[0001] Die Erfindung betrifft feste Zubereitungen enthaltend einen oder mehrere sensitive
Wirkstoffe, die sich unter Änderung des pH-Werts zersetzen können, wobei diese festen
Zubereitungen zusätzlich einen Säure-Base Indikator enthalten.
[0002] Feste Zubereitungen von Wirkstoffen, beispielsweise in Form von Granulaten, sind
weit verbreitet, da sie verbraucherfreundlich und anwendungstechnisch vorteilhaft
sind.
Neben der einfachen Handhabung und Dosierbarkeit granularer Mittel kann eine kontrollierte
Freisetzung einzelner Wirkkomponenten in Abhängigkeit von Granulatgröße, -form, -dichte,
Temperatur, pH-Wert und Löslichkeit erreicht werden. Granulate können aus Einzelsubstanzen
bestehen, gegebenenfalls versehen mit einer Coatinghülle oder aber als Mischungen
mehrerer Komponenten vorliegen. Besondere Bedeutung haben Granulate auf dem Gebiet
der Wasch- und Reinigungsmittel, die unterschiedliche Wirkstoffe enthalten wie Tenside,
Bleichaktivatoren, Bleichkatalysatoren, Bleichaktivatoren, Soil Release Polymere,
Enzyme, Salze, optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Schauminhibitoren, Sequestriermittel
und weitere Zusatz- und Hilfsstoffe, die häufig in Form von Granulaten vorliegen.
Voraussetzung zur Herstellung dieser Granulate ist, dass die Einzelkomponenten einander
in ihrer Wirksamkeit und/oder Stabilität nicht beeinträchtigen.
[0003] Viele derartige Wirkstoffe sind jedoch sehr empfindlich gegen bestimmte äußere Einflüsse,
beispielsweise gegen den Einfluss von Wasser oder bestimmte Lösungsmittel, und zersetzen
sich oder verändem sich ganz allgemein, wobei solche Prozesse unter Änderung des pH-Werts
ablaufen. Von besonderer Bedeutung ist hier die Empfindlichkeit solcher Wirkstoffe
gegen Hydrolyse. Dies gilt insbesondere für Bleichaktivatoren aus der Gruppe der Ammoniumnitrile.
Eine solche Hydrolyseempfindlichkeit von Wirkstoffen führt zu einer verminderten Lagerstabilität
dieser Verbindungen. Diesem Problem versucht man dadurch zu begegnen, indem man solche
Wirkstoffe nicht als solche einsetzt, sondern sie mit geeigneten Zusatzstoffen abmischt
und in eine feste Form, beispielsweise durch Sprühtrocknung, Verpressen oder Granulierung
überführt und gegebenenfalls mit einer Coatingschicht umhüllt.
[0004] Die Entwicklung geeigneter Verfahren zur Granulierung und Stabilisierung von Wirksubstanzen
ist aber zeitaufwendig. Insbesondere ist die analytische Bestimmung der Wirkstoffgehalte
der Granulate im Laufe der Lagertests sehr personal- und zeitintensiv. Es bestand
daher die Aufgabe eine Methode zu entwickeln, mit der in einfacher Weise die Stabilität
von sensitiven Wirksubstanzen ermittelt werden kann.
[0005] Diese Aufgabe wurde gelöst, indem man solchen festen Zubereitungen einen Säure-Base
Indikator zusetzt.
[0006] Gegenstand der Erfindung sind feste Zubereitungen von sensitiven Wirkstoffen, die
sich unter Änderung des pH-Werts zersetzen, wobei diese festen Zubereitungen zusätzlich
einen Säure-Base Indikator enthalten.
[0007] Bevorzugte sensitive Wirksubstanzen im Sinne dieser Erfindung sind Bleichaktivatvren,
Bleichkatalysatoren, Vergrauungsinhibitoren, Soil Release Polymere, Farbfixiermittel,
Farbübertragungsinhibitoren, Komplexbildner oder Enzyme. Insbesondere bevorzugt sind
Bleichaktivatoren.
[0008] Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische
Peroxycarbonsäuren und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt
werden. Viele Substanzen sind nach dem Stand der Technik als Bleichaktivatoren bekannt.
Gewöhnlich handelt es sich dabei um reaktive organische Verbindungen mit einer 0-Acyl-
oder N-Acyl-Gruppe, die bereits in der Waschpulvermischung, begünstigt durch die vorhandene
Restfeuchte, mit dem Bleichmittel wie z.B. Natriumperborat reagieren, wenn beide Komponenten
ungeschützt vorliegen.
[0009] Repräsentative Beispiele für Bleichaktivatoren sind etwa N,N,N',N'-Tetraacetylethylendiamin
(TAED), acylierte Triazinderivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazin
(DADHT), acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetylglucoluril (TAGU), N-Acylimide,
insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere
n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), Natrium-4-benzoyloxybenzolsulfonat
(SBOBS), Nathumtrimethylhexanoyloxybenzolsulfonat (STHOBS), Carbonsäureanhydride,
insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwertige Alkohole, insbesondere Triacetin,
Ethylenglykoldiacetat, 2,5-Diacetoxy-2,5-dihydrofuran und die aus den Schriften DE
196 16 693, DE 196 16 767 bekannten Enolester sowie acyliertes Sorbitol und Mannitol
bzw. deren in EP 525 239 beschriebene Mischungen, acylierte Zuckerderivate, insbesondere
Pentaacetylglukose (PAG), Pentaacetylfruktose, Tetraacetylxylose und Octaacetyllactose,
sowie acetyliertes, gegebenenfalls N-alkyliertes Glucamin und Gluconolacton, und/
oder Lactame, beispielsweise N-Benzoylcaprolactam. Auch Tetraacetylcyansäure (TACA),
Di-N-acetyldimethylglyoxin (ADMG), 1-Phenyl-3-acetylhydantoin (PAH), Nonanoylcaprolactamphenylsulfunatester
(APES), Nitrilotriacetat (NTA) werden als Bleichaktivatoren eingesetzt.
