Formstabile und spezifisch leichte alkalische Reinigungsmittel sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft formstabile und spezi­fisch leichte alkalische Reinigungsmittel, mindestens be­stehend aus 2 bis 50 Gewichts% Alkaliphosphaten, 2 bis 50 Gewichts% Silikaten, 1 bis 60 Gewichts% Alkalihydroxiden und/oder Alkalicarbonaten bzw. -hydrogencarbonaten sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

[0002] Da pulverförmige Reinigungsmittel häufig stark staubende Produkte sind, welche darüber hinaus wegen ihres Gehaltes an hydroskopischen Bestandteilen, beispielsweise Alkalihy­droxiden oder Alkalimetasilikaten, zum Verbacken oder Ver­klumpen neigen, ist bereits vorgeschlagen worden, zur Ver­wendung an den Dosiergeräten von Melkmaschinen und gewerb­lichen Geschirrspülmaschinen schmelzblockförmige Reini­gungsmittel einzusetzen, welche durch Vergießen einer ho­mogenen Masse in Formen erhalten wurden. Dabei werden ent­weder Alkalisilikat, Alkalihydroxid, Alkalitriphosphat und eine aktivchlorabspaltende Verbindung mit Wasser zu einer gießfähigen homogenen Masse angerührt (verlg. EP-OS 203 526); die gießfähige Masse kann auch frei von Alkali­hydroxiden sein (vergl. US-PS 4 690 770) ; oder es werden Alkalisilikat, Alkalihydroxid, Alkalitriphosphat und ein organischer Komplexbildner gemeinsam bei etwa 60°C aufge­schmolzen (vergl. DE-OS 3 519 353).

[0003] Nachteilig ist bei den bekannten schmelzblockförmigen Rei­nigungsmitteln, daß sie wegen ihrer Schwerlöslichkeit und wegen ihrer unterschiedlichen Ablösemengen nur mit spe­ziellen Dosiersystemen verwendet werden können. Bei direk­ter Dosierung, beispielsweise in Geschirrspülmaschinen, löst sich ein Schmelzblock in der zur Verfügung stehenden Zeit nur unvollständig auf, was zwangsläufig eine vermin­derte Reinigungswirkung mit sich bringt.

[0004] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein min­destens aus Alkaliphosphaten, Silikaten, Alkalihydroxiden und/oder Alkalicarbonaten bzw. -hydrogencarbonaten be­stehendes, formstabiles Reinigungsmittel sowie ein Ver­fahren zu seiner Herstellung anzugeben, wobei das Reini­gungsmittel eine geringe Dichte aufweist und bei Berührung mit Wasser leicht zerfällt. Das wird erfindungsgemäß da­durch erreicht, daß das Reinigungsmittel zusätzlich 0,25 bis 10 Gewichts% Phosphorsäurepartialester enthält. Das formstabile Reinigungsmittel gemäß der Erfindung kann wahlweise auch noch dadurch weitergebildet sein, daß

a) als Phosphorsäurepartialester Phosphorsäuremonoester, Phosphorsurediester oder ihre Mischungen dienen;

b) die Phosphorsäurepartialester durch Umsetzung von Phos­phorylierungsmitteln mit organischen Hydroxylverbin­dungen erhalten wurden;

c) als Phosphorylierungsmittel Polyphosphorsäuren verwen­det sind;

d) als Phosphorylierungsmittel Diphosphorpentoxid verwen­det ist.

[0005] Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reini­gungsmittels kann dadurch gekennzeichnet sein, daß man den Phosphorsäurepartialester mit Wasser im Gewichtsverhältnis von (1 : 2) bis (1 : 80), vorzugsweise von (1 : 3,5) bis (1 : 72), unter intensivem Rühren verschäumt, daß man die übrigen Komponenten unter Rühren und/oder Kneten in den Schaum einarbeitet, daß man die resultierende Mischung zu Formligen verarbeitet und daß man die Formlinge 0,5 bis 15 Stunden abbinden läßt.

[0006] Das genannte Verfahren kann weiterhin wahlweise auch noch dadurch ausgestaltet sein, daß

e) man die Formlinge durch Einfüllen der Mischung in For­men erhält;

f) man die Formlinge durch Strangpressen der Mischung erhält;

g) man die gepreßten Stränge in Stücke zerschneidet.

