[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Waschen von textilen Geweben
unter Verwendung von Tensiden, Enzymen und ggf. weiteren üblichen Komponenten sowie
ein Wasch- und/oder Reinigungsmittel, das Tenside, Enzyme und ggf. weitere übliche
Komponenten enthält.
[0002] Die kontrollierte Freisetzung einzelner Waschmittelbestandteile zu bestimmten Zeitpunkten
des Waschvorgangs ist aus ökonomischer und ökologischer Sicht vorteilhaft und dementsprechend
Gegenstand intensiver Forschungsarbeit. Dabei spielt eine wichtige Rolle, in welcher
Reihenfolge die Anschmutzungen mit den einzelnen Inhaltsstoffen in Berührung kommen,
aber auch das Zusammenwirken einzelner Inhaltsstoffe ist von Bedeutung, hier ist insbesondere
das Zusammenspiel von Bleiche und enzymatischer Reinigung zu beachten.
[0003] Viele Veröffentlichungen befassen sich mit der Lösung des Problems, Bleiche und enzymatische
Reinigung zeitlich voneinander zu trennen, da die Bleichmittel die Enzymleistung reduzieren.
Hierbei sind prinzipiell zwei Wege denkbar. Verzögerte Freisetzung der Bleiche, so
dass die enzymatische Reinigung abgeschlossen ist, bevor die Bleichmittel in der Waschflotte
freigesetzt werden, oder aber verzögerte Freisetzung der Enzyme, wenn der Bleichprozess
bereits nahezu abgeschlossen ist. Ein weiterer Vorteil, der aus der Beschichtung der
Enzyme oder Bleichmittel resultiert, ist die erhöhte Lagerstabilität, da nicht beschichtete
Enzyme und Bleichmittel bei längerer Lagerung, insbesondere bei Anwesenheit von Feuchtigkeit,
schnell zerstört werden und die Waschmittelzusammensetzungen so an Waschkraft einbüßen.
[0004] Für die Beschichtung der Waschmittelinhaltsstoffe bieten sich zahlreiche Mittel an.
Hierbei können abhängig vom Mittel die unterschiedlichsten Faktoren wie die Temperatur,
der pH-Wert, die Auflösekinetik oder die Hydrolyse des Hüllmaterials zur Freisetzung
genutzt werden. Ein Schmelzcoating, das die Hülle erst ab einer bestimmten Temperatur
durchlässig werden läßt, ist wegen der heute bevorzugten niedrigen Waschtemperaturen
schwierig zu realisieren, da bei niedrigen Erweichungstemperaturen Probleme wie Verklumpungen
auftreten. Hüllmaterialien, die durch bloße Feuchtigkeit hydrolysieren, haben ebenfalls
Nachteile hinsichtlich der Lagerstabilität der Mittel. Es muss also nach einem Hüllmaterial
gesucht werden, das einerseits bei bestimmten Bedingungen in der Waschflotte schnell
und ohne Beeinträchtigung des Waschvorgangs löslich ist, andererseits aber so stabil
ist, dass eine Lagerung problemlos möglich ist.
[0005] Wasch- und Bleichmittelzusammensetzungen, die eine Wasserstoffperoxidquelle und einen
Peroxysäure-Bleichmittelvorläufer (Bleichaktivator) enthalten und in der Waschflotte
einen Anfangs-pH-Wert im Alkalischen (pH 10 - 11) liefern, sowie die verzögerte Freisetzung
von Säure in die Waschflotte, um zu einem erniedrigten pH-Wert in der Flotte zu gelangen,
sind im Stand der Technik beschrieben und beispielsweise in den
europäischen Patentanmeldungen EP-A-0 290 081 (Unilever) und
EP-A-0 396 287 (Clorox) oder
EP 0 651 053 (P&G) veröffentlicht.
[0006] Die verzögerte Freisetzung einzelner Bestandteile in bleichmittelhaltigen Waschmittelzusammensetzungen
ist in einer Reihe von Patentschriften erwähnt. Die internationalen Patentanmeldungen
WO95/28454 (Procter & Gamble) sowie die Serie von
WO95/28464 bis
WO95/28469 (alle Procter & Gamble) und die
WO95/28473 (Procter & Gamble) offenbaren bleichmittelhaltige Waschmittelzusammensetzungen, die
einen Wasserstoff-peroxid-Vorläufer und einen Peroxysäurevorläufer enthalten, wobei
die Abgabe der Peroxysäure so kontrolliert erfolgt, daß 50% der Peroxysäurekonzentration
(sogenannter T50-Test) zwischen 180 und 480 Sekunden erreicht sind. Die kontrollierte
Abgabe der Bestandteile wird durch Coating einzelner Bestandteile, definierte Teilchengrößen,
Kompaktierung sowie mechanische oder manuelle Zugabe erreicht. In den einzelnen Anmeldungen
variieren die jeweils beschichteten Inhaltsstoffe: So ist in der
WO95/28464 die Abgabe der Persäure gegenüber der Abgabe eines Komplexbildners verzögert, in
der
WO95/28465 wird die Abgabe der Persäure gegenüber der Abgabe eines Builders verzögert und in
der
WO95/28467 wird vor der Abgabe der Persäure ein Enzym freigesetzt. Die
WO95/28466 beschreibt die verzögerte Abgabe eines Enzyms im Vergleich zur Abgabe eines Tensids
und die
W095128468 bzw.
WO95/28469 beschreiben Waschmittelzusammensetzungen, in denen die Abgabe eines Enzyms gegenüber
der Abgabe eines Komplexbildners für Schwermetallionen bzw. gegenüber einem wasserlöslichen
Builder verzögert ist.
[0007] In der
DE 197 04 634 A1 wird ein Waschverfahren zum Waschen von textilen Geweben offenbart, worin der pH-Wert
der Waschflotte nach Auflösung des Mittels unter 8 liegt und beim Fortschreiten des
Waschvorgangs allmählich durch Auflösung eines beschichteten Alkalisierungsmittels
auf Werte über 8,5 steigt, was eine Freisetzung eines speziell beschichteten Inhaltsstoffes
und eine zeitlich verzögerte Wirkung dieses Inhaltsstoffes ermöglicht. Als Beispiele
für Alkalisierungsmittel werden Bleichmittel, wie Natriumpercarbonat, genannt, die
mit einem Hüllmaterial beschichtet sein können, welches sich unabhängig vom pH-Wert
langsam in Wasser löst, während als speziell beschichteter Inhaltsstoff ein Bleichaktivator,
vorzugsweise Tetraacetylethylendiamin (TAED), Verwendung findet.
[0008] WO-A2-02/06431 offenbart ein Waschverfahren und ein Waschmittel, das mehrere Phasen, die in Kompartimenten
in einem eine Waschmittel-Portion umfassenden formstabilen Hohlkörper enthalten sind,
aufweist. Die Wasserlöslichkeit der die Phasen umgebenden Wände/Kompartimentierungseinrichtungen
kann so eingestellt werden, dass jeweils 5 bis 10 Minuten nach dem Öffnen eines Kompartiments
vergehen, bis der Inhalt des nächsten Kompartiments freigesetzt wird.
[0009] DE 198 56 213 offenbart ein Wasch- und Reinigungsmittelformkörper aus verpreßtem teilchenförmigen
Material, umfassend einen Kern und einen diesen Kern umschließenden Mantel, bei dem
der Kern aus mindestens zwei Phasen besteht. Die Löslichkeit einzelner Formkörperbereiche
oder der gesamten Punkttablette kann durch Komponenten und/oder Compounds zur Löslichkeitsbeschleunigung
oder zu Löslichkeitsverzörgerung beeinflußt werden.
[0010] Bei der Entwicklung neuer Wasch- und/oder Reinigungsmittel für Textilien ist auch
zu berücksichtigen, dass moderne Textilien häufig nur bei niedrigen Temperaturen,
in der Regel bis 40°C, wegen der Empfindlichkeit der Textilien selbst oder der Farben
gewaschen werden. Bei niedrigen Temperaturen stellen insbesondere die bleichbaren
Anschmutzungen und die enzymatisch entfernbaren Anschmutzungen, wie Blut; besondere
Anforderungen an die Wasch- und/oder Reinigungsmittel.
[0011] Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Wechselwirkung einzelner Inhaltsstoffe
untereinander zu einer Verminderung von deren Aktivität führen kann, beispielsweise
können Bleichmittel und Alkalisierungsmittel die Aktivität von Enzymen, wie Protease,
mindern.
[0012] Auch ist bekannt, dass die Entfernung von enzymatischen Anschmutzungen, wie Blut,
erschwert wird, wenn diese Anschmutzungen mit Bleichmitteln in. Kontakt gekommen sind,
bevor die Enzyme ihre Aktivität entfalten können.
[0013] Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Wasch- und/oder Reinigungsmittel
zu entwickeln, das durch die gezielte und definierte Freisetzungskinetik einzelner
Inhaltsstoffe, insbesondere der Bleiche, während des Waschvorgangs ermöglicht, so
dass Wechselwirkungen der einzelnen Inhaltsstoffe und Veränderungen der Anschmutzungen
durch vorzeitig freigesetzte Inhaltsstoffe vermieden und dadurch eine Verbesserung
der Waschleistung erreicht werden kann. Die Verbesserung der Waschleistung sollte
insbesondere auch bei niedrigen Waschtemperaturen erreicht werden.
[0014] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Waschen von textilen
Geweben unter Verwendung von Tensid(en), Enzym(en), Alkalisierungsmittel(n) und ggf.
weiteren üblichen Komponenten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Tenside sowie ggf. Enzyme ausgewählt aus Amylase, Lipase und Cellulase, in der
Waschflotte nach einer Zeit t
1 = (t
o bis 1 Min.) in einer Menge von 80 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge
Tensid und ggf. Enzym,
die Enzyme ausgewählt aus Proteasen nach einer Zeit t
2 = (t
o + 5 bis 10 Min.) in einer Menge von 60 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte
Menge Enzym, und
Alkalisierungsmittel nach einer Zeit t
3 = (t
o + 5 bis 10 Min.) in einer Menge von 80 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte
Menge Alkalisierungsmittel, freigesetzt werden, wobei t
o der Beginn des Wasserzulaufs ist.
[0015] Überraschenderweise wurde festgestellt, dass sich die Leistung von Wasch- und/oder
Reinigungsmitteln insbesondere bei niedrigen Temperaturen und sowohl gegenüber enzymatischen
als auch bleichbaren Anschmutzungen dadurch verbessern lässt, wenn die Mittel Enzyme
und Alkalisierungsmittel und ggf. Bleichmittel enthalten, die jeweils zu einem definierten
Zeitpunkt ab der Wasserzufuhr und über einen definierten Zeitraum in der Waschflotte
freigesetzt werden, so dass diese Inhaltsstoffe ohne gegenseitige Wechselwirkungen
jeweils ihre volle Aktivität entfalten können.
[0016] Es hat sich als besonders geeignet erwiesen, wenn in einer Phase I des Waschvorgangs
zunächst Tenside oder eine Teilmenge davon sowie die Enzyme freigesetzt werden. Vorzugsweise
werden zunächst Tenside und Enzyme, ausgewählt aus Amylase, Lipase und/oder Cellulase,
freigesetzt (Phase I). In einer Phase II erfolgt die Freisetzung der Enzyme ausgewählt
aus den Proteasen und von Alkalisierungsmittel, wobei die Proteasen vorzugsweise nach
einer Zeit t
2 = (t
0 + 5 bis 10 Minuten) in einer Menge von 60 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte
Menge der Proteasen, und Alkalisierungsmittel vorzugsweise nach einer Zeit t
3 = (t
0 + 5 bis 10 Minuten), wobei während dieses Zeitraums insbesondere eine Menge von 80
bis 100 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Alkalisierungsmittel, freigesetzt
werden.