[0010] Ammoniumnitrile der Formel 1 bilden eine besonders bevorzugte Klasse kationischer
Bleichaktivatoren im Rahmen dieser Erfindung, weil bei dieser Substanzklasse das Problem
der Zersetzung infolge von Hydrolyse besonders gravierend ist. Verbindungen dieser
Art und deren Verwendung als Bleichaktivator in Bleichmitteln sind in EP-A-0 303 520,
EP-A-0 464 880, EP-A-0 458 396, EP-A-0 897 974 und EP-A-0 790 244 beschrieben.

worin R
1, R
2, R
3 gleich oder verschieden sind, und für lineare oder verzweigte C
1-C
24-Alkylgruppen, C
2-C
24-Alkenylgruppen oder für C
1-C
4-Alkoxy-C
1-C
4-Alkylgruppen, substituiert oder unsubstituiertes Benzyl stehen, oder worin R
1 und R
2 zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Ring mit 4 bis 6
C-Atomen bilden, der mit C
1-C
5-Alkyl, C
1-C
5-Alkoxy, C
1- bis C
5-Alkanoyl, Phenyl, Amino, Ammonium, Cyano, Cyanamino, Chlor oder Brom substituiert
sein kann und zusätzlich zum Stickstoffatom anstelle von Kohlenstotfatomen ein oder
zwei Sauerstoff- oder Stickstoffatome, eine Gruppe N-R
6 oder eine Gruppe R
3-N-R
6 enthalten kann, worin R
6 Wasserstoff, C
1- bis C
5-Alkyl, C
2- bis C
5-Alkenyl, C
2- bis C
5-Alkinyl, Phenyl, C
7- bis C
9-Aralkyl, C
5- bis C
7-Cycloalkyl, C
1- bis C
8-Alkanoyl, Cyanomethyl oder Cyan ist, R
4 und R
5 Wasserstoff, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Alkenyl, C
1-C
4-Alkoxy-C
1-C
4-alkyl, Phenyl oder C
1-C
3-Alkylphenyl, vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Phenyl sind, wobei insbesondere
R
4 Wasserstoff bedeutet, wenn R
5 keinen Wasserstoff bedeutet, und A für ein Anion, beispielsweise Chlorid, Bromid,
lodid, Fluorid, Sulfat, Hydrogensulfat, Carbonat, Hydrogencarbonat, Phosphat, Mono-
und Di-Hydrogenphosphat, Pyrophosphat, Metaphosphat, Nitrat, Methylsulfat, Phosphonat,
Methylphosphonat, Methandisulfonat, Methylsulfonat, Ethansulfonat, p-Toluolphenolsulfonat,
p-Cumolsulfonat steht.
[0011] Als Vergrauungsinhibitoren kommen in Betracht Carboxymethylcellulose, Methylcellulose,
Hydroxyalkylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose,
Methylcarboxymethylcellulose und Polyvinylpyrrolidon.
[0012] Soil Release Polymere als Wirksubstanzen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind
vorzugsweise Oligoester, enthaltend Dicarbonsäureeinheiten und Dioleinheiten (Glykol-,
Alkylglykol- und/oder Polyoleinheiten, insbesondere Polyalkylenpolyglykoleinheiten.
Diese Oligoester werden vorzugsweise erhalten durch Polykondensation von einer oder
mehreren aromatischen Dicarbonsäuren oder deren Ester mit Diolen, beispielsweise Ethylenglykol
und/oder Polyolen. Gegebenenfalls können diese Ester auch Polyethylenglykol, Polypropylenglykol,
Sulfoisophthalsäure, Sulfobenzoesäure, Isethionsäure, C
1-C
4-Alkohole, oxalkylierte C
1-C
24-Alkohole, oxalkylierte C
6-C
18-Alkylphenole und/oder oxalkylierte C
8-C
24-Alkylamine als Monomere enthalten. Zur Herstellung der Oligoester eignen sich beispielsweise
als Dicarbonsäureeinheit Terephthalsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure sowie die Mono-
und Dialkylester mit C
1-C
6-Alkoholen, wie Dimethylterephthalat, Diethylterephthalat und Di-n-propylterephthalat,
aber auch Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure,
Itakonsäure, sowie die Mono- und Dialkylester der Carbonsäuren mit C
1-C
6-Alkoholen, z.B. Oxalsäurediethylester, Bemsteinsäurediethylester, Glutarsäurediethylester,
Adipinsäuremethylester, Adipinsäurediethylester, Adipinsäure-di-n-butylester, Fumarsäureethylester
und Maleinsäuredimethylester, sowie Dicarbonsäureanhydride, wie Maleinsäureanhydrid,
Phthalsäureanhydrid oder Bernsteinsäureanhydrid. Als Polyoleinheit bevorzugt sind
Polyethylenglykole mit Molmassen von 500 bis 5000, vorzugsweise von 1000 bis 3000.
Des weiteren enthalten SRPs als weitere Komponente wasserlösliche Anlagerungsprodukte
von 5 bis 80 mol mindestens eines Alkylenoxids an 1 mol C
1-C
24-Alkohole, C
6-C
18-Alkylphenole oder C
8-C
24-Alkylamine in Betracht. Bevorzugt sind Mono-methylether von Polyethylenglykolen.