Als Phosphorylierungsmittel zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Phosphorsäurepartialester kön­nen Polyphosphorsäuren verschiedener Kondensationsgrade verwendet werden; geeignete organische Hydroxylverbindungen sind beispielsweise Oligoglykolether von Alkoholen mit 6 bis 15 C-Atomen pro Molekül bzw. die­sen entsprechende technische Mischungen von Alkoholen oder von (Alkyl-) Phenolen mit 6 bis 15 C-Atomen pro Molekül, jeweils mit 2 bis 12 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-­Einheiten pro Molekül des Alkyl- bzw. (Alkyl-) Aryloligo­glykolethers. Als organische Hydroxylkomponenten für die Umsetzung mit den Phosphorylierungsmitteln können ferner Gemische von einwertigen organischen Hydroxylverbindungen der vorstehend beschriebenen Art mit mehrwertigen organi­schen Hydroxylverbindungen, beispielsweise nach der Ar­beitsweise gemäß der DE-PS 26 45 211, zum Einsatz kommen.

[0007] Das Reinigungsmittel gemäß der Erfindung kann als Alkali­phosphate beispielsweise Mononatrium-Dihydrogen-monophos­phat, Dinatrium-hydrogen-monophosphat, Trinatrium-mono­phosphat, Monokalium-dihydrogen-monophosphat, dikalium-­hydrogen-monophosphat, Trikalium-monophosphat, Dinatrium-­dihydrogen-diphosphat, Trinatrium-hydrogen-diphosphat, Tetranatrium-diphosphat, Tetrakalium-diphosphat, Pentana­trium-triphosphat, Pentakalium-triphosphat oder hochmole­kulare, wasserlösliche Polyphosphate wie Grahamsalz ent­halten.

[0008] Als Silikate kann das erfindungsgemäße Reinigungsmittel Natriummetasilikat, Wasserglaslösungen im Verhältnis Na₂O : SiO₂ = 1 : 2,0 bis 1 : 3,5, Schichtsilikate oder Zeolith A enthalten.

[0009] Das Reinigungsmittel gemäß der Erfindung kann Natrium- ­und/oder Kaliumhydroxid (wasserfrei oder als Monohydrat) sowie Natrium- oder Kaliumcarbonat enthalten.

[0010] Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel kann weiterhin Kom­plexbildner wie Phosphonate und/oder Natriumsalze der Ethylendiamintetraessigsäure oder der Nitrilotriessigsäure und/der komplexierende Carbonsäuren wie Citronensäure oder Weinsäure in Mengen von 0,5 bis 5 Gewichts% enthalten.

[0011] Weiterhin kann das Reinigungsmittel gemäß der Erfindung Tenside enthalten, beispielsweise Fettalkoholpolyglykol­ether mit 12 bis 18 C-Atomen und 3 bis 25 Mol Ethylenoxid, Ethylendiamin-Ethylenoxid-Propylenoxid-Addukte, Fettalko­hol-Ethylenoxid-Propylenoxid-Addukte oder Blockpolymerisa­te aus Propylenoxid und Ethylenoxid.

[0012] Schließlich können in dem erfindungsgemäßen Reinigungsmit­tel 0,1 bis 10 Gewichts% aktivsauerstoff- bzw. aktivchlor­abspaltende Verbindungen wie Perborate, Persulfate, chlorierte Isocyanursäuren oder "Chloramin T" (N-Chlor-p-­toluolsulfonsäureamid-Natrium) enthalten sein.

[0013] Bei der Herstellung der Reinigungsmittel gemäß der Erfin­dung wird durch das Verschäumen der Phosphorsäurepartial­ester eine Verdoppelung des Volumens erreicht. Die Volumenvergrößerung kann noch durch Zumischung gasabspal­ tender Mittel erhöht werden.

[0014] Es ist überraschend, daß die erfindungsgemäßen Reinigungs­mittel schon mit einem sehr geringen Zusatz eines Phosphorsäurepartialesters ohne Verwendung weiterer Hilfs­stoffe zur Stabilisierung des Schaumes oder zur Verdickung bzw. Dispergierung der Feststoffe oder als Abbindebeschleuniger stabile, beim Einbringen in Wasser leichtzerfallende Reiniger-Formlinge darstellen. Werden diese Reiniger-Formlinge in Wasser eingebracht, so zerfal­len sie unmittelbar in ein grobkörniges Gemisch, welches sich wie ein Pulverprodukt auflöst.

[0015] Weiterhin ist überraschend, daß die Einarbeitung aktiv­chlorabspaltender Verbindungen in die Reinigungsmittel ge­mäß der Erfindung praktisch ohne Aktivchlorverluste mög­lich ist, obwohl in der Regel Substanzen mit Tensideigen­schaften wie Phosphorsäurepartialester oder das zum Ver­schäumen benötige Wasser einen raschen Zerfall beispiels­weise von Dichlorisocyanuraten bewirken.