[0017] Durch den Zusatz des Alkalisierungsmittels erfolgt eine Verschiebung des pH-Wertes
der Waschlauge vom neutralen in den alkalischen Bereich. Es hat sich als besonders
vorteilhaft erwiesen, die Bleichkomponenten erst freizusetzen, wenn die Waschflotte
einen pH-Wert in diesem Bereich aufweist, da die Bleichkomponenten ihre volle Aktivität
bei einem pH-Wert zwischen 9 und 10 entfalten. Die Bleichkomponenten werden vorzugsweise
in einer Phase III zu einer Zeit t
4 = (t
0 + 10 bis 20 Minuten) freigesetzt. Während dieses Zeitraums werden vorzugsweise von
80 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge der Bleichkomponenten, freigesetzt.
Da Bleichmittel die Aktivität von Protease beeinträchtigen kann, sollte die Freisetzung
von Bleichmittel vorzugsweise erst erfolgen, wenn bereits 90 Gew.-% der Protease(n)
freigesetzt sind, besonders bevorzugt die Freisetzung von Protease abgeschlossen ist
und diese bereits am Substrat gebunden ist.
[0018] In einer weiteren möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in
einer Phase IV sogenannte Nachbehandlungsmittel, wie Komponenten zur Wäschenachbehandlung,
wie Weichspülkomponenten, Soil repellents, optische Aufheller, Pflegestoffe, Bügelhilfsmittel
oder Duftstoffe, oder im Falle von Geschirrspülmitteln, Klarspültenside, Duftstoffe,
gegebenenfalls Silberschutzmittel ect., freigesetzt. Die Freisetzung dieser Komponenten
erfolgt vorzugsweise erst in einem Spülgang nach dem Hauptwaschgang, vorzugsweise
im letzten Spülgang.
[0019] Das erfindungsgemäße Wasch- und/oder Reinigungsmittel wird vorzugsweise in maschinellen
Verfahren eingesetzt. Die maschinelle Textilwäsche in einer üblichen europäischen
Haushaltswaschmaschine dauert in der Regel 40 bis 60 Minuten bei 60°C und 30 bis 60
Minuten bei 30°C oder 40°C. Eine Geschirrreinigung in einer üblichen Haushaltsgeschirrspülmaschine
bei 55°C oder 65°C dauert in der Regel 20 bis 60 Minuten. Die einzelnen Inhaltsstoffe
der erfindungsgemäßen Wasch-und Reinigungsmittel werden zeitverzögert freigesetzt,
wobei die Zeiträume, während der die Freisetzung der Komponenten erfolgt, sich auch
überschneiden können. Wie bereits erwähnt, ist es bevorzugt, wenn die Freisetzung
von Protease und Bleichmittel sich nur geringfügig überschneidet und besonders bevorzugt
diese Komponenten nicht gleichzeitig freigesetzt werden.
[0020] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Wasch- und/oder
Reinigungsmittel enthaltend Tensid(e), Enzym(e), Alkalisierungsmittel sowie ggf. weitere
übliche Inhaltsstoffe, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Tenside sowie ggf.
Enzyme ausgewählt aus Amylase, Lipase und Cellulase, in der Waschflotte nach einer
Zeit t
1 = (t
o bis 1 Min.) in einer Menge von 80 bis 100 Gew.%, bezogen auf die eingesetzte Menge
Tensid und ggf. Enzym, die Enzyme ausgewählt aus Proteasen nach einer Zeit t
2 = (t
o + 5 bis 10 Min.) in einer Menge von 60 bis 100 Gew.%, bezogen auf die eingesetzte
Menge Enzym, und
Alkalisierungsmittel nach einer Zeit t
3 = (t
o + 5 bis 10 Min.) in einer Menge von 80 bis 100 Gew.%, bezogen auf die eingesetzte
Menge Alkalisierungsmittel, freigesetzt werden, wobei t
o der Beginn des Wasserzulaufs ist und das Mittel in Form eines mehrphasigen Formkörpers
vorliegt.
[0021] Die einzelnen Inhaltsstoffe werden unten näher beschrieben.
[0022] Aus anwendungstechnischer Sicht ist es besonders bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße
Mittel in einem einzigen Produkt realisiert ist, so dass die Anwender nur ein einziges
Produkt in die entsprechende Maschine geben müssen. Erfindungsgemäß sind die Mittel
in Form von sogenannten Formkörpern, im Stand der Technik auch als Tabletten bezeichnet,
konfektioniert. Erfindungsgemäß weisen die Formkörper mehrere Phasen auf. Unter Phasen
werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Teilbereiche der Formkörper verstanden.
Diese Teilbereiche können entweder aufeinander oder nebeneinander angeordnete Bereiche
sein. In einer möglichen Ausgestaltung sind die Phasen als RinglKem angeordnet. Es
ist auch möglich, dass eine Phase einen Formkörper bildet, welcher eine Mulde aufweist
und die zweite Phase als Festkörper in diese Mulde eingelegt oder eingeklebt wird.
[0023] Die Freisetzung der einzelnen Inhaltsstoffe zu den Zeiten t
1 und t
2 sowie gegebenenfalls t
3 und t
4 wird vorzugsweise durch die unterschiedliche Löslichkeit der verschiedenen Phasen,
die die einzelnen Inhaltsstoffe enthalten, eingestellt.
[0024] Das Einstellen der Löslichkeit kann beispielsweise erfolgen durch
- a) Verpressen von festen Komponenten, wobei die Löslichkeit durch den Pressdruck eingestellt
wird und ggf. durch Zusatz von Bindemitteln.
- b) Beschichten einer oder mehrerer Phasen mit einer die Löslichkeit retardierenden
Substanz, wobei die Löslichkeit durch die Art der Beschichtung und die Schichtdicke
eingestellt werden kann,
- c) Zusatz von Bindemittel(n), wobei, wenn alle Phasen Bindemittel enthalten, die Löslichkeit
durch den unterschiedlichen Gehalt an Bindemittel eingestellt werden kann
- d) Zusatz von Desintegrationsmittel(n) (Sprengmitteln), wobei, wenn alle Phasen Desintegrationsmittel
enthalten, die Löslichkeit durch den unterschiedlichen Gehalt eingestellt werden kann.
[0025] Es können auch unterschiedliche Verfahren zur Einstellung der Löslichkeit angewendet
werden. Für ein zweiphasiges System seien beispielhaft die folgenden möglichen Kombinationen
genannt:
| Phase 1 |
Phase 2 |
| Verpressen mit Pressdruck a und ggf. Zusatz von Bindemitteln |
Verpressen mit Pressdruck b, wobei a ≠ b |
| Verpressen mit Pressdruck a und ggf. Zusatz von Bindemitteln |
Beschichten |
| Verpressen mit Pressdruck a und ggf. Zusatz von Bindemitteln |
Zusatz von Desintegrationsmittel |
| Verpressen mit Pressdruck a und ggf. Zusatz von Bindemitteln |
Zusatz von Bindemittel |
| Beschichten |
Verpressen mit Pressdruck b, wobei a ≠ b |
| Beschichten |
Beschichten |
| Beschichten |
Zusatz von Desintegrationsmittel |
| Beschichten |
Zusatz von Bindemitteln |
| Zusatz von Desintegrationsmittel |
Verpressen mit Pressdruck b, wobei a ≠ b |
| Zusatz von Desintegrationsmittel |
Beschichten |
| Zusatz von Desintegrationsmittel |
Zusatz von Desintegrationsmittel |
| Zusatz von Desintegrationsmittel |
Zusatz von Bindemittel |
| Zusatz von Bindemittel |
Verpressen mit Pressdruck b, wobei a ≠ b |
| Zusatz von Bindemittel |
Beschichten |
| Zusatz von Bindemittel |
Zusatz von Desintegrationsmittel |
| Zusatz von Bindemittel, Konzentration c1 |
Zusatz von Bindemittel Konz. c2 ≠ c1 |
[0026] Die einzelnen Inhaltsstoffe sowie die Herstellungsverfahren werden im Folgenden beschrieben.
[0027] Zum Beschichten der einzelnen Phasen werden diese mit Hüllmaterialien versehen, die
sich in der Waschflotte mit einer definierten Kinetik auflösen. Nach deren Auflösung
kommt es möglichst zu einer stufenförmigen, im Idealfall schlagartigen Freisetzung
der umhüllten Phase. Bevorzugt sind als Hüllmaterialien Fettalkohole oder Fettsäuren,
die gegebenenfalls in Mischung mit anderen Hüllstoffen gemischt sein können. Beispielhaft
sei hier eine Mischung aus Fettalkoholen und Aluminiumstearat genannt. Andere aus
dem Stand der Technik bekannte Hüllmaterialien sind nachfolgend stichwortartig zusammengefasst:
Magnesiumsulfat und Natriumhexaphosphat, Dihydrogenphosphat oder Pyrophosphate, Phosphonsäuren,
Natriummetaborat und -silikat, Wasserglas und Natriumpolyphosphat, Natriumsulfat,
und -silikat, oder Natriumbicarbonat, Borax und Magnesiumsulfat, Borsäure, aber auch
zum Teil organische Komponenten wie Fettderivate, Paraffine und Wachse (Schmelztemperatur
der Verbindungen zwischen 25 und 90°C), Polyethylenglykole und Fettsäureester davon
mit einem Molekulargewicht von 300 bis 1.700, Kombinationen mit Magnesiumoxid, Vinylchlorid-Ethylencopolymer-emulsionen
oder Vinylchlorid-Ethylen-Methacrylatcopolymeremulsionen, Polycarboxylate oder andere
wasserlösliche Polymere wie PVAI, Celluloseether (MC, HEC, HPC, HPMC, CMC.....), Polysacharide
(Stärke, Guar, Xanthan....), Proteine (Gelatine, Keratin-Hydrolysate)
Das Aufbringen der Hüllmaterialien kann aus der Schmelze oder aus Lösungen oder Dispersionen
erfolgen, wobei das Lösungs- bzw. Emulgiermittel durch Verdampfen entfernt wird. Auch
ein Aufbringen als feines Pulver, beispielsweise durch elektrostatische Techniken,
ist möglich, wenngleich diese Methode zu unregelmäßigen und schlecht haftenden Beschichtungen
führt. Die Hüllmaterialien können dabei in Rühr-, Misch- und Granulierapparaten auf
Partikel aufgebracht werden. Bevorzugt ist aber eine Aufbringung der Hüllmaterialien
in einer Wirbelschicht, wobei gleichzeitig eine Größenklassierung der Teilchen erfolgen
kann. Sollten die Hüllmaterialien unter bestimmten Umständen zu klebrigen Produkten
führen, kann es sinnvoll sein, die umhüllten Phasen zusätzlich noch mit feinteiligen
Stoffen zu beaufschlagen ("Abpudern"). Als Abpuderungsmittel kommen sämtliche feinteiligen
Stoffe in Frage, wobei auch andere Waschmittelbestandteile wie Buildersubstanzen verwendet
werden können. Bevorzugt werden als zusätzliche Abpuderungsmittel Zeolithe, Silikate,
polymere Polycarboxylate, Carbonate, Citrate, Stärke, Cellulosederivate usw. benutzt.
[0028] Als Hüllmaterialien, insbesondere für Tablettenphasen, die erst in den Spülgängen
wirksam werden sollen, können auch sogenannte LCST-Substanzen verwendet werden. Bei
LCST-Substanzen handelt es sich um Substanzen, die bei niedrigen Temperaturen eine
bessere Löslichkeit aufweisen als bei höheren Temperaturen.
[0029] Sie werden auch als Substanzen mit unterer kritischer Entmischungstemperatur bezeichnet.
Je nach Anwendungsbedingungen sollte die untere kritische Entmischungstemperatur zwischen
Raumtemperatur und der Temperatur der Wärmebehandlung, zum Beispiel zwischen 20°C,
vorzugsweise 25°C und 100°C liegen, insbesondere zwischen 25°C und 50°C. Die LCST-Substanzen
sind vorzugsweise ausgewählt aus alkylierten und/oder hydroxyalkylierten Polysacchariden,
Celluloseethern, Polyisopropylacrylamid, Copolymeren des Polyisopropylacrylamids sowie
Blends dieser Substanzen.