Geeignete Alkohole, die alkoxyliert werden, sind beispielsweise Octylalkohol, Decylalkohol,
Laurylalkohol, Myristylalkohol oder Stearylalkohol, insbesondere aber Methanol, sowie
die nach dem Ziegler-Verfahren erhältlichen Alkohole mit 8 bis 24 C-Atomen oder die
entsprechenden Oxoalkohole. Von den Alkylphenolen haben insbesondere Octylphenol,
Nonylphenol und Dodecylphenol Bedeutung. Von den in Betracht kommenden Alkylaminen
verwendet man insbesondere die C
12-C
18-Monoalkylamine.
[0013] Als Polyole kommen beispielsweise in Frage Pentaerythrit, Trimeihylolethan, Trimethylolpropan,
1,2,3-Hexantriol, Sorbit, Mannit und Glycerin.
[0014] Besonders geeignet sind auch die aus EP 241 985 bekannten Polyester, die neben Oxyethylen-Gruppen
und Terephthalsäureeinheiten 1,2-Propylen-, 1,2-Butylen- und/oder 3-Methoxy-1,2-propylengruppen
sowie Glycerineinheiten enthalten und mit C
1-C
4-Alkylgruppen endgruppenverschlossen sind, die in EP 253 567 beschriebenen schmutzablösevermögenden
Polymere mit einer Molmasse von 900 bis 9000 g/mol aus Ethylenterephthalat und Polyethylenoxidterephthalat,
wobei die Polyethylenglykol-Einheiten Molgewichte von 300 bis 3000 g/mol aufweisen
und das Molverhältnis von Ethylenterephthalat zu Polyethylenoxidterephthalat 0,6 bis
0,95 beträgt, und die aus EP 272 033 bekannten, zumindest anteilig durch C
1-C
4-Alkyl- oder Acylreste endgruppenverschlossenen Polyester mit Polypropylenterephthalat-
und Polyoxyethylenterephthalat-Einheiten.
[0015] Gleichfalls bevorzugt sind Oligoester aus Ethylenterephthalat und Polyethylenoxidterephthalat,
in denen die Polyethylenglykol-Einheiten Molgewichte von 750 bis 5000 g/mol aufweisen
und das Molverhältnis von Ethylenterephthalat zu Polyethylenoxidterephthalat 50:50
bis 90:10 beträgt und deren Einsatz in Waschmitteln in der deutschen Patentschrift
DE 28 57 292 beschrieben ist, sowie Oligoester mit Molgewichten von 15 000 bis 50
000 g/mol aus Ethylenterephthalat und Polyethylenoxidterephthalat, wobei die Polyethylenglykol-Einheiten
Molgewichte von 1000 bis 10 000 g/mol aufweisen und das Molverhältnis von Ethylenterephthalat
zu Polyethylenoxidterephthalat 2:1 bis 6:1 beträgt, die gemäß DE 33 24 258 in Waschmitteln
eingesetzt werden können.
[0016] Ebenfalls bevorzugt sind die in DE 19 644 034 beschriebenen Oligoester der Formel

worin
- R1 und R7
- lineares oder verzweigtes C1-C18-Alkyl,
- R2 und R6
- Ethylen,
- R3
- 1,4-Phenylen,
- R4
- Ethylen,
- R5
- Ethylen, 1,2-Propylen oder statistische Gemische von beliebiger Zusammensetzung von
beiden,
- x und y
- unabhängig voneinander eine Zahl zwischen 1 und 500,
- z
- eine Zahl zwischen 10 und 140,
- a
- eine Zahl zwischen 1 und 12,
- b
- eine Zahl zwischen 7 und 40,
bedeuten, wobei a+b mindestens gleich 11 ist.
[0017] Bevorzugt bedeuten unabhängig voneinander
- R1 und R7
- lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl,
- x und y
- eine Zahl zwischen 3 und 45,
- z
- eine Zahl zwischen 18 und 70,
- a
- eine Zahl zwischen 2 und 5,
- b
- eine Zahl zwischen 8 und 12,
a+b eine Zahl zwischen 12 und 18 oder zwischen 25 und 35. Die in DE 19 644 034 beschriebenen
Oligoester werden aus Dimethylterephthalat, Ethylen- und/oder Propylenglykol, Polyethylenglykol
und C
1- bis C
18-Alkylpolyethylenglykol unter Zusatz eines Katalysators zunächst durch Umesterung
bei Temperaturen von 160 bis ca. 220°C und destillativer Abtrennung des Methanols
bei Normaldruck und anschließender destillativer Abtrennung der überschüssigen Glykole
bei Temperaturen von 160 bis ca. 240°C erhalten.
[0018] Die Erfindung schließt Farbfixiermittel als Wirksubstanzen ein, beispielsweise Farbfixiermittel,
die erhalten werden durch Umsetzung von Diethylentriamin, Dicyandiamid und Amidoschwefelsäure,
Aminen mit Epichlorhydrin, beispielsweise Dimethylaminopropylamin und Epichlorhydrin
oder Dimethylamin und Epichlorhydrin oder Dicyandiamid, Formaldehyd und Ammoniumchlorid,
oder Dicyandiamid, Ethylendiamin und Formaldehyd oder Cyanamid mit Aminen und Formaldehyd
oder Polyaminen mit Cyanamiden und Amidoschwefelsäure oder Cyanamiden mit Aldehyden
und Ammoniumsalzen, aber auch Polyamin-N-oxide wie etwa Poly-(4-vinylpyridin-N-oxid),
z.B. Chromabond S-400, Fa. ISP; Polyvinylpyrrolidon, z.B. Sokalan HP 50/ Fa. BASF
und Copolymere von N-Vinylpyrrolidon mit N-Vinylimidazol und gegebenenfalls anderen
Monomeren.