Beispiel 1

[0016] 0,5 Gewichtsteile Phosphorsäurepartialester, 26,5 Ge­wichtsteile Wasser und 8,5 Gewichtsteile Natriumhydrogen­carbonat wurden unter Rühren mit einer Dissolverscheibe homogen vermischt und zu einem stabilen Schaum verarbei­tet. In den Schaum wurden mit Hilfe eines Kneters 30,7 Ge­wichtsteile wasserfreies Natriummetasilikat, 7,7 Gewichts­teile hydratisiertes Pentanatrium-triphosphat und 26,1 Ge­wichtsteile nichthydratisiertes Pentanatrium-triphosphat (mit 40 % Phase I-Gehalt) eingetragen und homogenisiert, wobei die Temperatur der im Kneter befindlichen Masse unter 60°C gehalten wurde. Die aus dem Kneter entnommene formbare Masse härtete bei Raumtemperatur nach etwa 24 Stunden aus; läßt man die Masse bei 60 bis 80°C altern, so wird ihre Aushärtung beschleunigt.

[0017] Die Dichte der aufgeschäumten Masse betrug unmittelbar nach ihrer Herstellung 0,78 kg/l.
Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so weist die resultierende Masse direkt nach ihrer Herstellung eine Dichte von 1,71 kg/l auf.

Beispiel 2

[0018] 0,25 Gewichtsteile Phosphorsäurepartialester, 18 Gewichts­teile Wasser und 17 Gewichtsteile 50 gewichtsprozentige Natronlauge wurden vermischt und bei 36°C unter Rühren verschäumt. In den Schaum wurden 30,7 Gewichtsteile was­serfreies Natriummetasilikat, 7,7 Gewichtsteile hydrati­siertes und 23,1 Gewichtsteile nichthydratisiertes Penta­natriumtriphosphat sowie 3 Gewichtsteile "Chloramin T" eingebracht und homogenisiert.
Die Dichte der aufgeschäumten Masse betrug unmittelbar nach ihrer Herstellung 0,93 kg/l. Nach 6 Wochen Alterung der Reiniger-Formlinge bei Raumtemperatur wurde ein Aktiv­chlorabbau von 11% ermittelt.
Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so weist die resultierende Masse direkt nach ihrer Herstellung eine Dichte von 1,49 kg/l auf.

Beispiel 3

[0019] Analog Beispiel 1 wurde ein Reinigungsmittel aus
2,5 Gewichtsteilen Phosphorsäurepartialester
28,0 Gewichtsteilen Wasser
31,5 Gewichtsteilen Natriummetasilikat, wasserfrei
10,0 Gewichtsteilen hydratisiertem und
28,0 Gewichtsteilen nichthydratisiertem Pentanatrium­triphosphat
bei 56°C hergestellt.

[0020] Die Dichte der geschäumten Masse betrug unmittelbar nach ihrer Herstellung 0,62 kg/l, nach einer Alterungszeit von 20 Stunden bei 75°C im Trockenschrank 0,525 kg/l. Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so weist die Masse nach 20-stündiger Alterung bei 75°C eine Dichte von 1,8 kg/l auf.

Beispiel 4

[0021] Analog Beispiel 1 wurde ein Reinigungsmittel aus
0,5 Gewichtsteilen Phosphorsäurepartialester
25,0 Gewichtsteilen Wasser
14,0 Gewichtsteilen Natriummetasilikat, wasserfrei
30,0 Gewichtsteilen nichthydratisiertem Pentanatrium-­triphosphat mit ca. 40% Phase I
20,0 Gewichtsteilen hydratisiertem Pentanatrium-tri­phosphat
0,5 Gewichtsteilen Ethylendiamintetraessigsäure-­Natriumsalz
10,0 Gewichtsteilen Natriumperborat-Tetrahydrat
bei 56°C hergestellt.

[0022] Die Dichte der geschäumen Masse betrug nach ihrer 20-stündigen Trocknung bei Raumtemperatur 0,67 kg/l. Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so weist die Masse nach 20-stündiger Trocknung bei Raumtemperatur eine Dichte von 1,4 gk/l auf.

Beispiel 5

[0023] Analog Beispiel 1 wurde ein Reinigungsmittel aus
5,0 Gewichtsteilen Phosphorsäurepartialester
17,0 Gewichtsteilen Wasser
5,0 Gewichtsteilen Natriumdisilikat, wasserfrei
50,0 Gewichtsteilen Pentanatrium-triphosphat
12,5 Gewichtsteilen Nitrilotriessigsäure-Natriumsalz als 40 %ige wäßrige Lösung
10,0 Gewichtsteilen "Chloramin T"
bei 56°C hergestellt.

