VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG TEILCHENFÖRMIGER WASCH- ODER REINIGUNGSMITTEL

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung teilchenförmiger Wasch- oder Reinigungsmittel.

[0002] Teilchenförmige Wasch- und Reinigungsmittel bestehen normalerweise aus einer Vielzahl von Inhaltsstoffen, die wegen wechselseitiger Unverträglichkeiten in der Regel auf mehrere partikelförmige Komponenten verteilt in das gesamte Mittel eingearbeitet werden. Beispiele für derartige wechselseitig unverträgliche Inhaltsstoffe sind Bleichmittel und Bleichaktivator, die zwar unter Anwendungsbedingungen in wäßriger Lösung miteinander reagieren sollen und dann eine erwünscht verstärkte Bleichleistung ergeben, die aber während der Lagerung nicht miteinander reagieren dürfen, da sie ansonsten nicht mehr für den gewünschten Anwendungszweck zur Verfügung stehen.

[0003] Ein weniger plakatives Beispiel für das nicht optimale Zusammenwirken einzelner Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln ergibt sich durch deren pH-abhängiges Leistungsvermögen. Während beispielsweise Enzyme und bestimmte Bleichsysteme im neutralen oder schwach sauren pH-Bereich ihr Leistungsoptimum aufweisen, benötigen beispielsweise Aniontenside und Builder einen alkalischen pH-Wert, um ihre Leistung voll zu entfalten. Ganz allgemein gilt, daß sowohl Schmutzteilchen wie auch die meisten Textilfasern mit steigendem pH-Wert eine zunehmende Zahl negativer Ladungen ausbilden, was zu steigender Abstoßung unter ihnen führt und daher dem gewünschten Waschergebnis zuträglich ist. Aus diesem Grund wird seit Alters her die Textilwäsche mit mehr oder weniger alkalischen Waschflotten durchgeführt. Für wäßrige Lösungen zum Reinigen harter Oberflächen, zum Beispiel im Rahmen maschineller Reinigungsverfahren für Geschirr, gilt sinngemäß das gleiche.

[0004] Ein Ausweg aus diesem Dilemma der verschiedenen pH-Optima für verschiedene Wirkstoffe ergibt sich über die Zeitdimension des Wasch- beziehungsweise Reinigungsvorgangs und besteht darin, zuerst einen pH-Wert einzustellen, bei dem bestimmte Inhaltsstoffe ihre Wirkung entfalten, und anschließend den pH-Wert so zu ändern, daß andere Inhaltsstoffe zur Wirkung kommen können. Auf diese Weise findet jeder Wirkstoff seine jeweils optimalen Bedingungen vor, die sich von den optimalen Bedingungen eines anderen Wirkstoffes unterscheiden können. Ein entsprechendes Wasch- oder Reinigungsverfahren, bei dem das zum Einsatz kommende wäßrige System anfänglich einen relativ niedrigen pH-Wert aufweist, der sich nach einer bestimmten Zeit auf einen höheren Wert einstellt, ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung DE 199 57 038.

[0005] Zur Durchführung dieses Verfahrens ist es notwendig, alkalische Inhaltsstoffe des zum Einsatz kommenden Mittels, die wie oben ausgeführt für das gute Gesamtergebnis des Prozesses unverzichtbar sind, so zu konfektionieren, daß sie nicht zu Beginn, sondern erst zu einem späteren Zeitpunkt des Verfahrens in das wäßrige System gelangen.

[0006] Im Rahmen von Forschungsarbeiten zu diesem Thema wurde gefunden, daß dies durch Aufbringen einer Reaktivkomponente auf das alkalische Teilchen erreicht werden kann, wobei die aufzubringende Menge an mit dem alkalischen Teilchen an der Oberfläche reagierender Komponente in bestimmter Weise vom Durchmesser des alkalischen Teilchens abhängt.