[0030] Beispiele für alkylierte und/oder hydroxyalkylierte Polysaccharide sind Hydroxypropylmethylcellulose
(HPMC), Ethyl(hydroxyethyl)cellulose (EHEC), Hydroxypropylcellulose (HPC), Methylcellulose
(MC), Ethylcellulose (EC), Propylcellulose (PC), Carboxymethylcellulose (CMC), Carboxymethylmethylcellulose
(CMMC), Hydroxybutylcellulose (HBC), Hydroxybutylmethylcellulose (HBMC), Hydrdoxyethylcellulose
(HEC), Hydroxyethylcarboxymethylcellulose (HECMC), Hydroxyethylethylcellulose (HEEC),
Hydroxypropylcellulose (HPC), Hydroxypropylcarboxymethylcellulose (HPCMC), Hydroxyethylmethylcellulose
(HEMC), Methylhydroxyethylcellulose (MHEC), Methylhydroxyethylpropylcellulose (MHEPC)
und deren Gemische, wobei Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose
und Methylhydroxyproplcellulose sowie die Alkalisalze der CMC und die leicht ethoxylierte
MC oder Gemische der voranstehenden bevorzugt sind.
[0031] Weitere Beispiele für LCST-Substanzen sind Polyvinylkaprolactam, Cellulosether sowie
Gemische von Celluloseethern mit Carboxymethylcellulose (CMC). Weitere Polymere, die
eine untere kritische Entmischungstemperatur in Wasser zeigen und die ebenfalls geeignet
sind, sind Polymere von Mono- oder Di-N-alkylierten Acrylamiden, Copolymere von Mono-
oder Di-N-substituierten Acrylamiden mit Acrylaten und/oder Acrylsäuren oder Gemische
von miteinander verschlungenen Netzwerken der oben genannten (Co)Polymere. Geeignet
sind außerdem Polyethylenoxid oder Copolymere davon, wie Ethylenoxid/Propylenoxidcopolymere
und Pfropfcopolymere von alkylierten Acrylamiden mit Polyethylenoxid, Polymethacrylsäure,
Polyvinylalkohol und Copolymere davon, Polyvinylmethylether, bestimmte Proteine wie
Poly(VATGW), eine sich wiederholende Einheit in dem natürlichen Protein Elastin und
bestimmte Alginate. Gemische aus diesen Polymeren mit Salzen, niedermolekularen organischen
Verbindungen oder Tensiden können ebenfalls als LCST-Substanz verwendet werden. Durch
derartige kann die LCST (untere kritische Entmischungstemperatur) entsprechend modifiziert
werden.
[0032] Die Hüllmaterialien werden in solchen Mengen eingesetzt, dass ein optimales Zusammenspiel
der einzelnen Komponenten und somit eine exakt gesteuerte Freisetzung ermöglicht wird.
Je nach dem Zeitraum, innerhalb dessen die Freisetzung weitgehend unterdrückt werden
soll und je nach Größe der beschichteten Teilchen wird man die Menge an Hüllmaterial
bemessen. Bevorzugte Ausführungsformen verwenden weniger als 20 Gew.-% Hüllmaterial,
bezogen auf die Menge der beschichteten Teilchen, insbesondere sind weniger als 10
Gew.-% Hüllmaterialien bevorzugt.
[0033] Um den Zerfall hochverdichteter Formkörper zu erleichtern, ist es möglich, Desintegrationshilfsmittel,
sogenannte Tablettensprengmittel, in diese einzuarbeiten, um die Zerfallszeiten zu
verkürzen. Diese Stoffe eignen sich beispielsweise dazu, die Freisetzung einzelner
Formkörperbereiche gegenüber anderen Bereichen zu beschleunigen. Unter Tablettensprengmitteln
bzw. Zerfallsbeschleunigern werden gemäß Römpp (9. Auflage, Bd. 6, S. 4440) und
Voigt "Lehrbuch der pharmazeutischen Technologie" (6. Auflage, 1987, S. 182-184) Hilfsstoffe verstanden, die für den raschen Zerfall von Tabletten in Wasser oder
Magensaft und für die Freisetzung der Pharmaka in resorbierbarer Form sorgen.
[0034] Diese Stoffe, die auch aufgrund ihrer Wirkung als "Spreng"mittel bezeichnet werden,
vergrößern bei Wasserzutritt ihr Volumen, wobei einerseits das Eigenvolumen vergrößert
(Quellung), andererseits auch über die Freisetzung von Gasen ein Druck erzeugt werden
kann, der die Tablette in kleinere Partikel zerfallen lässt. Altbekannte Desintegrationshilfsmittel
sind beispielsweise Carbonat/Citronensäure-Systeme, wobei auch andere organische Säuren
eingesetzt werden können. Quellende Desintegrationshilfsmittel sind beispielsweise
synthetische Polymere wie Polyvinylpyrrolidon (PVP) oder natürliche Polymere bzw.
modifizierte Naturstoffe wie Cellulose und Stärke und ihre Derivate, Alginate oder
Casein-Derivate.
[0035] Bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper enthalten 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise
3 bis 15 Gew.-% und insbesondere 4 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Desintegrationshilfsmittel,
jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht. Enthält nur ein Anteil des Formkörpers
Desintegrationshilfsmittel, so beziehen sich die genannten Angaben nur auf das Gewicht
dieses Anteils.
[0036] Als bevorzugte Desintegrationsmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung
Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, so dass bevorzugte Wasch- und
Reinigungsmittelformkörper ein solches Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis in
Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere 4 bis 6
Gew.% enthalten. Reine Cellulose weist die formale Bruttozusammensetzung (C
6H
10O
5)
n auf und stellt formal betrachtet ein β-1,4-Polyacetal von Cellobiose dar, die ihrerseits
aus zwei Molekülen Glucose aufgebaut ist. Geeignete Cellulosen bestehen dabei aus
ca. 500 bis 5000 Glucose-Einheiten und haben demzufolge durchschnittliche Molmassen
von 50.000 bis 500.000. Als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis verwendbar sind
im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Cellulose-Derivate, die durch polymeranaloge
Reaktionen aus Cellulose erhältlich sind. Solche chemisch modifizierten Cellulosen
umfassen dabei beispielsweise Produkte aus Veresterungen bzw. Veretherungen, in denen
Hydroxy-Wasserstoffatome substituiert wurden. Aber auch Cellulosen, in denen die Hydroxy-Gruppen
gegen funktionelle Gruppen, die nicht über ein Sauerstoffatom gebunden sind, ersetzt
wurden, lassen sich als Cellulose-Derivate einsetzen. In die Gruppe der Cellulose-Derivate
fallen beispielsweise Alkalicellulosen, Carboxymethylcellulose (CMC), Celluloseester
und -ether sowie Aminocellulosen. Die genannten Cellulosederivate werden vorzugsweise
nicht allein als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, sondern in Mischung
mit Cellulose verwendet. Der Gehalt dieser Mischungen an Cellulosederivaten beträgt
vorzugsweise unterhalb 50 Gew.-%, besonders bevorzugt unterhalb 20 Gew.-%, bezogen
auf das Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis. Besonders bevorzugt wird als Desintegrationsmittel
auf Cellulosebasis reine Cellulose eingesetzt, die frei von Cellulosederivaten ist.
[0037] Die als Desintegrationshilfsmittel eingesetzte Cellulose wird vorzugsweise nicht
in feinteiliger Form eingesetzt, sondern vor dem Zumischen zu den zu verpressenden
Vorgemischen in eine gröbere Form überführt, beispielsweise granuliert oder kompaktiert.
Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, die Sprengmittel in granularer oder gegebenenfalls
cogranulierter Form enthalten, werden in den
deutschen Patentanmeldungen DE 197 09 991 (Stefan Herzog) und
DE 197 10 254 (Henkel) sowie der internationalen Patentanmeldung
WO98/40463 (Henkel) beschrieben. Diesen Schriften sind auch nähere Angaben zur Herstellung granulierter,
kompaktierter oder cogranulierter Cellulosesprengmittel zu entnehmen. Die Teilchengrößen
solcher Desintegrationsmittel liegen zumeist oberhalb 200 µm, vorzugsweise zu mindestens
90 Gew.-% zwischen 300 und 1600 µm und insbesondere zu mindestens 90 Gew.-% zwischen
400 und 1200 µm. Die vorstehend genannten und in den zitierten Schriften näher beschriebenen
gröberen Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis sind im Rahmen der vorliegenden
Erfindung bevorzugt als Desintegrationshilfsmittel einzusetzen und im Handel beispielsweise
unter der Bezeichnung Arbocel
® TF-30-HG von der Firma Rettenmaier erhältlich.
[0038] Als weiteres Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis oder als Bestandteil dieser
Komponente kann mikrokristalline Cellulose verwendet werden. Diese mikrokristalline
Cellulose wird durch partielle Hydrolyse von Cellulosen unter solchen Bedingungen
erhalten, die nur die amorphen Bereiche (ca. 30% der Gesamt-Cellulosemasse) der Cellulosen
angreifen und vollständig auflösen, die kristallinen Bereiche (ca. 70%) aber unbeschadet
lassen. Eine nachfolgende Desaggregation der durch die Hydrolyse entstehenden mikrofeinen
Cellulosen liefert die mikrokristallinen Cellulosen, die Primärteilchengrößen von
ca. 5 µm aufweisen und beispielsweise zu Granulaten mit einer mittleren Teilchengröße
von 200 µm kompaktierbar sind.
[0039] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper
enthalten zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein Desintegrationshilfsmittel
auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulierter oder kompaktierter
Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere
von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht.
[0040] Als weitere Inhaltsstoffe, mit deren Hilfe die Freisetzung der Aktivstoffe gesteuert
werden kann, sind Bindemittel zu nennen, wobei sowohl tensidische als auch nichttensidische
Bindemittel eingesetzt werden können.
[0041] Beispiele für tensidische Bindemittel sind füssige nichtionische Tenside wie unten
bei den Tensiden beschrieben werden.
[0042] Der Begriff "nichttensidisches Bindemittel" charakterisiert dabei im Rahmen der vorliegenden
Anmeldung Bindemittel, die nicht zur Klasse der Tenside gehören. "Wasserlösliche"
Bindemittel im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind Bindemittel, die bei Raumtemperatur
mit Wasser vollständig, d.h. ohne Mischungslücke, mischbar sind. Der Begriff "flüssiges
Bindemittel" schließlich bezieht sich auf den Aggregatzustand des Bindemittels bei
25°C und 1013,25 mbar.
[0043] Bevorzugte Mengen, in denen das oder die nichttensidischen, wasserlöslichen oder
flüssigen Bindemittel eingesetzt werden, liegen innerhalb eines engeren Bereichs,
so dass bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper einen Gehalt an nichttensidischen,
wasserlöslichen, flüssigen Bindemitteln von 0,5 bis 7,5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,75
bis 5 Gew.-% und insbesondere von 1 bis 3 Gew.%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht,
aufweisen.
[0044] Allgemein wird an die erfindungsgemäß in den Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern
enthaltenen Bindemittel lediglich das Anforderungsprofil gestellt, dass sie sich mit
Wasser vollständig mischen oder in Wasser dispergieren. Aus der Vielzahl der einsetzbaren
Bindemittel haben sich insbesondere Stoffe aus der Gruppe der Polyethylenglycole und
Polypropylenglycole, Glycerin, Glycerincarbonat, Ethylenglycol, Propylengylcol und
Propylencarbonat als geeignete Bindemittel erwiesen. Zudem sind Wachse und Paraffine
als Beispiele für wasserunlösliche aber dispergierbare Bindemittel zu nennen. Auch
Polymere Bindemittel wie z.B. Polycarboxylate können eingesetzt werden.