[0019] Auch Farbübertragungsinhibitoren kommen in Betracht, beispielsweise Polyamin-N-oxide
wie etwa Poly-(4-vinylpyridin-N-oxid), z.B. Chromabond S-400, Fa. ISP; Polyvinylpyrrolidon,
z.B. Sokalan HP 50/ Fa. BASF und Copolymere von N-Vinylpyrrvlidon mit N-Vinylimidazol
und gegebenenfalls anderen Monomeren.
[0020] Erfindungsgemäß können ebenso pulverförmige oder granulatförmige Komplexbildner hergestellt
werden, beispielsweise Aminocarboxylate, wie Ethylendiamintetraacetat, N-Hydroxyethylethylen-diamintriacetat,
Nitrilotriacetat, Ethylendiamintetrapropionat, Triethylentetraaminhexaacetat, Diethylentriaminpentaacetat,
Cyclohexandiamin-tetraacetat, Phosphonate, beispielsweise Azacycloheptandiphosphonat,
Na-Salz, Pyrophosphate, Etidronsäure (1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, 1-Hydroxyethyan-1,1-diphosphonsäure,
Acetophosphonsäure) und ihre Salze, Aminophosphonate, wie Ethylendiamintetrakis (methylenphosphonat),
Diethylentriaminpentakis(methylenphosphonat), Amintrimethylenphosphonsäure, Cyclodextrine,
sowie polyfunktionell substituierte aromatische Komplexbildner, wie Dihydroxydisulfobenzol
und auch Ethylendiamindisuccinate.
Erfindungsgemäß können auch Enzym-Granulate Gegenstand der Erfindung sein. Als Enzyme
kommen solche aus der Klasse der Proteasen, Lipasen, Amylasen, Pullinasen, Cutinasen,
und Cellulasen, Peroxidasen bzw. deren Gemische in Frage. An Proteasen stehen zur
Verfügung BLAP®, Opticlean®, Maxacal®, Maxapem®, Esperase®, Savinase®, Purafect®,
OxP und/oder Duraxym®, an Amylasen Termamyl®, Amylase-LT®, Maxamyl®, Duramyl® und/oder
Pruafect® OxAm, an Lipasen, Lipolase®, Lipomax®, Lumafast® und/oder Lipozym®.
Die Enzyme können an Trägersubstanzen adsorbiert werden und/oder in Hüllsubstanzen
eingebettet sein.
[0021] Als Säure-Base-Indikatoren kommen alle Verbindungen in Frage, die in dem pH-Bereich,
indem sie sich unter Änderung des pH-Werts zersetzen oder sonst in irgend einer Weise
verändern, beispielsweise durch Hydrolyse, einen Farbwechsel zeigen.
[0022] An Säure-Base-Indikatoren stehen unter anderem zur Verfügung: Malachitgrün-Oxalat,
Brillantgrün, Eosin gelblich, Erythrosin B, Methylgrün, Methylviolett, Pikrinsäure,
Kresolrot, Kristallviolett, Kresolrot, m-Kresolpurpur, Thymolblau, Metanilgelb, p-Xylenolblau,
2,2',2",4,4'-Pentamethoxytriphenylcarbinol, Eosin bläulich, Chinaldinrot, 2,4-Dinitrophenol,
4-Dimethylaminoazetobenzol, Bromchlorphenolblau, Kongorot, Methylorange, Methylrot,
Ethylrot, Mischindikator 4,5 nach Mortimer, Bromkresolgrün, Bromkresolpurpur, 2,5-Dinitrophenol,
2,6-Dinitrophenol, 2,4-Dinitrophenol, Benzylorange, Tropaeolin OO, Benzopurpurin 4B,
Dimethylgelb, Bromphenolblau, Bramchlorphenolblau, α-Naphthylrot, Mischindikator 5,
Chlorphenolrot, Carminsäure, Alizarinrot S, 2-Nitrophenol, Lackmus, Bromphenolrot,
4-Nitrophenol, Alizarin, Bromthymolblau, Bromxylenolblau, Brasilin, Nitrazingelb,
Hämatoxylin, Phenolrot, 3-Nitrophenol, Neutralrot, Brillantgelb, Orange I, α-Naphtophthalein,
p-Xylanolblau, o-Kresolphthalein, Phenolphthalein, α-Naphthyolbenzein, Thymolphthalein,
Wasserblau, Alizaringelb 2G, Alizaringelb R, Nilblau A, β-Naphtholviolett, Nitramin,
Tropaeolin OOO 2, Tropaeolin O, Epsilonblau, Säurefuchsin.
[0023] Die Menge an Säure-Base-Indikator kann sehr gering sein. Wesentlich ist, dass der
Indikator in einer solchen Menge vorhanden ist, dass der Farbwechsel sichtbar ist.
Im allgemeinen sind Mengen von 0,001 bis 1 Gew.-% Indikator, bezogen auf die Wirksubstanz,
ausreichend.
Feste Zubereitungen im Sinne dieser Erfindung sind beispielsweise Granulate oder Kompaktate
sowie jede andere feste Form, die für Wirkstoffe in Frage kommt.
[0024] Die erfindungsgemäßen festen Zubereitungen werden hergestellt, indem man eine oder
auch mehrere Wirksubstanzen mit einem oder mehreren Säure-Basen Indikatoren mischt,
wobei gegebenenfalls auch übliche Granulierhilfsmittel zugegeben werden können, und
diese Mischung anschließend nach an sich bekannten Verfahren granuliert. Die Wirksubstanzen
können dabei in fester Form, in Form einer Schmelze, in Suspension oder in gelöster
Form eingesetzt werden. Gleiches gilt für die Granulierhilfsmittel. Die Säure-Basen
Indikatoren können als Pulver, als Suspension, vorzugsweise jedoch in gelöster Form
zugegeben werden.
