WO1996013570A1

WO1996013570A1 - Verfahren zur herstellung von wasch- und reinigungsmitteln

Info

Publication number: WO1996013570A1
Application number: PCT/EP1995/004123
Authority: WO
Inventors: Eric Jean FORMÉ; Pierre Denis Viardot; Christian Robert Van Den Bossche
Original assignee: Henkel-Ecolab Gmbh & Co. Ohg
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1996-05-09
Also published as: EP0788539B1; FR2726283A1; DE59503377D1; FR2726283B1; EP0788539A1; CA2203829A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteltabletten durch Bestrahlen eines Vorgemisches mit Mikrowellen, wobei das Vorgemisch vor dem Bestrahlungsvorgang in die gewünschte Raumform gebracht wird und anschließend ohne formgebendes Behältnis bestrahlt wird.

Description

"Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reini¬ gungsmitteltabletten unter Anwendung der Mikrowellentechnik, wobei pulver- för ige oder granuläre Vorgemische ohne äußeres formgebendes Behältnis bestrahlt werden.

Der Nachteil von herkömmlichen Wasch- und Reinigungsmitteltabletten, die üblicherweise durch Verpressung oder Zusammenschmelzen hergestellt werden, besteht darin, daß sich diese Tabletten aufgrund ihrer Kompaktheit nicht schnell genug lösen und die Aktivsubstanzen zu langsam freigesetzt werden. Zusätzlich besitzen solche Tabletten eine zu geringe Zerfallsgeschwindig¬ keit.

Die ältere, nicht vorveröffentlichte internationale Anmeldung PCT/EP94/01330, auf deren Offenbarung ausdrücklich verwiesen wird, be¬ schreibt ausführlich die Herstellung von wasch- und reinigungsaktiven Ta¬ bletten unter Anwendung der Mikrowellentechnik, die eine extrem hohe Löse¬ geschwindigkeit bzw. Zerfallsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Bruch¬ festigkeit aufweisen. Eine wesentliche Voraussetzung für die Herstellung von Tabletten aus pulverförmigen oder granulären Rohstoffen unter Anwen¬ dung von Mikrowellen ist, daß zumindest ein Teil dieser Ausgangsstoffe in hydratisierter Form vorliegt, wobei unter "hydratisiert" "hydratisiert unter bestimmten Bedingungen bezüglich Temperatur, Druck oder relativer Feuchtigkeit der Atmosphäre, welcher der Rohstoff ausgesetzt ist oder mit welcher der Rohstoff im Gleichgewicht steht" verstanden wird. Der Begriff "hydratisiert" ist in PCT/EP94/01330 definiert, i.a. sind hydratisierte Ausgangsstoffe solche, die gebundenes Kristallwasser enthalten oder die in der Lage sind, von außen zugegebenes Wasser zumindest teilweise als Kri¬ stallwasser zu binden oder auch solche Substanzen, die keine definierten Hydrate bilden, aber in der Lage sind, Wasser zu binden, z.B. Alkali¬ hydroxide. Unter "Mikrowellen" wird im Rahmen dieser Erfindung der gesamte Frequenz¬ bereich zwischen 3 und 300000 MHz verstanden, der also neben dem eigent¬ lichen Mikrowellenbereich von oberhalb 300 MHz auch den Radiowellenbereich von 3 bis 300 MHz umfaßt. Mit Hilfe dieser Technik lassen sich sogenannte Makrosolids, die neben Tabletten beispielsweise auch Blöcke umfassen, her¬ stellen. Dabei werden die Vorgemische durch ein durch die Mikrowellen¬ strahlen bedingtes lokales Aufschmelzen/Sintern an den Kontaktstellen un¬ tereinander verbunden. Die Hohlräume, die zwischen den einzelnen Vorge- mischbestandteilen vor der Bestrahlung mit Mikrowellen vorliegen, bewirken eine hohe Porosität der entstandenen Tablette und tragen somit zur Verbes¬ serung der Löseeigenschaften der Tablette bei.

Damit überhaupt ein lokales Sintern der Vorgemischbestandteile möglich ist, muß zumindest ein Teil von ihnen Sintereigenschaften an der Ober¬ fläche besitzen. Dazu ist es erforderlich, daß die Vorgemischbestandteile selber oder deren Oberfläche genügend Wasser enthalten, so daß durch Er¬ hitzung dieses Wassers eine Verschmelzung der Kontaktstellen an den Vorge- mischbestandteilen erfolgt. Wie oben bereits ausgeführt, muß gemäß der Lehre der internationalen Patentanmeldung PCT/EP94/01330 zumindest ein Teil der mit Mikrowellen zu bestrahlenden Mischung in hydratisierter Form vorliegen.

Der Begriff "Tabletten" ist weder in PCT/EP94/01330 noch im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf eine bestimmte Raumform beschränkt; prinzipiell ist jede denkbare dreidimensionale Form möglich, je nachdem, welche äußere Form den pulverförmigen oder granulären Vorgemischen aufgezwungen wird.