[0007] Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung teilchenförmiger Wasch- oder Reinigungsmittel oder zu deren Herstellung geeigneter Vorprodukte durch Aufbringen einer fließfähigen sauren Komponente, ausgewählt wird aus Mono- oder Dicarbonsäuren mit 10 bis 22 C-Atomen, Schwefelsäuremonoalkyl- oder -alkenylestern mit 10-20 C-Atomen, Alkyl-, Alkenyl- oder Alkylarylsulfonsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen, polymeren Polycarbonsäuren, die durch Polymerisation ethylenisch ungesättigter Mono- und/oder Dicarbonsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder Maleinsäure zugänglich sind, und deren Mischungen, auf ein zumindest anteilig aus einem alkalischen Wasch- oder Reinigungsmittelinhaltsstoff bestehendes Teilchen, wobei für den Anteil an aufgebrachter saurer Komponente in Abhängigkeit vom Radius die Formel m_c/(m_c+m_p) = c ∗ 1/r gilt, in der m_c die Masse der sauren Komponente, m_p die Masse des Teilchens, r der Radius des Teilchens in µm und c ein Faktor von 0,5 µm bis 20 µm ist.

[0008] Unter einer sauren Komponente beziehungsweise einem alkalischen Waschmittelinhaltsstoff wird dabei eine Substanz verstanden, deren Zugeben zu Wasser, welches einen pH-Wert von 7 aufweist, zu einem sauren beziehungsweise alkalischen pH-Wert führt.

[0009] In der angegebenen Formel ist zu beachten, daß m_c und m_p beziehungsweise r und die für c verwendete Längeneinheit in jeweils der gleichen Größeneinheit, beispielsweise kg beziehungsweise µm, eingehen.

[0010] Wenn nicht nur ein einziges Teilchen, sondern eine Vielzahl von Teilchen gleichzeitig behandelt werden soll, wie dies in aller Regel vorkommt, ist unter m_p die Gesamtmasse der zu behandelnden Teilchen und unter r deren mittlerer Teilchenradius zu verstehen.

[0011] Ein erfindungsgemäß zu behandelndes Teilchen kann gegebenenfalls alle Inhaltsstoffe eines Wasch- oder Reinigungsmittels enthalten, das heißt es ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, ein fertiges Wasch- oder Reinigungsmittel zu umhüllen. Bevorzugt ist jedoch, lediglich alle oder zumindest einige der alkalischen Inhaltsstoffe derartiger Mittel erfindungsgemäß zu behandeln, wobei die alkalischen Inhaltsstoffe als körnige Einzelsubstanzen vorliegen können oder zu mehreren in einem zu behandelnden Teilchen vorhanden sein können. Bei solchen alkalischen Inhaltsstoffen handelt es sich vorzugsweise um Alkalisilikate, Alkalialuminosilikate, Alkaliphosphate, Alkalicarbonate, Alkaliperborate und Alkalipercarbonate sowie deren Gemische, wobei Natrium das bevorzugte Alkalimetall ist.

[0012] Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man vorzugsweise so vor, daß man die flüssige oder pastöse, gegebenenfalls in geschmolzener Form vorliegende saure Komponente in einem Mischer oder einer Granuliervorrichtung auf das gegebenenfalls erwärmte zumindest anteilig aus einem alkalischen Wasch- oder Reinigungsmittelinhaltsstoff bestehende Teilchen aufträgt. Besonders gute Umhüllungen werden erreicht, wenn man die saure Komponente über einen Zeitraum von 5 Minuten bis 20 Minuten auf das Teilchen aufbringt.