[0025] Die Mischung der einzelnen Komponenten kann in üblichen, chargenweise oder kontinuierlich
arbeitenden Mischvorrichtungen, die in der Regel mit rotierenden Mischorganen ausgerüstet
sind, erfolgen, beispielsweise in einem Pflugscharmischer für Feststoffmischungen
oder einem Rührkessel für Flüssigmischungen. Je nach Wirksamkeit der Mischvorrichtung
liegen die Mischzeiten für ein homogenes Gemisch im allgemeinen zwischen 30 Sekunden
und 5 Minuten.
[0026] In Abhängigkeit vom Aggregatzustand der Mischung aus Wirksubstanz, dem Indikator
und gegebenenfalls Granulierhilfsmittel ergeben sich verschiedene Möglichkeiten zur
Weiterverarbeitung.
[0027] Im Falle einer pulverförmigen Wirksubstanz kann dieser Stoff mit einer wässrigen
Lösung eines Granulierhilfsmittels und/oder einer Lösung eines Indikators bei Raumtemperatur
oder bei erhöhten Temperaturen befeuchtet und anschließend granuliert und getrocknet
werden. Als gängiger Prozess ist hierbei die Mischeragglomeration denkbar, wobei z.B.
Pflugschar-, Ringschicht- oder Schugi-Mischer zum Einsatz kommen können. Überwiegend
werden die Mischer kontinuierlich betrieben, es ist aber für einige Mischertypen auch
ein Batch-Betrieb denkbar.
Gemäß einer zweiten Variante kann man auch so vorgehen, dass man Granulierhilfsmittel
und/oder Indikator und/oder Wirksubstanz auf einen geeigneten festen Träger (Kieselsäure)
aufsprüht. Je nach aufgetragener Flüssigkeitsmenge kann eine anschließende Nachtrocknung,
z.B. in einem Fließbett-Trockner, notwendig sein. Das Aufsprühen kann in einem geeigneten
Mischer mit anschließender Trocknung oder aber auch direkt in einem Trockner erfolgen.
[0028] Die Herstellung kann auch in der Weise erfolgen, dass alle Komponenten (Wirksubstanz,
Indikator und ggf. Granulierhilfsmittel) trocken vermischt und granuliert werden.
Als gängiger Prozess ist hierbei die Trockenkompaktierung auf Walzenkompaktoren mit
anschließender Zerkleinerung denkbar. In einer Betriebsart besteht die Möglichkeit,
zur Verbesserung der Kompaktiereigenschaften, vor dem Verpressen eine gewisse Flüssigkeitsmenge
auf die trockene Pulvermischung zu sprühen. Hierbei kann es sich als vorteilhaft erweisen,
wenn der Indikator in der Hilfstlüssigkeit gelöst ist.
[0029] Bei einem weiteren Herstellverfahren werden alle Komponenten miteinander vermischt
und durch Zusatz eines Plastifiziermittels, wie z.B. Polyethylenglykol eine plastisch
verformbare Masse erzeugt, die anschließend durch Matrizenbohrungen gepresst wird.
Die so erzeugten Pressstränge können durch Einsatz von Abstreifem, Schneidmessem oder
in Rondiergeräten auf die gewünschte Granulatlängen gekürzt werden. Gängige Apparate
für diesen Prozess sind z.B. Ringkollerpressen, Flachmatrizenpressen und Extruder.
Als Plastifiziermittel wird sehr häufig Wasser oder aber auch eine schmelzbare Substanz
eingesetzt. In Abhängigkeit des gewählten Plastifiziermittels kann nach der Granulierung
eine Trocknung bzw. Kühlung der Granulate erforderlich werden.
[0030] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die Mischung aller Komponenten
in Form einer Lösung oder Suspension vor, die mittels eines Sprühprozesses in eine
trockene Form überführt wird. Wird die Sprühflüssigkeit in einer Sprühtrocknung, z.B.
in einem Düsen- oder Scheibenturm in Gleichstrom- oder Gegenstromfahrweise, verarbeitet,
lässt sich ein feinkörniges Pulver erzeugen, Bei der Wirbelschichtgranulierung wird
die Sprühflüssigkeit in einem Wirbelbett, bestehend aus einem Trägermaterial und/oder
der Produktmischung, zu einem Granulat verarbeitet. Gängige Wirbelschichtapparate
sind in runder oder rechteckiger Form ausgeführt und können absatzweise oder kontinuierlich
betrieben werden.
Liegt die Mischung der Komponenten als Schmelze vor, ist neben den oben genannten
Sprühprozessen mit Einsatz eines Kühlgases auch eine Erstarrung auf Kühlbändern oder
-tellern denkbar. Die Auftragung der Schmelze kann in Form einer Schicht, von Streifen
oder mittels Pastilliertechnik erfolgen. Nach Erstarren der Schmelze kann eine weitere
Zerkleinerung auf die gewünschte partikelgröße erforderlich werden. Die Produktschmeizen
können auch in Mischern verarbeitet werden, wobei die Schmelze auf einen geeigneten
Träger bzw. eine Mischung aus verschiedenen Feststoffen aufgetragen oder ausgesprüht
wird und in analoger Weise zur Nassgranulierung granuliert wird. Anstelle der nachgeschalteten
Trocknung ist hierbei eine Kühlung erforderlich.
[0031] Die erfindungsgemäß erhaltenen festen Zubereitungen, vorzugsweise in Form von Granulaten,
sind direkt zum Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln geeignet. In einer weiteren
bevorzugten Verwendungsform können sie jedoch nach an sich bekannten Verfahren mit
einer Coatinghülle versehen werden. Hierzu wird das Co-Granulat aus Wirksubstanzen
und Indikator in einem zusätzlichen Schritt mit einer filmbildenden Substanz umhüllt,
wodurch die Produkteigenschaften erheblich beeinflusst werden können. Es kann sich
als vorteilhaft erweisen, wenn der Indikator auch in der Coatinghülle enthalten ist
.Dabei kann sich der Gesamtanteil des im Endgranulat enthaltenen Indikators in beliebiger
Weise auf Kern und Coatinghülle verteilen.