In der internationalen Anmeldung PCT/EP94/01330 wird den Vorgemischen eine bestimmte Raumform durch ein formgebendes Behältnis aus mikrowellendurch¬ lässigem Material vorgegeben.

Die Tablette muß nach dem Bestrahlungvorgang aus dem Behältnis entnommen werden, was einen zusätzlichen Arbeitsschritt darstellt, der sich insbe¬ sondere für eine Fließbandproduktion als störend erweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteltabletten unter Verwendung der Mikrowellen- technik zu entwickeln, bei dem möglichst wenige Arbeitsschritte nötig sind und das sich insbesondere für eine Fließbandproduktion von Tabletten eig¬ net.

Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß das Vorgemisch bereits vor dem Be¬ strahlungsvorgang in die gewünschte Raumform gebracht wird und anschlie¬ ßend ohne formgebendes Behältnis bestrahlt wird.

Die Vorgemische können dabei in pulverför iger oder granulärer Form oder in einer sonstigen Form vorliegen, die es erlaubt, die Vorgemische vor dem Bestrahlungsvorgang in eine bestimmte Raumform zu bringen.

Das Vorgemisch wird insbesondere durch ein leichtes Vor-Verpressen in die gewünschte Raumform gebracht:

Dazu wird ein bis zur Homogenität gemischtes pulverförmiges oder granu¬ läres Vorgemisch in eine zylindrische oder zylindroko sche Form einge¬ füllt, deren Wand so geneigt ist, daß die anschließende Entnahme aus der Form erleichtert wird. Durch Ausdrücken eines Kolbens mit einem Druck von 1 N/cm2 bis 1500 N/cm^, vorzugsweise 10 N/cm2 bis 1000 N/cm , insbesondere 100 bis 700 N/cm^, wird das Vorgemisch leicht komprimiert, so daß es ohne zu zerbrechen aus der Form entnommen werden kann und anschließend unter seinem Eigengewicht die vorgegebene Raumform beibehält.

Geeignete Formen sind z.B. Behältnisse aus Kunststoff oder Metall mit einem Boden, der eine Druckausübung durch einen Kolben erlaubt, oder aber einfache Platten oder mit Löchern versehene Scheiben, die es gestatten, die Vorgemische mit einem von oben einwirkenden Kolben die gesamte Vorge- mischmenge vorzupressen und mit einem von unten einwirkenden Kolben die vorverpresste Tablette aus der Form zu bringen.

Durch Variation des Druckes beim Vorverpressen können bereits vor der Mikrowellenbestrahlung Tabletteneigenschaften wie z.B. Härte und Auflöse- geschwindigkeit eingestellt werden. Auch durch die Korngröße der verwen¬ deten Rohstoffe können Tabletteneigenschaften beeinflußt werden. Die Vorgemische können prinzipiell aus allen üblicherweise in Wasch- und Reinigungsmitteln enthaltenen Bestandteilen bestehen; hier wird explizit auf die Offenbarung in PC1/EP94/01330 verwiesen.

Prinzipiell können die Vorgemische neutral, sauer oder basisch einge¬ stellt sein.

Geeignete Builder und Alkali-Träger sind z.B. Silikate, vorzugsweise Al¬ kalimetallsilikate. Zu nennen sind z.B. Natriummetasilikat in wasserfreier Form oder Natriummetasilikat x 5 H2O, außerdem Natriumdisilikate und kri¬ stalline Schichtsilikate. Als Phosphate kommen z.B. Alkalimetalltripoly- phosphate, Hydrogenphosphate und Pyrophosphate in Betracht, entweder in wasserfreier Form oder in hydratisierter Form. Auch Borate kommen in Fra¬ ge, z.B. Natriumborat x 10 H2O (Borax). Geeignete Carbonate und Bicarbo- nate sind z.B. wasserfreie oder hydratisierte Alkalimetallcarbonate oder Bicarbonate, insbesondere Natriu carbonat x 10 H2O. In bestimmten Fällen können auch Alkalimetallhydroxide verwendet werden. Des weiteren sind Sul¬ fate zu nennen, z.B. Alkalimetallsulfate und Erdalkalimetallsulfate, sowie die entsprechenden Hydrogensulfate. Auch Citrate sind geeignete Builder, die im allgemeinen als Trinatriumcitrat ono-, di- oder pentahydrat einge¬ setzt werden.

Geeignete Substitute bzw. Teilsubstitute für Phosphate und Zeolithe sind kristalline, schichtför ige Natriumsilikate der allgemeinen Formel NaMSi_xθ2χ₊ι*yH2θ, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, 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. Derartige kristalline Schichtsilikate werden beispiels¬ weise in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 164 514 beschrieben. Be¬ vorzugte kristalline Schichtsilikate sind solche, in denen M für Natrium steht und x die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl ß- als auch T-Natriumdisilikate Na2Si2θ5^«yH2θ bevorzugt.