[0013] Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird, vermutlich - ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen - durch die Neutralisationsreaktion des sauren Umhüllungsmaterials mit dem alkalischen Teilchen an dessen Oberfläche und zu einem gewissen Teil unter dessen Oberfläche, eine besonders dichte und vergleichsweise wenig beziehungsweise langsam wasserlösliche Umhüllungsschicht geschafffen, welche eine zuverlässige Dichtigkeit nach Eintrag in ein wäßriges System aufweist und damit die Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln mit einem stufenförmigen pH-Profil ermöglicht. Die erfindungsgemäß erhältlichen Teilchen enthalten in ihrem Kern nahezu ausschließlich die Bestandteile des ursprünglich eingesetzten Teilchens. Diesen Kern umgibt eine Schicht, in der von innen nach außen zunehmend höhere Konzentrationen an saurem Umhüllungsmaterial beziehungsweise dessen mit der alkalischen Komponente gebildetem Salz auftreten, wobei die Außenoberfläche gänzlich von saurem Umhüllungsmaterial gebildet werden kann. Durch diesen Schichtaufbau beobachtet man ein stufenförmiges Löseverhalten des umhüllten Teilchens. Bei Zutritt von Wasser löst sich anfänglich über eine gewisse Zeit praktisch kein alkalisches Material aus dem umhüllten Teilchen heraus, doch sobald die Umhüllungsschicht zumindest angelöst worden ist und nicht mehr vollständig das Teilchen umhüllt, steigt der pH-Wert des wäßrigen Systems durch die Freisetzung des alkalischen Materials aus dem Kern sozusagen schlagartig an.

[0014] Bestandteile des Teilchens aus alkalischem Material können neben der Alkalikomponente alle üblichen mit dieser verträglichen inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln sein, solange sie fest beziehungsweise fest konfektionierbar sind. Zu diesen gehören insbesondere weitere Buildersubstanzen, oberflächenaktive Tenside, weitere Persauerstoffverbindungen, Persauerstoff-Aktivatoren, Sequestrierungsmittel, Elektrolyte und weitere Hilfsstoffe, wie Farbübertragungsinhibitoren, Silberkorrosionsinhibitoren, Schaumregulatoren sowie Farb- und Duftstoffe, wobei die Anwesenheit von Persauerstoff-Aktivatoren in dem Teilchen aus alkalischem Material weniger bevorzugt ist, wenn dieses Teilchen auch Persauerstoffverbindung enthält.

[0015] Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Teilchen werden, vorzugsweise nach Abmischung mit mindestens einer weiteren teilchenförmigen Komponente, als Wasch- oder Reinigungsmittel eingesetzt, wobei es sich um Mittel für das manuelle oder insbesondere maschinelle Waschen beziehungsweise Reinigen handeln kann. Die mindestens eine weitere Komponente enthält in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens einen Wirkstoff, dessen Wasch- beziehungsweise Reinigungswirkung bei niedrigerem pH-Wert, als sich bei Auflösung der in dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Teilchen enthaltenen Alkalikomponente ergibt, höher ist als bei dem pH-Wert bei Auflösung des genannten Teilchens. Vorzugsweise wird dieser Wirkstoff aus Enzymen beziehungsweise Enzytrmnischungen ausgewählt, wobei im Falle der Mischungen die Einzelwirkstoffe auch in mehreren verschieden zusammengesetzten teilchenförmigen Komponenten enthalten sein können. Es ist auch möglich, die mindestens eine weitere Komponente von einer solchen Löslichkeit einzusetzen, daß sie unter den anfänglich niedrigeren pH-Bedingungen möglichst viel des in ihr enthaltenen Wirkstoffs freisetzt, der im wesentlichen aber erst nach pH-Anstieg durch die dann höhere Alkalität des ihn umgebenden wäßrigen Systms seine Wirkung voll entfaltet, oder der in anderer Weise mit der dann freigesetzten Alkalikomponente reagiert. Ein Beispiel für die letztgenannte Variante ist ein bei niedrigerem pH-Wert löslicher beziehungsweise löslich konfektionierter Bleichaktivator, der mit einem aus dem erfindungsgemäß umhüllten Teilchen freigesetzen Bleichmittel reagiert und dadurch, daß er bereits gelöst vorliegt, äußerst rasch eine starke Bleichwirkung entfalten kann.

Beispiele

Beispiel 1

[0016] 1 kg spheronisiertes Natriumpercarbonat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 400 µm wurden mit 25 g Stearinsäure (Schuppen) in kaltem Zustand vorgemischt. Diese Vormischung wurde in einen auf 90 °C (Manteltemperatur) vorgeheizten handelsüblichen Pflugscharmischer mit Stollenschaufel verbracht. Bei Drehzahl Stufe 2 und einer gemessenen Produkttemperatur von 80 °C wurde für 20 min reaktiv compoundiert. Das heiße Produkt wurde entnommen und kann nach dem Abkühlen in üblicher Weise, zum Beispiel zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmitteln, verwendet werden.