[0045] Erfindungsgemäß einsetzbare Polyethylenglycole (Kurzzeichen PEG) sind dabei Polymere
des Ethylenglycols, die der allgemeinen Formel I
H-(O-CH
2-CH
2)
n-OH (I)
genügen, wobei n Werte zwischen 1 (Ethylenglycol, siehe unten) und ca. 16 annehmen
kann. Maßgeblich bei der Bewertung, ob ein Polyethylenglycol erfindungsgemäß einsetzbar
ist, ist dabei der Aggregatzustand des PEG bei Raumtemperatur, d.h. der Erstarrungspunkt
des PEG muss unter 25°C liegen. Für Polyethylenglycole existieren verschiedene Nomenklaturen,
die zu Verwirrungen führen können. Technisch gebräuchlich ist die Angabe des mittleren
relativen Molgewichts im Anschluss an die Angabe "PEG", so dass "PEG 200" ein Polyethylenglycol
mit einer relativen Molmasse von ca. 190 bis ca. 210 charakterisiert. Nach dieser
Nomenklatur sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung die technisch gebräuchlichen
Polyethylenglycole PEG 200, PEG 300, PEG 400 und PEG 600 einsetzbar.
[0046] Für kosmetische Inhaltsstoffe wird eine andere Nomenklatur verwendet, in der das
Kurzzeichen PEG mit einem Bindestrich versehen wird und direkt an den Bindestrich
eine Zahl folgt, die der Zahl n in der oben genannten Formel I entspricht. Nach dieser
Nomenklatur (
sogenannte INCI-Nomenklatur, CTFA International Cosmetic Ingredient Dictionary and
Handbook, 5th Edition, The Cosmetic, Toiletry and Fragrance Association, Washington,
1997) sind erfindungsgemäß beispielsweise PEG-4, PEG-6, PEG-8, PEG-9, PEG-10, PEG-12,
PEG-14 und PEG-16 erfindungsgemäß einsetzbar.
[0047] Kommerziell erhältlich sind Polyethylenglycole beispielsweise unter den Handelsnamen
Carbowax
® PEG 200 (Union Carbide), Emkapol
® 200 (ICI Americas), Lipoxol
® 200 MED (HÜLS America), Polyglycol
® E-200 (Dow Chemical), Alkapol
® PEG 300 (Rhone-Poulenc), Lutrol
® E300 (BASF) sowie den entsprechenden Handelsnamen mit höheren Zahlen.
[0048] Erfindungsgemäß einsetzbare Polypropylenglycole (Kurzzeichen PPG) sind Polymere des
Propylenglycols, die der allgemeinen Formel II

genügen, wobei n Werte zwischen 1 (Propylenglycol, siehe unten) und ca. 12 annehmen
kann. Technisch bedeutsam sind hier insbesondere Di-, Tri- und Tetrapropylenglycol,
d.h. die Vertreter mit n=2, 3 und 4 in Formel II.
[0049] Glycerin ist eine farblose, klare, schwerbewegliche, geruchlose süß schmeckende hygroskopische
Flüssigkeit der Dichte 1,261, die bei 18,2°C erstarrt. Glycerin war ursprünglich nur
ein Nebenprodukt der Fettverseifung, wird heute aber in großen Mengen technisch synthetisiert.
Die meisten technischen Verfahren gehen von Propen aus, das über die Zwischenstufen
Allylchlorid, Epichlorhydrin zu Glycerin verarbeitet wird. Ein weiteres technisches
Verfahren ist die Hydroxylierung von Allylalkohol mit Wasserstoffperoxid am WO
3-Kontak über die Stufe des Glycids.
[0050] Glycerincarbonat ist durch Umesterung von Ethylencarbonat oder Dimethylcarbonat mit
Glycerin zugänglich, wobei als Nebenprodukte Ethylenglycol bzw. Methanol anfallen.
Ein weiterer Syntheseweg geht von Glycidol (2,3-Epoxy-1-propanol) aus, das unter Druck
in Gegenwart von Katalysatoren mit CO
2 zu Glycerincarbonat umgesetzt wird. Glycerincarbonat ist eine klare, leichtbewegliche
Flüssigkeit mit einer Dichte von 1,398 gcm
-3, die bei 125-130°C (0,15 mbar) siedet.
[0051] Ethylenglycol (1,2-Ethandiol, "Glykol") ist eine farblose, viskose, süß schmeckende,
stark hygroskopische Flüssigkeit, die mit Wasser, Alkoholen und Aceton mischbar ist
und eine Dichte von 1,113 aufweist. Der Erstarrungspunkt von Ethylenglycol liegt bei
-11,5°C, die Flüssigkeit siedet bei 198°C. Technisch wird Ethylenglycol aus Ethylenoxid
durch Erhitzen mit Wasser unter Druck gewonnen. Aussichtsreiche Herstellungsverfahren
lassen sich auch auf der Acetoxylierung von Ethylen und nachfolgender Hydrolyse oder
auf Synthesegas-Reaktionen aufbauen.
[0052] Vom Propylengylcol existieren zwei Isomere, das 1,3-Propandiol und das 1,2-Propandiol.
1,3-Propandiol (Trimethylenglykol) ist eine neutrale, farb- und geruchlose, süß schmeckende
Flüssigkeit der Dichte 1,0597, die bei -32°C erstarrt und bei 214°C siedet. Die Herstellung
von 1,3-Propandiol gelingt aus Acrolein und Wasser unter anschließender katalytischer
Hydrierung.
[0053] Technisch weitaus bedeutender ist 1,2-Propandiol (Propylenglykol), das eine ölige,
farblose, fast geruchlose Flüssigkeit, der Dichte 1,0381 darstellt, die bei -60°C
erstarrt und bei 188°C siedet. 1,2-Propandiol wird aus Propylenoxid durch Wasseranlagerung
hergestellt.
[0054] Propylencarbonat ist eine wasserhelle, leichtbewegliche Flüssigkeit, mit einer Dichte
von 1,2057 gcm
-3, der Schmelzpunkt liegt bei -49°C, der Siedepunkt bei 242°C. Auch Propylencarbonat
ist großtechnisch durch Reaktion von Propylenoxid und CO
2 bei 200°C und 80 bar zugänglich.
[0055] Als Tenside können nichtionische, anionische Tenside, zwitterionische und auch kationische
Tenside eingesetzt werden.
[0056] Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate
eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C
9-13-Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, d.h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten
sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C
12-18-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 C
12-18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender
Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen werden. Ebenso sind auch die Ester von -Sulfofettsäuren
(Estersulfonate), z.B. die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern-
oder Talgfettsäuren geeignet.
[0057] 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 von einem 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.
[0058] Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefelsäurehalbester
der C
12-C
18-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettalkohol, Lauryl-, Myristyl-,
Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C
10-C
20-Oxoalkohole und diejenigen Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen 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 die C
12-C
16-Alkylsulfate und C
12-C
15-Alkylsulfate sowie C
14-C
15-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate, welche beispielsweise gemäß den
US-Patentschriften 3,234,258 oder
5,075,041 hergestellt werden und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter dem Namen
DAN
® erhalten werden können, sind geeignete Aniontenside.
[0059] Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen
oder verzweigten C
7-21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C
9-11-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C
12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeignet. Sie werden in Reinigungsmitteln aufgrund
ihres hohen Schaumverhaltens nur in relativ geringen Mengen, beispielsweise in Mengen
von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
[0060] Weitere geeignete 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 C
8-18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sulfosuccinate
enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet,
die für 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.
[0061] Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht. Geeignet sind
gesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, hydrierte Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen
Fettsäuren, z.B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
[0062] Die anionischen Tenside einschließlich der 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.
[0063] Vorzugsweise ist mindestens ein Teil, vorzugsweise mindestens 50%, der anionischen
Tenside auf einem. Trägermaterial aufgebracht. Beispiele für Trägermaterialien sind
Alkalicarbonate, Alkalisulfate, Alkalicitrate, Alkaliphosphate, Kieselsäuren, Zeolithe,
Citronensäure und deren Mischungen. Um den pH-Wert zu Beginn des Waschvorgangs nicht
zu beeinflussen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, als Trägermaterial pH-neutrale
Trägermaterialien einzusetzen, wie Kieselgel, Stärke, Cellulose und Cellulosederivate,
neutral reagierende Phosphate, Alkalisulfate, Polyacrylatderivate, usw.
[0064] Neben den anionischen Tensiden können die erfindungsgemäßen Mittel auch andere Tenside,
z. B. nichtionische und amphotere Tenside enthalten.
[0065] 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 C
12-14-Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C
9-11-Alkohol mit 7 EO, C
13-15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C
12-18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C
12-14-Alkohol mit 3 EO und C
12-18-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 eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol
mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO.
[0066] Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als
alleiniges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden
eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte
und propoxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
in der Alkylkette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie beispielsweise in der
japanischen Patentanmeldung JP 58/217598 beschrieben sind oder die vorzugsweise nach dem in der internationalen Patentanmeldung
WO-A-90/13533 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
[0067] Eine weitere Klasse von nichtionischen Tensiden, die vorteilhaft eingesetzt werden
kann, sind die Alkylpolyglycoside (APG). Einsetzbare Alkypolyglycoside genügen der
allgemeinen Formel RO(G)
z, in der R für einen linearen oder verzweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten,
gesättigten oder ungesättigten, 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 Glycosidierungsgrad z liegt dabei
zwischen 1,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,0 und 2,0 und insbesondere zwischen
1,1 und 1,4. Bevorzugt eingesetzt werden lineare Alkylpolyglucoside, also Alkylpolyglycoside,
in denen der Polyglycosylrest ein Glucoserest und der Alkylrest ein n-Alkylrest ist.
[0068] 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.
[0069] Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (II),

[0070] in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
1 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. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es
sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden
Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung
mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten
werden können.
[0071] Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (III),

in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12
Kohlenstoffatomen, R
1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest mit
2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R
2 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest oder
einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C
1-4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Polyhydroxyalkylrest
steht, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist, oder
alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder propxylierte Derivate dieses Restes.
[0072] [Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines reduzierten Zuckers erhalten,
beispielsweise Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose.
Die N-Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können dann beispielweise
nach der Lehre der internationalen Anmeldung
WO-A-95/07331 durch Umsetzung mit Fettsäuremethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator
in die gewünschten Polyhydroxyfettsäureamide überführt werden.
[0073] Beispiele kationische Tenside sind insbesondere quartäre Ammoniumverbindungen, kationische
Polymere und Emulgatoren. Die kationischen Tenside werden üblicherweise als Textilweichmacher
eingesetzt. Deren Freisetzung erfolgt daher vorzugsweise erst im Spülgang, d.h. in
Phase V des erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0074] Geeignete Beispiele sind quartäre Ammoniumverbindungen der Formeln (III) und (IV),

wobei in (III) R
a und R
b für einen acyclischen Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, R
c für einen gesättigten C
1-C
4 Alkyl- oder Hydroxyalkylrest steht, R
d entweder gleich R
a, R
b oder R
c ist oder für einen aromatischen Rest steht. X steht entweder für ein Halogenid-,
Metho-sulfat-, Methophosphat- oder Phosphation sowie Mischungen aus diesen. Beispiele
für kationische Verbindungen der Formel (III) sind Didecyldimethylammoniumchlorid,
Ditalgdimethylammoniumchlorid oder Dihexadecylammoniumchlorid.
[0075] Verbindungen der Formel (IV) sind sogenannte Esterquats. Esterquats zeichnen sich
durch eine hervorragende biologische Abbaubarkeit aus. Hierbei steht R
e für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder
3 Doppelbindungen; R
f steht für H, OH oder O(CO)R
h, R
g steht unabhängig von R
f für H, OH oder O(CO)R
i, wobei R
h und R
i unabhängig voneinander jeweils für einen aliphatischen Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen
mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht. m, n und p können jeweils unabhängig voneinander
den Wert 1, 2 oder 3 haben. X
- kann entweder ein Halogenid-, Methosulfat-, Methophosphat- oder Phosphation sowie
Mischungen aus diesen sein. Bevorzugt sind Verbindungen, die für R
f die Gruppe O(CO)R
h und für R
c und R
h Alkylreste mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten. Besonders bevorzugt sind Verbindungen,
bei denen R
g zudem für OH steht. Beispiele für Verbindungen der Formel (IV) sind Methyl-N-(2-hydroxyethyl)-N,N-di(talgacyl-oxyethyl)ammoniummethosulfat,
Bis-(palmitoyl)-ethyl-hydroxyethyl-methyl-ammonium-methosulfat oder Methyl-N,N-bis(acyloxyethyl)-N-(2-hydroxyethyl)ammonium-methosulfat.