[0032] Als Coatingmittel geeignet sind alle filmbildenden Substanzen, wie Wachse, Silikone,
Fettsäuren, Fettalkohole, Seifen, anionische Tenside, nichtionische Tenside, kationische
Tenside, anionische und kationische Polymere, Polyethylenglykole sowie Polyalkylenglykole.
[0033] Bevorzugt werden Coatingsubstanzen mit einem Schmelzpunkt von 30 - 100°C verwendet.
Beispiele hierfür sowie ein Verfahren zur Aufbringung werden in EP-A-0 835 926 beschrieben.
Das Aufbringen der Coatingmaterialien erfolgt in der Regel durch Aufsprühen der geschmolzenen
oder in einem Lösemittel gelösten Coatingmaterialien. Das Coatingmaterial kann in
Mengen von 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht,
auf den erfindungsgemäßen Granulatkern aufgebracht werden.
[0034] In einer bevorzugten Ausführungsform können anionische oder nichtionische Tenside
oder Polyalkylenglykole als Granulierhilfsmittel eingesetzt werden. Bevorzugte anionische
Tenside sind Alkalisalze, Ammoniumsalze, Aminsalze und Salze von Aminoalkoholen von
folgenden Verbindungen: Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Alkylamid-sulfate und -ethersulfate,
Alkylarylpolyethersulfate, Monoglyceridsulfate, Alkylsulfonate, Alkylamidsulfonate,
Alkylarylsulfonate, α-Olefinsulfonate, Alkylsulfosuccinate, Alkyläthersulfosuccinate,
Alkylamidsulfosuccinate, Alkylsulfoacetate, Alkylpolyglycerin-carboxylate, Alkylphosphate,
Alkyletherphosphaten, Alkylsarcosinate, Alkylpolypeptidate, Alkylamidopolypeptidate,
Alkylisethionate, Alkyltaurate, Alkylpolyglykolethercarbonsäuren oder Fettsäuren,
wie Oleinsäure, Ricinoleinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Kopraölsäuresalz oder
hydrierte Kopraölsäuresalze. Der Alkylrest all dieser Verbindungen enthält normalerweise
8 bis 32, vorzugsweise 8 bis 22 C-Atome. Besonders bevorzugt sind lineare geradkettige
Alkylbenzolsulfonate, insbesondere mit einer C
8-C
20-, besonders bevorzugt mit einer C
11-
13-Alkylgruppe.
[0035] Als nichtionische Tenside werden polyethoxylierte, polypropoxylierte oder polyglycerinierte
Ether von Fettalkoholen, polyethoxilierte, polypropoxylierte und polyglycerinierte
Fettsäureester, polyethyloxylierte Ester von Fettsäuren und von Sorbit, polyethoxilierte
oder polyglycerinierte Fettamide bevorzugt.
[0036] Als Polyalkylenglykole kommen Polyethylenglykole, 1,2-Polypropylenglykole sowie modifizierte
Polyethylenglykole und Polypropylenglykole in Betracht. Zu den modifizierten Polyalkylenglykolen
zählen insbesondere Sulfate und/oder Disulfate von Polyethylenglykolen oder Polypropylenglykolen
mit einer relativen Molekülmasse zwischen 600 und 12000 und insbesondere zwischen
1000 und 4000. Eine weitere Gruppe besteht aus Mono- und/oder Disuccinaten der Polyalkylenglykole,
welche wiederum relative Molekülmassen zwischen 600 und 6000, vorzugsweise zwischen
1000 und 4000 aufweisen. Ferner werden auch ethoxylierte Derivate wie Trimethylolpropan
mit 5 bis 30 EO umfasst.
Die vorzugsweise eingesetzten Polyethylenglykole können eine lineare oder verzweigte
Struktur aufweisen, wobei insbesondere lineare Polyethylenglykole bevorzugt sind.
Zu den insbesondere bevorzugten Polyethylenglykolen gehören solche mit relativen Molekülmassen
zwischen 2000 und 12000, vorteilhafterweise um 4000, wobei Polyethylenglykole mit
relativen Molekülmassen unterhalb 3500 und oberhalb 5000 insbesondere in Kombination
mit Polyethylenglykolen mit einer relativen Molekülmasse um 4000 eingesetzt werden
können und derartige Kombinationen vorteilhafterweise zu mehr als 50 Gew.-%, bezogen
auf die gesamte Menge der Polyethylenglykole, Polyethylenglykole mit einer relativen
Molekülmasse zwischen 3500 und 5000 aufweisen.
[0037] Zu den modifizierten Polyethylenglykolen gehören auch ein- oder mehrseitig endgruppenverschlossene
Polyethylenglykole, wobei die Endgruppen vorzugsweise C
1-C
12-Alkylketten, bevorzugt C
1-C
6, die linear oder verzweigt sein können, darstellen: Einseitig endgruppenverschlossene
Polyethylenglykolderivate können auch der Formel Cx(EO)y(PO)z entsprechen, wobei Cx
eine Alkylkette mit einer C-Kettenlänge von 1 bis 20, y 50 bis 500 und z 0 bis 20
sein können.
Ebenso geeignet sind niedermolekulare Polyvinylpyrrolidone und Derivate von diesen
mit relativen Molekülmassen bis maximal 30 000. Bevorzugt sind hierbei relative Molekülmassenbereiche
zwischen 3000 und 30 000. Polyvinylalkohole werden vorzugsweise in Kombination mit
Polyethylenglykolen eingesetzt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt eingesetzt wird PEG 4000.
