als alkalisch oder neutral reagierende anorganische Salze genannt werden.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen haben das
Natriumperborattetrahydrat und das Natriumperboratmonohydrat besondere Bedeutung.
Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Natriumpercarbonat, Peroxypyrophosphate,
Citratperhydrate sowie H2O2 liefernde persaure Salze oder Persäuren. Besonders
bevorzugt sind Peroxy-Bleichmittel, welche pro Mol der Komponente 10 bis 20 %
Aktivsauerstoff liefern.
Die erfindungsgemäßen Wasserenthärtungstabletten können aus mehreren Teilkomponenten
bestehen, wie diese in der Patentanmeldung WO-A-90/02165 beschrieben werden. So
ist es also bevorzugt, daß die Tabletten dadurch hergestellt werden, daß man mindestens 2
zuvor hergestellte pulverförmige granulare Komponenten vermischt und dieses Gemisch
dann verpreßt, wobei in der einen Komponente die Gesamtmenge der anionischen Tenside
und in der anderen Komponente 75 bis 100 Gew.-% der Gesamtmenge der nichtionischen
Tenside enthalten ist, sofern diese Stoffe eingesetzt werden. Auch weitere Teilkomponenten
können zur Herstellung der Tabletten herangezogen werden, diese können insbesondere
Bleichmittel enthalten.
Möglich ist es aber auch, daß die verschiedenen Komponenten nicht zu einer einheitlichen
Tablette verpreßt werden, sondern daß Tabletten erhalten werden, die mehrere Schichten,
also mindestens 2 Schichten aufweisen. Dabei ist auch möglich, daß diese verschiedenen
Schichten unterschiedliche Lösegeschwindigkeiten aufweisen. Hieraus können vorteilhafte
anwendungstechnische Eigenschaften der Tabletten resultieren. Falls beispielsweise Komponenten
in den Tabletten enthalten sind, die sich wechselseitig negativ beeinflussen, so ist
es möglich, die eine Komponente in der schnell-löslichen Schicht zu integrieren und die
andere Komponente in eine langsamer lösliche Schicht einzuarbeiten, so daß die erste
Komponente bereits abreagiert hat, wenn die zweite in Lösung geht. In einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung besteht eine Tablette aus mindestens drei
Schichten, also zwei äußeren und mindestens einer inneren Schicht, wobei mindestens in
einer der inneren Schichten ein Peroxy-Bleichmittel enthalten ist, die beiden äußeren
Schichten jedoch frei von Peroxy-Bleichmittel sind. Derartige mehrschichtige Tabletten
weisen den Vorteil auf, daß sie nicht nur über eine Einspülkammer oder über eine Dosiervorrichtung,
welche in die Waschflotte gegeben wird, eingesetzt werden können; vielmehr
ist es in solchen Fällen auch möglich, die Tablette im direkten Kontakt zu den Textilien in
die Maschine zu geben, ohne daß Verfleckungen durch Bleichmittel und dergleichen zu
befürchten wären.
Beispiele
Die Tabletten der nachfolgenden Beispiele wurden derart hergestellt, daß zunächst die entsprechenden
Bestandteile gemischt und anschließend in einer hydraulisch arbeitenden
Presse (Firma Kürschner, Bundesrepublik Deutschland) bei Preßdrucken im Bereich von
etwa 10 bis 150 bar hergestellt wurden.
Es wurde eine Tablette aus einer Mischung hergestellt, welche 5,7 Gew.-% Natriumcarbonat,
67 Gew.-% SKS-6®, 1 Gew.-% Methylhydroxypropylcellulose, 16 Gew.-% Trinatriumcitrat-dihydrat,
8 Gew.-% eines terpolymeres Salz aus Acrylsäure, Maleinsäure und
Vinylalkohol, hergestellt gemäß der Lehre der deutschen Patentanmeldung DE 43 00 772
und anschließender Sprühtrocknung einer 38 Gew.-% wäßrigen Lösung, 0,72 Gew.-%
Wasser, das aus den eingesetzten Rohstoffen und nicht zusätzlich hinzugegeben wurde,
sowie 0,5 Gew.-% Natriumsulfat und Rest weitere Salze aus den Rohstoffen enthielt. Die
Tablette besaß einen Durchmesser von 23 mm, eine Höhe von 10 mm und ein Gewicht von
20 g.