Werden quarternierte Verbindungen der Formel (IV) eingesetzt, die ungesättigte Alkylketten
aufweisen, sind die Acylgruppen bevorzugt, deren korrespondierenden Fettsäuren eine
Jodzahl zwischen 5 und 80, vorzugsweise zwischen 10 und 60 und insbesondere zwischen
15 und 45 aufweisen und die ein cis/trans-Isomerenverhältnis (in Gew.-%) von größer
als 30 : 70, vorzugsweise größer als 50 : 50 und insbesondere größer als 70 : 30 haben.
Handelsübliche Beispiele sind die von Stepan unter dem Warenzeichen Stepantex
® vertriebenen Methylhydroxyalkyldialkoyloxyalkylammoniummethosulfate oder die unter
Dehyquart
® bekannten Produkte von Cognis bzw. die unter Rewoquat
® bekannten Produkte von Goldschmidt-Witco. Weitere bevorzugte Verbindungen sind die
Diesterquats der Formel (V), die unter dem Namen Rewoquat
® W 222 LM bzw. CR 3099 erhältlich sind und neben der Weichheit auch für Stabilität
und Farbschutz sorgen.

[0076] R
k und R
1 stehen dabei unabhängig voneinander jeweils für einen aliphatischen Acylrest mit
12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen.
[0077] Neben den oben beschriebenen quartären Verbindungen können auch andere bekannte Verbindungen
eingesetzt werden, wie beispielsweise quartäre lmidazoliniumverbindungen der Formel
(VI),

wobei R
m für H oder einen gesättigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R
n und R
0 unabhängig voneinander jeweils für einen aliphatischen, gesättigten oder ungesättigten
Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R
n alternativ auch für O(CO)R
p stehen kann, wobei R
p einen aliphatischen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen
bedeutet, und Z eine NH-Gruppe oder Sauerstoff bedeutet und X
- ein Anion ist. q kann ganzzahlige Werte zwischen 1 und 4 annehmen.
[0078] Weitere geeignete quartäre Verbindungen sind durch Formel (VII) beschrieben,

wobei R
q, R
r und R
s unabhängig voneinander für eine C
1-4-Alkyl-, Alkenyl- oder Hydroxyalkylgruppe steht, R
t und R
u jeweils unabhängig ausgewählt eine C
8-28-Alkylgruppe darstellt und r eine Zahl zwischen 0 und 5 ist.
[0079] Neben den Verbindungen der Formeln III bis VII können auch kurzkettige, wasserlösliche,
quartäre Ammoniumverbindungen eingesetzt werden, wie Trihydroxyethylmethylammonium-methosulfat
oder die Alkyltrimethylammoniumchloride, Dialkyldimethylammoniumchloride und Trialkylmethylammoniumchloride,
z. B. Cetyltrimethylammoniumchlorid, Stearyltrimethylammoniumchlorid, Distearyldimethylammoniumchlorid,
Lauryldimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid und Tricetylmethylammoniumchlorid.
[0080] Auch protonierte Alkylaminverbindungen, die weichmachende Wirkung aufweisen, sowie
die nicht quaternierten, protonierten Vorstufen der kationischen Emulgatoren sind
geeignet.
[0081] Weitere erfindungsgemäß verwendbare kationische Verbindungen stellen die quaternisierten
Proteinhydrolysate dar.
[0082] Zu den geeigneten kationischen Polymeren zählen die Polyquaternium-Polymere, wie
sie im CTFA Cosmetic Ingredient Dictionary (The Cosmetic, Toiletry und Fragrance,
Inc., 1997), insbesondere die auch als Merquats bezeichneten Polyquaternium-6-, Polyquaternium-7-,
Polyquaternium-10-Polymere (Ucare Polymer IR 400; Amerchol), Polyquaternium-4-Copolymere,
wie Pfropfcopolymere mit einen Cellulosegerüst und quartären Ammoniumgruppen, die
über Allyldimethylammoniumchlorid gebunden sind, kationische Cellulosederivate, wie
kationisches Guar, wie Guar-hydroxypropyltriammoniumchlorid, und ähnliche quaternierte
Guar-Derivate (z. B. Cosmedia Guar, Hersteller: Cognis GmbH), kationische quartäre
Zuckerderivate (kationische Alkylpolyglucoside), z. B. das Handelsprodukt Glucquat
®100, gemäß CTFA-Nomenklatur ein "Lauryl Methyl Gluceth-10 Hydroxypropyl Dimonium Chloride",
Copolymere von PVP und Dimethylaminomethacrylat, Copolymere von Vinylimidazol und
Vinylpyrrolidon, Aminosilicon-polymere und Copolymere,
[0083] Ebenfalls einsetzbar sind polyquaternierte Polymere (z. B. Luviquat Care von BASF)
und auch kationische Biopolymere auf Chitinbasis und deren Derivate, beispielsweise
das unter der Handelsbezeichnung Chitosan
® (Hersteller: Cognis) erhältliche Polymer.
[0084] Erfindungsgemäß ebenfalls geeignet sind kationische Silikonöle wie beispielsweise
die im Handel erhältlichen Produkte Q2-7224 (Hersteller: Dow Corning; ein stabilisiertes
Trimethylsilylamodimethicon), Dow Corning 929 Emulsion (enthaltend ein hydroxyl-amino-modifiziertes
Silicon, das auch als Amodimethicone bezeichnet wird), SM-2059 (Hersteller: General
Electric), SLM-55067 (Hersteller: Wacker) Abil
®-Quat 3270 und 3272 (Hersteller: Goldschmidt-Rewo; diquartäre Polydimethylsiloxane,
Quaternium-80), sowie Siliconquat Rewoquat
® SQ 1 (Tegopren
® 6922, Hersteller: Goldschmidt-Rewo).
[0085] Ebenfalls einsetzbar sind Verbindungen der Formel (VIII),

die Alkylamidoamine in ihrer nicht quaternierten oder, wie dargestellt, ihrer quaternierten
Form, sein können. R
v kann ein aliphatischer Acylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen mit 0, 1, 2 oder
3 Doppelbindungen sein. s kann Werte zwischen 0 und 5 annehmen. R
w und R
x stehen unabhängig voneinander jeweils für H, C
1-4-Alkyl oder Hydroxyalkyl. Bevorzugte Verbindungen sind Fettsäureamidoamine wie das
unter der Bezeichnung Tego Amid
®S 18 erhältliche Stearylamidopropyldimethylamin oder das unter der Bezeichnung Stepantex
® X 9124 erhältliche 3-Talgamidopropyl-trimethylammonium-methosulfat, die sich neben
einer guten konditionierenden Wirkung auch durch farbübertragungsinhibierende Wirkung
sowie speziell durch ihre gute biologische Abbaubarkeit auszeichnen.
[0086] Tenside sind in den erfindungsgemäßen Reinigungs- oder Waschmitteln vorzugsweise
insgesamt in einer Menge von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere von 8 Gew.-% bis
30 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel, enthalten.
[0087] Als in den Mitteln verwendbare Enzyme kommen solche aus der Klasse der Oxidasen,
Proteasen, Lipasen, Cutinasen, Amylasen, Pullulanasen, Cellulasen, Hemicellulasen,
Xylanasen und Peroxidasen sowie deren Gemische in Frage, beispielsweise Proteasen
wie BLAP®, Optimase®, Opticlean®, Maxacal®, Maxapem®, Alcalase®, Esperase® und/oder
Savinase®, Amylasen wie Termamyl®, Amylase-LT®, Maxamyl®, Duramyl® und/oder Purafect®
OxAm, Lipasen wie Lipolase®, Lipomax®, Lumafast® und/oder Lipozym®, Cellulasen wie
Celluzyme® und oder Carezyme®. Besonders geeignet sind aus Pilzen oder Bakterien,
wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Streptomyces griseus, Humicola lanuginosa,
Humicola insolens, Pseudomonas pseudoalcaligenes oder Pseudomonas cepacia gewonnene
enzymatische Wirkstoffe. Die gegebenenfalls verwendeten Enzyme können, wie zum Beispiel
in der
europäischen Patentschrift EP 0 564 476 oder in der internationalen Patentanmeldungen
WO 94/23005 beschrieben, an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein,
um sie gegen vorzeitige Inaktivierung zu schützen. Sie sind in den erfindungsgemäßen
Waschmitteln vorzugsweise in Mengen bis zu 10 Gew.-%, insbesondere von 0,2 Gew.-%
bis 2 Gew.%, enthalten, wobei besonders bevorzugt gegen oxidativen Abbau stabilisierte
Enzyme eingesetzt werden.
[0088] Als Alkalisierungsmittel kommen alle auf dem Gebiet der Wasch- und/oder Reinigungsmittel
bekannten Substanzen in Betracht, die in Wasser alkalisch reagieren. Es können lösliche
Alkalisierungsmittel, wie Alkalicarbonate und deren Hydrate und Peroxyhydrate , Phosphate
wie z.B. Natriumtripolyphosphat, lösliche Silicate wie z.B. Wassergläser, Alkalihydroxide,
Carboxylate oder sog. Persalze, wie Na-Perborat, eingesetzt werden. Geeignete Beispiele
sind die auch als Builder bekannten unlöslichen Alkalisilikate, wie sie unten genauer
beschrieben werden. Auch Gemische aus mehreren Alkalisierungsmitteln sind geeignet.
Um eine Freisetzung des Alkalisierungsmittels auf den erfindungsgemäß definierten
Zeitraum einzustellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Löslichkeit durch
eine geeignete Beschichtung und/oder durch eine Grobteiligkeit zu retardieren.
[0089] Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten in der Regel einen oder mehrere Builder, insbesondere
Zeolithe, Silikate, Carbonate, organische Cobuilder und - wo keine ökologischen Vorurteile
gegen ihren Einsatz bestehen - auch die Phosphate. Letztere sind insbesondere in Reinigungsmitteltabletten
für das maschinelle Geschirrspülen bevorzugt einzusetzende Gerüststoffe. Die im folgenden
genannten Gerüststoffe sind, wie oben beschrieben, auch als Alkalisierungsmittel geeignet.
[0090] Die Gerüststoffe liegen, sofern sie unlöslich sind, üblicherweise in feinteiliger
Form, d.h. in einer Teilchengröße von 0,1 bis 10 µm vor. Viele Gerüststoffe zeigen
latent alkalische Eigenschaften, d.h. insgesamt wirken sie wegen ihrer Unlöslichkeit
pH-neutral, weisen aber an ihrer Oberfläche alkalisch wirkende Gruppen auf. Da die
Partikel von den Textilien ausgefiltert werden und daher mit den Anschmutzungen intensiv
in Kontakt kommen, erzeugen sie dort lokal ein alkalisches Milieu, das sich negativ
auf die Auswaschbarkeit insbesondere bleichbarer Anschmutzungen auswirkt, obwohl makroskopisch
ein neutraler pH-Wert vorliegen kann. Eine weitere Steigerung der Waschwirkung kann
erreicht werden, wenn die unlöslichen, feinteiligen Gerüststoffe zu größeren Agglomeraten
unter Einsatz von neutralen Granulierhilfsmitteln aufgranuliert werden oder sie als
gröbere Teilchen vorliegen. Diese Agglomerate zerfallen während des Waschprozesses
langsam und setzen die Primärpartikel frei. Durch die gröberen Teilchen wird in den
ersten Minuten des Waschganges eine feine Dispergierung verhindert. Als Granulierhilfsmittel
sind insbesondere Cellulosederivate, Polyvinylakohole, Polycarboxylate, Polyvinylpyrrolidon
und deren Copolymere geeignet.