Beispiel 2

[0017] Jeweils 100 g spheronisiertes Natriumpercarbonat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1400 µm wurden in einem Becherglas mit 2,5 g beziehungsweise 1,5 g Stearinsäure versetzt und auf eine Produkttemperatur von ca. 80 °C unter Rühren erwärmt. Nach Aufnahme der geschmolzenen Stearinsäure in die alkalischen Partikel wurde noch weitere 20 min bei ca. 80°C reaktiv compoundiert.

[0018] In Fig. 1 ist die pH-Verlaufskurve nach Inkorporierung in Wasser des durch Auftrag von 1,5 g Stearinsäure hergestellten Produktes wiedergegeben. Zum Vergleich enthält Fig. 1 auch die pH-Verlaufskurve des nicht umhüllten Percarbonats.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung teilchenförmiger Wasch- oder Reinigungsmittel oder zu deren Herstellung geeigneter Vorprodukte durch Aufbringen einer fließfähigen sauren Komponente, ausgewählt aus Mono- oder Dicarbonsäuren mit 10 bis 22 C-Atomen, Schwefelsäuremonoalkyl- oder -alkenylestern mit 10-20 C-Atomen, Alkyl-, Alkenyl- oder Alkylarylsulfonsäuren mit 10 bis 20 C-Atomen, polymeren Polycarbonsäuren, die durch Polymerisation ethylenisch ungesättigter Mono- und/oder Dicarbonsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder Maleinsäure zugänglich sind, und deren Mischungen, auf ein zumindest anteilig aus einem alkalischen Wasch- oder Reinigungsmittelinhaltsstoff bestehendes Teilchen, wobei für den Anteil an aufgebrachter saurer Komponente in Abhängigkeit vom Radius die Formel m_c/(m_c+m_p) = c ∗ 1/r gilt, in der m_c die Masse der sauren Komponente, m_p die Masse des Teilchens, r der Radius des Teilchens in µm und c ein Faktor von 0,5 µm bis 20 µm ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest anteilig aus einem alkalischen Wasch- oder Reinigungsmittelinhaltsstoff bestehende Teilchen einen Radius r im Bereich von 100 µm bis 1000 µm aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß c ein Faktor von 5 µm bis 10 µm ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die saure Komponente bei Raumtemperatur fest ist und man das Aufbringen der fließfähigen sauren Komponente bei einer Verfahrenstemperatur oberhalb Raumtemperatur vornimmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die saure Komponente über einen Zeitraum von 5 Minuten bis 20 Minuten auf das Teilchen aufbringt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der alkalische Wasch- oder Reinigungsmittelinhaltsstoff aus den Alkalisilikaten, Alkalialuminosilikaten, Alkaliphosphaten, Alkalicarbonaten, Alkaliperboraten und Alkalipercarbonaten sowie deren Gemischen ausgewählt wird.

7. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Vorprodukts nach Abmischung mit mindestens einer weiteren teilchenförmigen Komponente als Wasch- oder Reinigungsmittel.

8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine weitere Komponente mindestens einen Wirkstoff enthält, dessen Wasch- beziehungsweise Reinigungswirkung bei niedrigerem pH-Wert, als sich bei Auflösung der in dem nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Teilchen enthaltenen Alkalikomponente ergibt, höher ist als bei dem pH-Wert bei Auflösung des genannten Teilchens.

Claims

1. A process for the production of particulate detergents or premixes suitable for their production by application of a flowable acidic component selected from mono- or dicarboxylic acids containing 10 to 22 carbon atoms, sulfuric acid monoalk(en)yl esters containing 10 to 20 carbon atoms, alk(en)yl or alkylaryl sulfonic acids containing 10 to 20 carbon atoms, polymeric polycarboxylic acids obtainable by polymerization of ethylenically unsaturated mono- and/or dicarboxylic acids, such as acrylic acid, methacrylic acid and/or maleic acid, and mixtures thereof to a particle consisting at least partly of an alkaline detergent ingredient, the percentage of acidic component applied being governed as a function of the radius by the formula m_c/(m_c + m_p) = c · 1/r, where m_c is the weight of the acidic component, m_p is the weight of the particle, r is the radius of the particle in µm and c is a factor of 0.5 µm to 20 µm.