[0038] Zur Verbesserung der Plastifizier- und Gleiteigenschaften, aber auch der Abriebfestigkeit
der Additiv-Granulate können zusätzlich eine oder auch mehrere Komponenten zugesetzt,
die bei Raumtemperatur flüssig sind oder unter den Verarbeitungsbedingungen als Schmelze
vorliegen, beispielsweise lineare oder verzweigte Fettsäuren oder ethoxylierte Fettsäuren
mit 2 bis 100 EO.
[0039] Die oben beschriebene Mischung aller Komponenten kann zusätzlich geringe Mengen eines
Lösungsmittels enthalten, bevorzugt weniger als 15 Gew.-%, bevorzugt weniger als 10
Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 7 Gew.-%.
[0040] Weitere geeignete Zusätze sind Stoffe, die den pH-Wert während Lagerung und Anwendung
beeinflussen. Dazu zählen organische Carbonsäuren oder deren Salze, wie Zitronensäure
in wasserfreier oder hydratisierter Form, Glykolsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure
oder Milchsäure. Daneben sind Zusätze möglich, die das Bleichvermögen beeinflussen,
wie Komplexbildner und Übergangsmetallkomplexe, z.B. Eisen-, Cobalt- bzw. Mangan-haltige
Metallkomplexe wie in EP-A-0 458 397und EP-A-0 458 398 beschrieben.
[0041] Durch den beschriebenen Zusatz von Säure-Base Indikatoren lassen sich auf einfache
Weise Änderungen des pH-Werts bei sensitiven Wirkstoffen verfolgen, die durch Zersetzungserscheinungen
bei der Lagerung, beispielsweise durch Hydrolyse oder durch andere äußere Einflüsse
auftreten. Auf diese Weise lässt sich leicht die Lagerstabilität solcher sensitiver
Wirkstoffe überwachen. Außerdem bietet der Zusatz der Säure-Base Indikatoren eine
einfache und leicht zu handhabende Möglichkeit zur schnellen Bestimmung und Auswahl
geeigneter Schutzadditive für solche sensitiven Wirkstoffe.
[0042] Nachfolgend soll die Erfindung am Beispiel der Herstellung lagerstabiler Trimethylammoniumnitriltosylatgranulaten
näher erläutert werden ohne die Erfindung darauf einzuschränken.
Trimethylammoniumnitriltosylat ist wegen seiner Hydrolyseempfindlichkeit nur begrenzt
lagerstabil. Durch Zusatz von Additiven, vorzugsweise von sauren Additiven kann die
Hydrolyseempfindlichkeit des Ammoniumnitrils herabgesetzt werden.
Beispiel 1: Screening-Versuche mit Trimethyl-Ammoniumnitril-Tosylat und Additiven
[0043] In einer Versuchsreihe sollten die Additive ermittelt werden, die eine signifikante
Verbesserung der chemischen Stabilität von Trimethyl-Ammoniumnitril-Tosylat in einer
alkalischen Waschmittelmatrix bewirken.
[0044] Dazu wurden die jeweiligen Additive (s. Tabelle 2) mit dem Ammoniumnitril gemäß den
in Tabelle 1 angegebenen Gewichtsmengen, sowie dem Indikator Methylrot gemischt.
Tabelle 1:
Einwaagen |
Zusammensetzung Testgranulat / Gew.-% |
Einwaage |
Wirksubstanz |
Additiv 1 |
Additiv 2 |
g |
g |
g |
100 |
0 |
0 |
25 |
0 |
0 |
90 |
10 |
0 |
22,5 |
2.5 |
0 |
80 |
20 |
0 |
20 |
5 |
0 |
76 |
15 |
10 |
18,75 |
2,75 |
2,5 |
[0045] Um eine möglichst innige Verbindung der einzelnen Komponenten zu erreichen, wurden
diese zur Erreichung einer Gesamtmenge von ca. 25 g Feststoff in eine ca. 50 %ige,
wässrige Ammoniumnitrillösung eingebracht. Die Mischung wurde in einem 500 ml Erlenmeyer-Kolben
eingewogen, gelöst bzw. homogenisiert und anschließend am Rotavapor unter schwachem
Vakuum zur Trockne eingeengt. Vor der Trocknung wurde der Mischung eine geringe Menge
des Indikators Methylrot (ca. 0,01 bis 1 % in Gesamt-Trockenstoff) zugesetzt. Dieser
zeigt die Zerstörung des sauren Schutzmantels durch Einwirkung der alkalischen Waschmittematrix
an. Methylrot ändert seine im sauren Bereich kräftige rote Farbe zur Farbe Gelb (pH
= 4,2 - pH = 6,3). Anschließend wurde der Trockenrückstand ausgetragen, über eine
Siebgröße von 1600 µ vermahlen und der Anteil < 630 µ abgesiebt.
[0046] Zur Ermittlung der Lagerstabilität wurden 0,50 g des jeweilige Tockenrückstandes
mit 7,00 g Tostwaschmittel "ICE-A-BASE" und 1,00 g Natriumperborat vermischt und die
Abnahme des Wirkstoffgehaltes (Trimethylammoniumnitriltosylat) in der Testformulierung
anhand der Farbänderung verfolgt und nach Notenpunkten bewertet.