[0091] Geeignete kristalline, schichtförmige Natriumsilikate besitzen die allgemeine Formel
NaMSi
xO
2x-1 · H
2O, 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. Bevorzugte kristalline
Schichtsilikate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für Natrium steht und
x die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl β- als auch δ-Natriumdisilikate
Na
2Si
2O
5 · yH
2O bevorzugt.
[0092] Einsetzbar sind auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul Na
2O : SiO
2 von 1:2 bis 1:3,3, vorzugsweise von 1:2 bis 1:2,8 und insbesondere von 1:2 bis 1:2,6,
welche löseverzögert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung
gegenüber herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise,
beispielsweise durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Kompaktierung/ Verdichtung,
durch Übertrocknung oder durch Beschichtung hervorgerufen worden sein. Im Rahmen dieser
Erfindung wird unter dem Begriff "amorph" auch "röntgenamorph" verstanden. Dies heißt,
dass die Silikate bei Röntgenbeugungsexperimenten keine scharfen Röntgenreflexe liefern,
wie sie für kristalline Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere
Maxima der gestreuten Röntgenstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten
des Beugungswinkels aufweisen. Es kann jedoch sehr wohl sogar zu besonders guten Buildereigenschaften
führen, wenn die Silikatpartikel bei Elektronenbeugungsexperimenten verwaschene oder
sogar scharfe Beugungsmaxima liefern. Dies ist so zu interpretieren, dass die Produkte
mikrokristalline Bereiche der Größe 10 bis einige Hundert nm aufweisen, wobei Werte
bis max. 50 nm und insbesondere bis max. 20 nm bevorzugt sind.
[0093] Insbesondere bevorzugt sind verdichtete/kompaktierte amorphe Silikate, compoundierte
amorphe Silikate und übertrocknete röntgenamorphe Silikate.
[0094] Der eingesetzte feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser enthaltende Zeolith
ist vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP
® (Handelsprodukt der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch
Zeolith X sowie Mischungen aus A, X und/oder P. Kommerziell erhältlich und im Rahmen
der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbar ist beispielsweise auch ein Co-Kristallisat
aus Zeolith X und Zeolith A (ca. 80 Gew.-% Zeolith X), das von der Firma CONDEA Augusta
S.p.A. unter dem Markennamen VEGOBOND AX
® vertrieben wird und durch die Formel
nNa
2O · (1-n)K
2O · Al
2O
3 · (2 - 2,5)SiO
2 · (3,5 - 5,5) H
2O
beschrieben werden kann. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße 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.
[0095] Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Buildersubstanzen
möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen vermieden werden
sollte. Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben die Alkalimetallphosphate
unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- bzw. Pentakaliumtriphosphat (Natrium-
bzw. Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie die größte
Bedeutung.
[0096] Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall-(insbesondere
Natrium- und Kalium-) -Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen man Metaphosphorsäuren
(HPO
3)
n und Orthophosphorsäure H
3PO
4 neben höhermolekularen Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei
mehrere Vorteile in sich: Sie wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen
bzw. Kalkinkrustationen in Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.
[0097] Natriumdihydrogenphosphat, NaH
2PO
4, existiert als Dihydrat (Dichte 1,91 gcm
-3, Schmelzpunkt 60°) und als Monohydrat (Dichte 2,04 gcm
-3). Beide Salze sind weiße, in Wasser sehr leicht lösliche Pulver, die beim Erhitzen
das Kristallwasser verlieren und bei 200°C in das schwach saure Diphosphat (Dinatriumhydrogendiphosphat,
Na
2H
2P
2O
7), bei höherer Temperatur in Natiumtrimetaphosphat (Na
3P
3O
9) und Maddrellsches Salz (siehe unten), übergehen. NaH
2PO
4 reagiert sauer; es entsteht, wenn Phosphorsäure mit Natronlauge auf einen pH-Wert
von 4,5 eingestellt und die Maische versprüht wird. Kaliumdihydrogenphosphat (primäres
oder einbasiges Kaliumphosphat, Kaliumbiphosphat, KDP), KH
2PO
4, ist ein weißes Salz der Dichte 2,33 gcm
-3, hat einen Schmelzpunkt 253° [Zersetzung unter Bildung von Kaliumpolyphosphat (KPO
3)
x] und ist leicht löslich in Wasser.
[0098] Dinatriumhydrogenphosphat (sekundäres Natriumphosphat), Na
2HPO
4, ist ein farbloses, sehr leicht wasserlösliches kristallines Salz. Es existiert wasserfrei
und mit 2 Mol. (Dichte 2,066 gcm
-3, Wasserverlust bei 95°), 7 Mol. (Dichte 1,68 gcm
-3, Schmelzpunkt 48° unter Verlust von 5 H
2O) und 12 Mol. Wasser (Dichte 1,52 gcm
-3, Schmelzpunkt 35° unter Verlust von 5 H
2O), wird bei 100° wasserfrei und geht bei stärkerem Erhitzen in das Diphosphat Na
4P
2O
7 über. Dinatriumhydrogenphosphat wird durch Neutralisation von Phosphorsäure mit Sodalösung
unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator hergestellt. Dikaliumhydrogenphosphat
(sekundäres od. zweibasiges Kaliumphosphat), K
2HPO
4, ist ein amorphes, weißes Salz, das in Wasser leicht löslich ist.
[0099] Trinatriumphosphat, tertiäres Natriumphosphat, Na
3PO
4, sind farblose Kristalle, die als Dodecahydrat eine Dichte von 1,62 gcm
-3 und einen Schmelzpunkt von 73-76°C (Zersetzung), als Decahydrat (entsprechend 19-20%
P
2O
5) einen Schmelzpunkt von 100°C und in wasserfreier Form (entsprechend 39-40% P
2O
5 eine Dichte von 2,536 gcm
-3 aufweisen. Trinatriumphosphat ist in Wasser unter alkalischer Reaktion leicht löslich
und wird durch Eindampfen einer Lösung aus genau 1 Mol Dinatriumphosphat und 1 Mol
NaOH hergestellt. Trikaliumphosphat (tertiäres oder dreibasiges Kaliumphosphat), K
3PO
4, ist ein weißes, zerfließliches, körniges Pulver der Dichte 2,56 gcm
-3, hat einen Schmelzpunkt von 1340° und ist in Wasser mit alkalischer Reaktion leicht
löslich. Es entsteht z.B. beim Erhitzen von Thomasschlacke mit Kohle und Kaliumsulfat.
Trotz des höheren Preises werden in der Reinigungsmittel-Industrie die leichter löslichen,
daher hochwirksamen, Kaliumphosphate gegenüber entsprechenden Natrium-Verbindungen
vielfach bevorzugt.
[0100] Tetranatriumdiphosphat (Natriumpyrophosphat), Na
4P
2O
7, existiert in wasserfreier Form (Dichte 2,534 gcm
-3, Schmelzpunkt 988°, auch 880° angegeben) und als Decahydrat (Dichte 1,815-1,836 gcm
-3, Schmelzpunkt 94° unter Wasserverlust). Bei Substanzen sind farblose, in Wasser mit
alkalischer Reaktion lösliche Kristalle. Na
4P
2O
7 entsteht beim Erhitzen von Dinatriumphosphat auf >200° oder indem man Phosphorsäure
mit Soda im stöchiometrischem Verhältnis umsetzt und die Lösung durch Versprühen entwässert.
Das Decahydrat komplexiert Schwermetall-Salze und Härtebildner und verringert daher
die Härte des Wassers. Kaliumdiphosphat (Kaliumpyrophosphat), K
4P
2O
7, existiert in Form des Trihydrats und stellt ein farbloses, hygroskopisches Pulver
mit der Dichte 2,33 gcm
-3 dar, das in Wasser löslich ist, wobei der pH-Wert der 1%igen Lösung bei 25° 10,4
beträgt.
[0101] Durch Kondensation des NaH
2PO
4 bzw. des KH
2PO
4 entstehen höhermol. Natrium- und Kaliumphosphate, bei denen man cyclische Vertreter,
die Natrium- bzw. Kaliummetaphosphate und kettenförmige Typen, die Natrium- bzw. Kaliumpolyphosphate,
unterscheiden kann. Insbesondere für letztere sind eine Vielzahl von Bezeichnungen
in Gebrauch: Schmelz- oder Glühphosphate, Grahamsches Salz, Kurrolsches und Maddrellsches
Salz. Alle höheren Natrium- und Kaliumphosphate werden gemeinsam als kondensierte
Phosphate bezeichnet.
[0102] Das technisch wichtige Pentanatriumtriphosphat, Na
5P
3O
10 (Natriumtripolyphosphat), ist ein wasserfrei oder mit 6 H
2O kristallisierendes, nicht hygroskopisches, weißes, wasserlösliches Salz der allgemeinen
Formel NaO-[P(O)(ONa)-O]
n-Na mit n=3. In 100 g Wasser lösen sich bei Zimmertemperatur etwa 17 g, bei 60° ca.
20 g, bei 100° rund 32 g des kristallwasserfreien Salzes; nach zweistündigem Erhitzen
der Lösung auf 100° entstehen durch Hydrolyse etwa 8% Orthophosphat und 15% Diphosphat.
Bei der Herstellung von Pentanatriumtriphosphat wird Phosphorsäure mit Sodalösung
oder Natronlauge im stöchiometrischen Verhältnis zur Reaktion gebracht und die Lsg.
durch Versprühen entwässert. Ähnlich wie Grahamsches Salz und Natriumdiphosphat löst
Pentanatriumtriphosphat viele unlösliche Metall-Verbindungen (auch Kalkseifen usw.).
Pentakaliumtriphosphat, K
5P
3O
10 (Kaliumtripolyphosphat), kommt beispielsweise in Form einer 50 Gew.%-igen Lösung
(> 23% P
2O
5, 25% K
2O) in den Handel. Die Kaliumpolyphosphate finden in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie
breite Verwendung. Weiter existieren auch Natriumkaliumtripolyphosphate, welche ebenfalls
im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind. Diese entstehen beispielsweise,
wenn man Natriumtrimetaphosphat mit KOH hydrolysiert:
(NaPO
3)
3 + 2 KOH → Na
3K
2P
3O
10 + H
2O
[0103] Diese können genau wie Natriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat oder Mischungen
aus diesen beiden eingesetzt werden; auch Mischungen aus Natriumtripolyphosphat und
Natriumkaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus Kaliumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat
oder Gemische aus Natriumtripolyphosphat und Kaliumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat
sind erfindungsgemäß einsetzbar.
[0104] Als organische Cobuilder können in den erfindungsgemäßen Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörpern
insbesondere Polycarboxylate / Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxylate, Asparaginsäure,
Polyacetale, Dextrine, weitere organische Cobuilder (siehe unten) sowie Phosphonate
eingesetzt werden. Diese Stoffklassen werden nachfolgend beschrieben.
[0105] Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsalze
einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren verstanden
werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citronensäure,
Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure,
Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein derartiger
Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mischungen aus diesen.
Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure,
Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen.
[0106] Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Die Säuren besitzen neben ihrer
Builderwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerungskomponente und dienen
somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen pH-Wertes von Wasch- oder
Reinigungsmitteln. Insbesondere sind hierbei Citronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure,
Adipinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen.
[0107] Als Builder sind weiter polymere Polycarboxylate geeignet, dies sind beispielsweise
die Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise
solche mit einer relativen Molekülmasse von 500 bis 70000 g/mol.
[0108] Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne
dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen M
w der jeweiligen Säureform, die grundsätzlich mittels Gelpermeationschromatographie
(GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV-Detektor eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte
dabei gegen einen externen Polyacrylsäure-Standard, der aufgrund seiner strukturellen
Verwandtschaft mit den untersuchten Polymeren realistische Molgewichtswerte liefert.
Diese Angaben weichen deutlich von den Molgewichtsangaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren
als Standard eingesetzt werden. Die gegen Polystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen
sind in der Regel deutlich höher als die in dieser Schrift angegebenen Molmassen.
[0109] Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse
von 2000 bis 20000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können
aus dieser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis
10000 g/mol, und besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt
sein.