[0024] Die Dichte der erfindungsgemäßen Reiniger-Formlinge betrug nach ihrer Alterung (24 Stunden bei Raumtemperatur) 1,17 kg/l.
Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so werden nach 24-stündi­ger Alterung bei Raumtemperatur Formlinge mit einer Dichte von 1,46 kg/l erhalten.

Beispiel 6

[0025] Analog Beispiel 1 wurde ein Reinigungsmittel aus
1 Gewichtsteil Phosphorsäurepartialester
10 Gewichtsteilen Wasser
30 Gewichtsteilen Natriumhydroxid
50 Gewichtsteilen Natriummetasilikat-Pentahydrat
5 Gewichtsteilen Grahamsches Salz
4 Gewichtsteilen Phosphonsäure (50 %ige Lösung)
bei 56°C hergestellt.
Die Dichte des resultierenden Reinigungsmittels betrug 1,4 kg/l.
Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so weist das Mittel eine Dichte von 1,74 kg/l auf.

Beispiel 7

[0026] Analog Beispiel 1 wurde ein Reinigungsmittel aus
0,5 Gewichtsteilen Phosphorsäurepartialester
4,5 Gewichtsteilen Wasser
20,0 Gewichtsteilen Natriumhypochlorit-Lösung
30,0 Gewichtsteilen Natriumhydroxid
24,0 Gewichtsteilen Schichtsilikat
26,0 Gewichtsteilen Pentanatrium-triphosphat
bei 58°C hergestellt.
Die Dichte der Reiniger-Formlinge betrug nach 3 Wochen Al­terung bei Raumtemperatur 1,48 kg/l.
Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so weisen die Formlinge nach 3 Wochen Lagerung bei Raumtemperatur eine Dichte von 1,92 kg/l auf.

Beispiel 8

[0027] Analog Beispiel 1 wurde ein Reinigungsmittel aus
1 Gewichtsteil Phosphorsäurepartialester
20 Gewichtsteilen Wasser
30 Gewichtsteilen Natriumhydroxid
40 Gewichtsteilen Schichtsilikat
5 Gewichtsteilen Natriumsulfat
4 Gewichtsteilen Phosphonsäure
bei 57°C hergestellt.
Die Dichte der Reiniger-Formlinge betrug nach zweiwöchiger Lagerung bei Raumtemperatur 1,36 kg/l.
Ersetzt man in der Rezeptur den Phosphorsäurepartialester durch die gleiche Menge Wasser, so weisen die Formlinge nach zweiwöchiger Lagerung eine Dichte von 1,86 kg/l auf.

[0028] Alle erfindungsgemäßen Reinigungsmittel, welche gemäß den Beispielen 1 bis 8 hergestellt wurden, zerfielen 0,5 bis 2 Minuten, nachdem sie in Wasser eingetragen worden waren, und gingen in Abhängigkeit von der Temperatur des Wassers zügig in Lösung.

Ansprüche

1. Formstabile und spezifisch leichte alkalische Reini­gungsmittel, mindestens bestehend aus
2 bis 50 Gewichts% Alkaliphosphaten
2 bis 50 Gewichts% Silikaten
1 bis 60 Gewichts% Alkalihydroxiden und/oder Alkalicarbonaten bzw. -hydrogencarbonaten
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich 0,25 bis 10 Ge­wichts% Phosphorsäurepartialester enthalten sind.

2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß als Phosphorsäurepartialester Phosphorsäuremo­noester, Phosphorsäurediester oder ihre Mischungen die­nen.

3. Reinigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Phosphorsäurepartialester durch Um­setzung von Phosphorylierungsmitteln mit organischen Hy­droxylverbindungen erhalten wurden.

4. Reinigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß als Phosphorylierungsmittel Polyphosphorsäuren verwendet sind.

5. Reinigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß als Phosphorylierungsmittel Diphosphorpentoxid verwendet ist.

6. Verfahren zur Herstellung des Reinigungsmittels nach min­destens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß man den Phosphorsäurepartialester mit Was­ser im Gewichtsverhältnis von (1 : 2) bis (1 : 80), vor­zugsweise von (1 : 3,5) bis (1 : 72), unter intensivem Rühren verschäumt, daß man die übrigen Komponenten unter Rühren und/oder Kneten in den Schaum einarbeitet, daß man die resultierende Mischung zu Formlingen verarbeitet und daß man die Formlinge 0,5 bis 15 Stunden abbinden läßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Formlinge durch Einfüllen der Mischung in Formen erhält.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Formlinge durch Strangpressen der Mischung erhält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die gepreßten Stränge in Stücke zerschneidet.