[0047] Dabei haben die Notenpunkte folgende Bedeutung:
0 |
keine Verfärbung |
Wirkstoff intakt |
1 |
leichte Verfärbung |
leichter Abbau |
2 |
mittlere Verfärbung |
deutlicher Abbau |
3 |
starke Verfärbung |
nur noch Restgehalt an Wirkstoff |
4 |
völlige Verfärbung |
völliger Abbau |
[0049] Die so erhaltene Matrix erlaubt eine schnelle Selektierung erfolgversprechender bzw.
weniger interessanter Additive. So ist z.B. PEG 4000 als Stabilisierungsadditiv nicht
geeignet, wohingegen verschiedene Sokalan-Marken (Handelsprodukt der BASF), wie z.B.:
Sokalan CP 13 S deutlich besser geeignet erscheinen. Der reine Wirkstoff, ohne Additiv,
zeigt einen schnellen Abbau.
Beispiel 2: Herstellung und Prüfung von Trimathyl-Amnioniumnitril-Tosylat-Granulaten
mit Indikator
a) Herstellung eines Granulates ohne Additive
[0050] Ammoniumnitril-Pulver wurde in einer Labor-Wirbeischichtapparatur (Glatt GPCG-1)
batchweise mit einer Ansatzgröße von 1 kg vorgelegt. Ober eine Zweistoffdüse wurde
die nicht temperierte Lösung (Feststoffanteil = 50 %) in das bewegte Wirbelbett zerstäubt.
Durch Variation einzelner Betriebsparameter (z.B. Aufsprührate, Temperaturprofile)
wurde ein 100 %iges Wirkstoff-Granulat erzeugt. Vor dem Aufsprühen wurde der Sprühlösung
der Indikator Methylrot zugesetzt.
b) Herstellung eines Granulates mit Additiv
[0051] Das Experiment aus 2a) wurde derart abgewandelt, dass bei der Granulierung eine Sprühlösung
zum Einsatz kommt, die neben dem Wirkstoff als weiteres Additiv Sokalan CP 13 S (Hersteller:
BASF) enthielt. Der Wirbelschichtprozess wurde so lange betrieben, bis durch sukzessives
Austauschen des Bettmaterials und erneutern Aufsprühen ein Granulat entstand, das
aus 90 Gew.-% der Aktivsubstanz (Ammoniumnitril) und 10 Gew.-% des Additivs Sokalan
CP 13 S besteht. Vor dem Aufsprühen wurde der Sprühlösung der Indikator Methylrot
zugesetzt.
c) Herstellung eines gecoateten Granulates mit Additiv
[0052] Das Granulat aus dem Vorversuch b) wurde erneut im Wirbelschicht-Apparat vorgelegt
und mit einer 25 %igen, wässrigen Lösung des Sokalan CP 13 S besprüht, um damit eine
Unhüllung des Kerngranulates zu erreichen. Dabei wurde insgesamt auf eine Vorlagemenge
von 500 g Basisgranulat aus b) eine Menge von 250 g Sokalan-Lösung aufgesprüht, so
dass nach der Abtrocknung des Wassers ein Grartulat mit einer Zusammensetzung von
80 Gew.-% Aktivsubstanz (Ammoniumnitril) und 20 Gew.-% des Additivs Sokalan CP 13
S entstand. Vor dem Aufsprühen wurde der Sprühlösung der Indikator Methylrot zugesetzt.
d) Prüfung der Lagerstabilität der Granulate
[0053] Die in den Schritten a) bis c) hergestellten Granulate wurden für den Lagertest in
Probeflächen eingewogen und gut vermischt, wobei die Mischung folgendermaßen zusammengesetzt
ist:
Testgranulat |
0,50 g |
Testwaschmittel "IEC-A BASE": |
7,00 g |
Natriumperborat: |
1,00 g |
[0054] Für jede gewünschte Lagerzeit wurde ein Fläschen vorbereitet und offen in einem Klimaschrank
bei T = 37 °C und 60 % relativer Luftfeuchte gelagert. Pro Tag wurden die Fläschen
einmal umgeschüttelt. Nach den jeweiligen Lagerungsintervallen wurde ein entsprechendes
Probefläschen entnommen, visuell hinsichtlich Verfärbung beurteilt und der noch in
der Mischung enthaltene Wirkstoff quantitativ bestimmt (Methode = Ionenchromatographie).
Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengefasst.
Tabelle 3:
Ergebnisse der Lagerversuche mit quantitativer Analyse |
visuelle Beurteilung der Verfärbung mittels Notenpunkten |
Probenbezeichnung |
Lagerdauer / d |
- |
0 |
3 |
7 |
10 |
14 |
Ammoniumnitril-Granulat (100 %) |
0 |
3 |
3,5 |
4 |
4 |
Ammoniumnitril-Granulat (90 %) mit 10 % Sokalan CP 13 |
0 |
2,5 |
2,5 |
3,5 |
3,5 |
Ammoniumnitril-Granulat (80 %) mit 20 % Sokalan CP 13 |
0 |
2 |
2,5 |
3-3,5 |
3-3,5 |
|
Wirkstofferhaltung (quantitativ) mittels Ionenchromatographie |
Probenbezeichnung |
Lagerdauer / d |
- |
0 |
3 |
7 |
10 |
14 |
Ammoniumnitril-Granulat (100 %) |
100 |
29,4 |
14,7 |
4,4 |
1,5 |
Ammoniumnitril-Granulat (90 %) mit 10 % Sokalan CP 13 |
100 |
39,7 |
33,3 |
11,1 |
14,3 |
Ammoniumnitril-Granulat (80 %) mit 20 % Sokalan CP 13 |
100 |
56,9 |
34,5 |
20,7 |
22,4 |
[0055] Wie ein Vergleich der Tabellen 3 a) b) zeigt, wurde eine gute Übereinstimmung zwischen
Verfärbungsgrad und quantitativer Methode gefunden. Ein Vergleich mit den Ergebnissen
der Screening-Tests aus Tabelle 2) zeigt auch hier, dass die dort gefundenen Verbesserungen
der Lagerstabilität durch das Additiv im quantitativen Test bestätigt werden.