[0110] Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, 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 2000 bis 70000 g/mol, vorzugsweise
20000 bis 50000 g/mol und insbesondere 30000 bis 40000 g/mol.
[0111] Die (co-)polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wässrige Lösung
eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an (co-)polymeren Polycarboxylaten beträgt
vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 3 bis 10 Gew.-%.
[0112] Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren,
wie beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer
enthalten.
[0113] Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei
verschiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der
Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder
die als Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate
enthalten.
[0114] Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die als Monomere vorzugsweise Acrolein
und Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen.
[0115] Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren,
deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Polyasparaginsäuren
bzw. deren Salze und Derivate.
[0116] Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von
Dialdehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxylgruppen
aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialdehyden wie
Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus Polyolcarbonsäuren
wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.
[0117] Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere
bzw. Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten
werden können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzymkatalysierten
Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydrolyseprodukte mit
mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500000 g/mol. Dabei ist ein Polysaccharid
mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbesondere von 2 bis
30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wirkung eines Polysaccharids
im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von 100 besitzt, ist. Brauchbar sind sowohl
Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglucosesirupe mit einem DE
zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und Weißdextrine mit höheren Molmassen
im Bereich von 2000 bis 30000 g/mol.
[0118] Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungsprodukte
mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion des
Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Ebenfalls geeignet ist ein oxidiertes
Oligosaccharid, z. B. ein am C
6 des Saccharidrings oxidiertes Produkt.
[0119] Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendiamindisuccinat,
sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin-N,N'-disuccinat (EDDS)
bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet. Weiterhin bevorzugt
sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Glycerintrisuccinate. Geeignete
Einsatzmengen liegen in zeolithhaltigen und/oder silicathaltigen Formulierungen bei
3 bis 15 Gew.-%.
[0120] Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbonsäuren
bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und welche
mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie maximal zwei
Säuregruppen enthalten.
[0121] Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschaften stellen die Phosphonate dar.
Dabei handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- bzw. Aminoalkanphosphonate. Unter
den Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP) von besonderer
Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt, wobei das
Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als Aminoalkanphosphonate
kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP), Diethylentriaminpentamethylenphosphonat
(DTPMP) sowie deren höhere Homologe in Frage. Sie werden vorzugsweise in Form der
neutral reagierenden Natriumsalze, z. B. als Hexanatriumsalz der EDTMP bzw. als Hepta-
und Octa-Natriumsalz der DTPMP, eingesetzt. Als Builder wird dabei aus der Klasse
der Phosphonate bevorzugt HEDP verwendet. Die Aminoalkanphosphonate besitzen zudem
ein ausgeprägtes Schwermetallbindevermögen. Dementsprechend kann es, insbesondere
wenn die Mittel auch Bleiche enthalten, bevorzugt sein, Aminoalkanphosphonate, insbesondere
DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus den genannten Phosphonaten zu verwenden.
[0122] Darüber hinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkaliionen
auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.
[0123] Die Menge an Gerüststoff beträgt üblicherweise zwischen 10 und 70 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 15 und 60 Gew.-% und insbesondere zwischen 20 und 50 Gew.-%.
[0124] Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H
2O
2 liefernden Verbindungen haben das Natriumperborattetrahydrat und das Natriumperboratmonohydrat
besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Natriumpercarbonat,
Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate sowie H
2O
2 liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure,
Phthaloiminopersäure oder Diperdodecandisäure. Es können auch Bleichmittel aus der
Gruppe der organischen Bleichmittel eingesetzt werden. Typische organische Bleichmittel
sind die Diacylperoxide, wie z.B. Dibenzoylperoxid. Weitere typische organische Bleichmittel
sind die Peroxysäuren, wobei als Beispiele besonders die Alkylperoxysäuren und die
Arylperoxysäuren genannt werden. Bevorzugte Vertreter sind (a) die Peroxybenzoesäure
und ihre ringsubstituierten Derivate, wie Alkylperoxybenzoesäuren, aber auch Peroxy-α-Naphtoesäure
und Magnesiummonoperphthalat, (b) die aliphatischen oder substituiert aliphatischen
Peroxysäuren, wie Peroxylaurinsäure, Peroxystearinsäure, ε-Phthalimidoperoxycapronsäure
[Phthaloiminoperoxyhexansäure (PAP)], o-Carboxybenzamidoperoxycapronsäure, N-nonenylamidoperadipinsäure
und N-nonenylamidopersuccinate, und (c) aliphatische und araliphatische Peroxydicarbonsäuren,
wie 1,12-Diperoxycarbonsäure, 1,9-Diperoxyazelainsäure, Diperoxysebacinsäure, Diperoxybrassylsäure,
die Diperoxyphthalsäuren, 2-Decyldiperoxybutan-1,4-disäure, N,N-Terephthaloyl-di(6-aminopercapronsäue)
können eingesetzt werden.
[0125] Der Gehalt der Mittel an Bleichmitteln kann 1 bis 40 Gew.-% und insbesondere 10 bis
20 Gew.-% betragen, wobei vorteilhafterweise Perboratmono- oder tetrahydrat oder Percarbonat
eingesetzt wird.
[0126] Die ggf. vorhandenen Bleichmittel können auch als Alkalisierungsmittel dienen, da
viele im wässrigen Medium alkalisch reagieren. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen,
die Bleichmittel in beschichteter Form einzusetzen. Während des Waschprozesses löst
sich die Beschichtung auf und setzt das alkalisch reagierende Bleichmittel retardiert
frei, wodurch der erfindungsgemäße stufenweise Anstieg des pH-Wertes erfolgt. Zur
Beschichtung der Bleichmittel können die gleichen Hüllmaterialien verwendet werden
wie für die Beschichtung der Alkalisierungsmittel. Das Aufbringen der Hüllmaterialien
kann ebenfalls in gleicher Weise erfolgen.
[0127] Um beim Waschen oder Reinigen bei Temperaturen von 60 °C und darunter eine verbesserte
Bleichwirkung zu erreichen, können Bleichaktivatoren eingearbeitet werden. Als Bleichaktivatoren
können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische Peroxocarbonsäuren
mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-Atomen, und/oder gegebenenfalls
substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt werden.
[0128] Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C-Atomzahl
und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach
acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), acylierte
Triazinderivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT),
acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetylglykoluril (TAGU), N-Acylimide, insbesondere
N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder
Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), Carbonsäureanhydride, insbesondere
Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwertige Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylenglykoldiacetat,
2,5-Diacetoxy-2,5-dihydrofuran und acetyliertes Sorbitol und Mannitol beziehungsweise
deren in der
europäischen Patentanmeldung EP 0 525 239 (Ausimont SPA) beschriebene Mischungen (SORMAN), acylierte Zuckerderivate, insbesondere
Pentaacetylglukose (PAG), Pentaacetylfructose, Tetraacetylxylose und Octaacetyllactose
sowie acetyliertes, gegebenenfalls N-alkyliertes Glucamin und Gluconolacton, und/oder
N-acylierte Lactame, beispielsweise N-Benzoylcaprolactam, die aus den internationalen
Patentanmeldungen
WO 94/27970,
WO 94/28102,
WO 94/28103,
WO 95/00626 (alle Procter & Gamble),
WO 95/14759 (Warwick) und
WO 95/17498 (Procter & Gamble) bekannt sind. Die aus der internationalen Patentanmeldung
WO 95/14075 (Degussa) beschriebenen Acyllactame werden ebenfalls bevorzugt eingesetzt. Auch die aus der
deutschen Patentanmeldung DE 44 43 177 (Henkel) bekannten Kombinationen konventioneller Bleichaktivatoren können eingesetzt werden.
Derartige Bleichaktivatoren sind in Mengen von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bezogen auf
gesamtes Mittel, enthalten.
[0129] Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch
sogenannte Bleichkatalysatoren enthalten sein. Bei diesen Stoffen handelt es sich
um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw. Übergangsmetallkomplexe wie beispielsweise
Mn-, Fe-, Co-, Ru - oder Mo-Salenkomplexe oder - carbonylkomplexe. Auch Mn-, Fe-,
Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N-haltigen Tripod-Liganden sowie Co-, Fe-,
Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als Bleichkatalysatoren geeignet, wobei solche Verbindungen
bevorzugt eingesetzt werden, die in der
DE 197 09 284 A1 beschrieben sind.
[0130] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Mittel ein Puffersystem.
Durch das Puffersystem ist der pH-Wert in der Waschflotte bei Zugabe der Waschmittelzusammensetzung
und Verzögerung der Alkaliträger vergleichsweise niedrig, d.h. er liegt zwischen 6
und 8, bevorzugt zwischen 6,3 und 7,7, besonders bevorzugt zwischen 6,5 und 7,5. Bei
diesem pH-Wert kommt insbesondere die Waschwirkung der Tenside gegenüber bleichbaren
Anschmutzungen wie Tee, Kaffee, Rotwein oder Frucht- und Gemüsesäften zum Tragen.
[0131] Das Puffersystem wird vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 40, vorzugsweise von 1 bis
25 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel, eingesetzt. Als Puffersystem können alle
wasserlöslichen Stoffe eingesetzt werden, die geeignet sind, den pH-Wert einer wässrigen
Lösung unter den Wert 8 abzupuffern.
[0132] Im Zusammenspiel mit den anderen Komponenten der erfindungsgemäßen Mittel kann auf
diese Weise ein Start-pH-Wert erreicht werden, der beim Fortschreiten des Waschvorgangs
in Form einer Stufe in dem erfindungsgemäß definierten Zeitraum erhöht wird (Freisetzung
des Alkalisierungsmittel und Erschöpfung des Puffersystems).
[0133] Bevorzugte Puffersystem sind teilneutralisierte anorganische und organische Säuren,
beispielsweise die festen Mono-, Oligo- und Polycarbonsäuren wie Citronen-, Wein-
und Bernsteinsäure, Polycarbonsäuren wie Polyacrylsäure oder Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymere,
aber auch Säuren wie Malonsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Oxalsäure,
Borsäure oder Amidosulfonsäure sowie Mischungen der genannten Säuren. Auch Stoffe
wie Hydrogensulfate oder -carbonate können als Puffersystem eingesetzt werden, wobei
wiederum lediglich auf die Einhaltung der pH-Bedingungen geachtet werden muss. Um
beim Lösen der erfindungsgemäßen Mittel möglichst schnell eine Waschflotte mit einem
pH-Wert in oben definierten Grenzen zu erhalten, sind die Puffersysteme so zu wählen,
dass sie sich schnell lösen und den pH-Wert rasch auf die gewünschten Werte bringen.
Eine Beschichtung, die eine Löseverzögerung bewirken würde, ist für die Puffersysteme
im Rahmen der vorliegenden Erfindung unerwünscht. Die Pufferkapazität des Puffersystems
muss so hoch gewählt werden, dass verschiedene Mengen an Restalkalität in der Waschmaschine
oder der Wäsche aus vorangegangenen Waschgängen neutralisiert werden kann bzw. daß
aus Lackagen der Beschichtungen der Alkaliträger austretende Alkalität neutralisiert
wird, für den Fall, daß ein pH-Sprung realisiert werden soll.
[0134] Aus anwendungstechnischer Sicht ist an das Puffersystem die Forderung zu stellen,
dass sie nicht flüchtig sind. Unter diesem Gesichtspunkt sind feste Puffersysteme,
die eine geringe Sublimationsneigung und einen hohen Schmelzpunkt mit einer guten
Wasserlöslichkeit vereinbaren, deutlich bevorzugt. Flüssige bzw. pastöse Puffersystem
können nur in untergeordneten Mengen unterhalb 5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung
eingesetzt werden und bei ihrem Einsatz müssen Konfektionierungsmaßnahmen ergriffen
werden, um Formulierbarkeit und Lagerstabilität auch bei erhöhter Luftfeuchtigkeit
zu gewährleisten. Selbstverständlich ist bei der Auswahl des/der Puffersystem(e) auch
darauf zu achten, dass die resultierende Waschflotte weder die Textilien noch die
menschliche Haut schädigt.