2. A process as claimed in claim 1, characterized in that the particle consisting at least partly of an alkaline detergent ingredient has a radius r of 100 µm to 1,000 µm.

3. A process as claimed in claim 1 or 2, characterized in that c is a factor of 5 µm to 10 µm.

4. A process as claimed in any of claims 1 to 3, characterized in that the acidic component is solid at room temperature and the application of the flowable acidic component is carried out at a process temperature above room temperature.

5. A process as claimed in any of claims 1 to 4, characterized in that the acidic component is applied to the particles over a period of 5 minutes to 20 minutes.

6. A process as claimed in any of claims 1 to 5, characterized in that the alkaline detergent ingredient is selected from the alkali metal silicates, alkali metal alumosilicates, alkali metal phosphates, alkali metal carbonates, alkali metal perborates and alkali metal percarbonates and mixtures thereof.

7. The use of the premix obtained by the process claimed in any of claims 1 to 6 as a detergent after mixing with at least one other particulate component.

8. The use claimed in claim 7, characterized in that the at least one other component contains at least one active ingredient of which the washing/cleaning effect is greater at a lower pH value than that established after dissolution of the alkali metal component present in the particle produced by the process claimed in any of claims 1 to 6 than it is at the pH value established during dissolution of the said particle.

Revendications

1. Procédé pour la préparation d'agents de lavage ou de nettoyage sous forme de particules, ou de précurseurs appropriés pour leur préparation, par application d'un composant acide pouvant s'écouler, choisi parmi les acides monocarboxyliques ou dicarboxyliques comprenant 10 à 22 atomes de carbone, les esters monoalkyliques ou monoalcényliques de l'acide sulfurique comprenant 10 à 20 atomes de carbone, les acides alkylsulfoniques, alcénylsulfoniques ou alkylarylsulfoniques comprenant 10 à 20 atomes de carbone, les poly(acides carboxyliques) polymères, qui sont accessibles par polymérisation d'acides monocarboxyliques et/ou dicarboxyliques éthyléniquement insaturés, tels que l'acide acrylique, l'acide méthacrylique et/ou l'acide maléique, et leurs mélanges, sur une particule constituée au moins en partie par un constituant alcalin d'un agent de lavage ou de nettoyage, la proportion de composant acide appliqué en fonction du rayon étant régie par la formule m_c/(m_c+m_p) = c * 1/r, dans laquelle m_c représente la masse de composant acide, m_p la masse de la particule, r le rayon de la particule en µm et c un facteur de 0,5 µm à 20 µm.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la particule constituée au moins en partie par un constituant alcalin d'un agent de lavage ou de nettoyage présente un rayon r dans la plage de 100 µm à 1000 µm.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que c est un facteur de 5 µm à 10 µm.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le composant acide est solide à température ambiante et on réalise l'application du composant acide pouvant s'écouler à une température de procédé supérieure à la température ambiante.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on applique le composant acide en un laps de temps de 5 minutes à 20 minutes sur la particule.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le constituant alcalin de l'agent de lavage ou de nettoyage est choisi parmi les silicates de métal alcalin, les aluminosilicates de métal alcalin, les phosphates de métal alcalin, les carbonates de métal alcalin, les perborates de métal alcalin et les percarbonates de métal alcalin, ainsi que leurs mélanges.

7. Utilisation du précurseur préparé selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, après mélange avec au moins un autre composant sous forme de particules comme agent de lavage ou de nettoyage.

8. Utilisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit au moins un autre composant contient au moins une substance active, dont l'effet de lavage resp. de nettoyage à un pH plus bas que celui obtenu lors de la dissolution du composant alcalin contenu dans les particules préparées selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, est supérieur qu'au pH lors de la dissolution de la particule mentionnée.

Zeichnung