Wenn saure Vorgemische zur Verwendung kommen, eignet sich insbesondere A idosulfonsäure als (eine bei 25°C feste) Säure. Des weiteren können die Vorgemische nichtionische, anionische, kationi¬ sche, zwitterionische oder amphotere Tenside enthalten. Als nichtionische Tenside kommen z.B. Alkyipoly- oder -oligoglucoside, N-Acylglucamide, Al- kylarylalkyl-, Alkylaryl- und Arylpolyoxyalkylene, ethoxylierte Fettalko¬ hole, ethoxylierte Alkylphenole und Ester oder A ide von ethoxylierten Alkoholen in Frage.

Als anionische Tenside sind z.B. Alkansulfonate, α-Olefinsulfonate, Fett- säuresulfonate, Fettalkylsulfate, Fettalkylethersulfate, Sulfosuccinate, Fettalkylethercarboxylate, Isethionate, Tauride, Sarcoside, Fettsäuresul¬ fate, Salze von Schwefelsäure oder Phosphorsäureestern, Alkylbenzolsul- fonate zu nennen.

Typische zwitterionische Tenside sind z.B. Fettaminoxide, Imidazolincarb- oxylate oder Betaine. Als kationische Tenside kommen z.B. primäre, sekun¬ däre, tertiäre oder quartäre Ammoniumsalze mit mindestens einer langen C-Kette (ZQ bis ( 3) in Frage.

Daneben können weitere Inhaltsstoffe enthalten sein wie z.B. Aktivsauer¬ stoff- oder Aktivchlor-bildende Substanzen, Enzyme, Komplexbildner, Abrasivstoffe, Trübungsmittel, Dispersionsmittel, Korrosionsinhibitoren und desinfizierend wirkende Substanzen.

Typische Aktivchlor-bildende Substanzen sind Di- oder Trichlorisocyanorate oder Polychlorisocyanursäuren. Typische Aktivsauerstoff-abspaltende Sub¬ stanzen sind Natriumpercarbonate und Natriumperborate. Als Aktivatoren für die Aktivsauerstoffquelle kommen dabei z.B. Pentaacetylglucose, 1,5-Diace- tyl-2,4-dioxohexahydro-l,3,5-triazin oder N,N,N' ,N'-Tetracetylethylendi- a in (TAED) in Frage.

Weitere fakultative Inhaltsstoffe sind z.B. Parfümöle, optische Aufheller, Farbstoffe, Entschäumer, Lösungsvermittler, soil-repellant-Substanzen und Farbübertragungsinhibitoren. B e i s p i e l e

Zur Vorverpressung wurden 60 g eines Vorgemischs in leicht konische Kunst¬ stoff-Formbehältnisse mit einem Durchmesser von 60 mm eingefüllt und mit einem pneumatischen Extruder bei Preßdrucken von 100 bis 700 N/cm2 vorver- preßt. Die Vorpreßlinge wurden aus den Formbehältnissen ausgelöst und auf einem Fließband durch eine Mikrowellenanlage, d. h. durch eine mikro¬ wellenbestrahlte Zone, transportiert.

Arbeitsbedingungen:

Fließbandgeschwindigkeit 47 cm pro Minute Länge der bestrahlten Zone 210 cm Mikrowellenquelle 18 Mikrowellenstrahler mit je 1200

Watt Leistung, Wellenlänge 2450 -

2470 MHz

Abstand von Mikrowelllen- quelle zum Fließband 9 Strahler ä 11 cm Abstand 9 Strahler ä 4 cm Abstand

Eingesetzte Vorgemische:

Saure Vorgemische:

1.) Amidosulfonsäure 96,0 Gew.-%

Na-sulfat, wasserfrei 0,88 Gew.-% Wasser, entsalzt 1,23 Gew.-% Isopropanol 0,22 Gew.-% EO/PO-Copolymer 0,67 Gew.-% Octansulfonsäure 1,0 Gew.-

2.) Reinigungs/Desinfektionsmittel: Amidosulfonsäure 91,0 Gew.-

Na-sulfat, wasserfrei 2,0 Gew.-% Fettalkylethercarbonsäure 4,0 Gew. .

Isopropanol 0,22 Gew.-%

EO/PO-Copolymer 0,67 Gew.-%

Octylphosphonsäure 1,0 Gew.-%

Wasser, entsalzt 1,11 Gew.-%

Alkalisches Vorgemisch:

3.) Na-tripolyphosphat 40 ,0 Gew. -% Na- etasilikat 41 , 2 Gew. -% Na-metasilikat x 5 H2O 4, 5 Gew. -% quarternäres Ammoniumsalz 3, 5 Gew. -% Fettalkohol, ethoxyliert 1 ,0 Gew. -% Fettalkohol, propoxyliert 0,8 Gew. -% Na-carbonat x 10 H2O 9,0 Gew. -%

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteltabletten durch Bestrahlen eines Vorgemisches mit Mikrowellen, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Vorgemisch vor dem Bestrahlungsvorgang in die ge¬ wünschte Raumform gebracht wird und anschließend ohne formgebendes Behältnis bestrahlt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorgemisch durch Verpressen mit einem Preßdruck von 1 N/cm bis 1500 N/cm², vor¬ zugsweise 10 N/cm² bis 1000 N/cm², insbesondere 100 N/cm² bis 700 N/cm², in die gewünschte Raumform gebracht wird.