[0135] In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Wasch- und/oder
Reinigungsmittel als sogenanntes Vollwaschmittel eingesetzt, d.h. zum Waschen von
beliebigen Textilien und bei beliebigen Temperaturen. Vollwaschmittel enthalten üblicherweise
neben den Tensiden, Enzymen und Buildermaterialien organische und/oder insbesondere
anorganische Bleichmittel.
[0136] Neben den Tensiden, Enzymen, Bleichmitteln und Gerüststoffen kann in den erfindungsgemäßen
Waschmitteln eine Vielzahl von weiteren Verbindungen eingesetzt werden, beispielhaft
seien hier Sequestrierungsmittel, Elektrolyte, optische Aufheller, Phosphonate Vergrauungsinhibitoren,
Farbübertragunsinhibitoren, Farbfixierer, Schaumregulatoren, zusätzliche Bleichaktivatoren,
Farb- und Duftstoffe enthalten.
[0137] Beim Einsatz in maschinellen Waschverfahren kann es von Vorteil sein, den Mitteln
übliche Schauminhibitoren zuzusetzen. Als Schauminhibitoren eignen sich beispielsweise
Seifen natürlicher oder synthetischer Herkunft, die einen hohen Anteil an C
18-C
24-Fettsäuren aufweisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind beispielsweise
Organopolysiloxane und deren Gemische mit mikrofeiner, ggf. silanierter Kieselsäure
sowie Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit silanierter
Kieselsäure oder Bistearylethylendiamid. Mit Vorteilen werden auch Gemische aus verschiedenen
Schauminhibitoren verwendet, z.B. solche aus Silikonen, Paraffinen oder Wachsen. Vorzugsweise
sind die Schauminhibitoren, insbesondere Silikon- oder Paraffinhaltige Schauminhibitoren,
an eine granulare, in Wasser lösliche bzw. dispergierbare Trägersubstanz gebunden.
Insbesondere sind dabei Mischungen aus Paraffinen und Bistearylethylendiamiden bevorzugt.
Sofern die Trägersubstanz des Schauminhibitors in wässeriger Lösung alkalisch reagiert,
handelt es sich im Sinne der Erfindung um einen Alkaliträger, so kann dieser wie oben
beschrieben behandelt und als Alkalisierungsmittel eingesetzt werden. Umgekehrt sollte
ein Schauminhibitor mit alkalischem Träger im Sinne der Erfindung löslichkeitsverzögert
werden, um die erforderlichen pH-Bedingungen zu Beginn des Waschgangs einzuhalten.
Es kann im Sinne der Erfindung auch vorteilhaft sein, Schauminhibitoren mit neutral
wirkenden Träger, z.B. Stärke oder Cellulosederivate einzusetzen.
[0138] Als Salze von Polyphosphonsäuren werden vorzugsweise die neutral reagierenden Natriumsalze
von beispielsweise 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat, Diethylentriaminpentamethylenphosphonat
oder Ethylendiamintetramethylenphosphonat in Mengen von 0,1 bis 1,5 Gew.-% verwendet.
[0139] Die erfindungsgemäßen Mittel können als optische Aufheller Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure
bzw. deren Alkalimetallsalze enthalten. Geeignet sind z.B. Salze der 4,4'-Bis(2-anilino-4-morpholino-1,3,5-triazinyl-6-amino)stilben-2,2'-disulfonsäure
oder gleichartig aufgebaute Verbindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine
Diethanolaminogruppe, eine Methylaminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe
tragen. Weiterhin können Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle anwesend
sein, z.B. die Alkalisalze des 4,4'-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4'-Bis(4-chlor-3-sulfostyryl)-diphenyls,
oder 4-(4-Chlorstyryl)-4'-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische der vorgenannten
Aufheller können verwendet werden.
[0140] Wird das erfindungsgemäße Mittel als sogenanntes Universalwaschmittel eingesetzt,
enthält es vorzugsweise von 5 bis 25 Gew.-% anionische Tenside, 1 bis 25 Gew.-% nichtionische
Tenside, 5 bis 70 Gew.-% Buildermaterialien, 1 bis 40 Gew.-% Bleichmittel, 1 bis 10
Gew.-% Bleichaktivatoren, 0,1 bis 5 Gew.-% Enzyme und von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-% pH-Regulatoren
(Pufferungsmittel), daneben weitere Wirkstoffe, wie z.B. optische Aufheller.
[0141] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Mittel als
sogenanntes Feinwaschmittel oder Colorwaschmittel zum Waschen von empfindlichen Textilien
insbesondere bei Temperaturen bis 40°C eingesetzt. Ein Feinwaschmittel enthält vorzugsweise
von 5 bis 25 Gew.-% anionische Tenside, 1 bis 25 Gew.-% nichtionische Tenside, 5 bis
70 Gew.-% Buildermaterialien, 0,1 bis 5 Gew.-% Enzyme und von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%
pH-Regulatoren (Pufferungsmittel).
[0142] Die Colorwaschmittel zeichnen sich dadurch aus, dass sie insbesondere die Farben
von empfindlichen Textilien schonen und ein Abfärben verhindert wird. Colorwaschmittel
enthalten vorzugsweise von 5 bis 25 Gew.-% anionische Tenside, 1 bis 25 Gew.-% nichtionische
Tenside, 5 bis 70 Gew.-% Buildermaterialien, 0,1 bis 5 Gew.-% Enzyme und von 1 Gew.-%
bis 30 Gew.-% pH-Regulatoren (Pufferungsmittel), daneben weitere Wirkstoffe wie Verfärbungsinhibitoren.
[0143] Die Wasch- und/oder Reinigungsmittel können in flüssiger bis gelförmiger und auch
in fester Form eingesetzt werden, wobei feste Aggregatzustände bevorzugt sind. In
fester Form können die Mittel als Pulver, Granulate, Extrudate oder auch als Formkörper,
sogenannte Tabletten, vorliegen.
[0144] Die Pulver können in an sich bekannter Weise durch Sprühtrocknungsverfahren und durch
einfaches Vermischen der pulverförmigen Komponenten hergestellt werden.
[0145] Sofern die Mittel höhere Schüttgewichte aufweisen sollen, liegen sie vorzugsweise
in kompaktierter Form vor. Zu den Kompaktaten zählen z. B. die Granulate, Extrudate
und Formkörper.
[0146] Die Granulate können durch Granulierung der Komponenten in einer Vielzahl von in
der Wasch- und Reinigungsmittelindustrie üblicherweise eingesetzten Apparaten erhalten
werden. So ist es beispielsweise möglich, die in der Pharmazie gängigen Verrunder
zu verwenden. In solchen Drehtellerapparaturen beträgt die Verweilzeit der Granulate
üblicherweise weniger als 20 Sekunden. Auch herkömmliche Mischer und Mischgranulatoren
sind zur Granulierung geeignet. Als Mischer können dabei sowohl Hochintensitätsmischer
("high-shear mixer") als auch normale Mischer mit geringeren Umlaufgeschwindigkeiten
verwendet werden. Geeignete Mischer sind beispielsweise Eirich®-Mischer der Serien
R oder RV (Warenzeichen der Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim), der Schugi®
Flexomix, die Fukae® FS-G-Mischer (Warenzeichen der Fukae Powtech, Kogyo Co., Japan),
die Lödige® FM-, KM- und CB-Mischer (Warenzeichen der Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn)
oder die Drais®-Serien T oder K-T (Warenzeichen der Drais-Werke GmbH, Mannheim). Die
Verweilzeiten der Granulate in den Mischern liegen im Bereich von weniger als 60 Sekunden,
wobei die Verweilzeit auch von der Umlaufgeschwindigkeit des Mischers abhängt. Hierbei
verkürzen sich die Verweilzeiten entsprechend, je schneller der Mischer läuft. Bevorzugt
betragen die Verweilzeiten der Granulate im Mischer/Verrunder unter einer Minute,
vorzugsweise unter 15 Sekunden. In langsam laufenden Mischern, z.B. einem Lödige KM,
werden Verweilzeiten von bis zu 20 Minuten eingestellt, wobei Verweilzeiten unter
10 Minuten wegen der Verfahrensökonomie bevorzugt sind.
[0147] Bei dem Verfahren der Pressagglomeration wird das tensidhaltige Granulat unter Druck
und unter Einwirkung von Scherkräften verdichtet und dabei homogenisiert und anschließend
formgebend aus den Apparaten ausgetragen. Die technisch bedeutsamsten Pressagglomerationsverfahren
sind die Extrusion, die Walzenkompaktierung, die Pelletierung und das Tablettieren.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt zur Herstellung des tensidhaltige Granulats
eingesetzte Pressagglomerationsverfahren sind die Extrusion, die Walzenkompaktierung
und die Pelletierung.
[0148] Nach Abschluss der Granulation wird ein trockenes Produkt erhalten, das keinem weiteren
Trocknungsschritt unterworfen werden muss.
[0149] Die erhaltenen Granulate können, um ihre Verarbeitbarkeit und Dosierbarkeit noch
weiter zu verbessern, mit einer Ölabsorptionskomponente abgepudert werden. Durch diesen
abschließenden Abpuderungsschritt mit einer feinteiligen Komponente werden die Flüssigkeiten
an der Granulatoberfläche abgebunden, so dass das Granulat bei Lagerung nicht verklumpen
kann. Die Ölabsorptionskomponente sollte eine Ölabsorptionskapazität von mindestens
20g/100g, geeigenter mindestens 50g/100g, vorzugsweise mindestens 80g/100g, besonders
bevorzugt mindestens 120g/100g und insbesondere mindestens 140g/100g aufweisen.
[0150] Die Ölabsorptionskapazität ist dabei eine physikalische Eigenschaft eines Stoffes,
die sich nach genormten Methoden bestimmen lässt. So existieren beispielsweise die
britischen Standardmethoden
BS1795 und
BS3483:Part B7:1982, die beide auf die Norm
ISO 787/5 verweisen. Bei den Testmethoden wird eine ausgewogene Probe des betreffenden Stoffes
auf einen Teller aufgebracht und tropfenweise mit raffiniertem Leinsamenöl (Dichte:
0,93 gcm
-3) aus einer Bürette versetzt. Nach jeder Zugabe wird das Pulver mit dem Öl unter Verwendung
eines Spatels intensiv vermischt, wobei die Zugabe von Öl fortgesetzt wird, bis eine
Paste von geschmeidiger Konsistenz erreicht ist. Diese Paste sollte fließen bzw. verlaufen,
ohne zu krümeln. Die Ölabsorptionskapazität ist nun die Menge des zugetropften Öls,
bezogen auf 100g Absorptionsmittel und wird in ml/100g oder g/100g angegeben, wobei
Umrechnungen über die Dichte des Leinsamenöls problemlos möglich sind.
[0151] Die Ölabsorptionskomponente besitzt vorzugsweise eine möglichst kleine mittlere Teilchengröße,
da mit sinkender Teilchengröße die aktive Oberfläche steigt. Bevorzugte Wasch- und/oder
Reinigungsmittel enthalten dabei eine Komponente mit einer Ölabsorptionskapazität
von mindestens 20g/100g, die eine mittlere Teilchengröße von unter 50 µm, vorzugsweise
unter 20 µm und insbesondere unter 10 µm aufweist.
[0152] Als Ölabsorptionskomponente eignen sich eine Vielzahl von Stoffen. Es existiert eine
große Anzahl sowohl anorganischer als auch organischer Substanzen, die eine genügend
große Ölabsorptionskapazität aufweisen. Beispielhaft seien hier feinteilige Stoffe,
die durch Fällung gewonnen werden genannt. Als Substanzen finden beispielsweise Silikate,
Aluminosilikate, Calciumsilikate, Magnesiumsilikate und Calciumcarbonat Verwendung.
Aber auch Kieselgur (Diatomeenerde) und feinteilige Cellulosefasern bzw. Derivate
hiervon sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar. Bevorzugte Waschmittel
, zeichnen sich dadurch aus, dass die in ihnen enthaltene Komponente mit einer Ölabsorptionskapazität
von mindestens 20g/100g ausgewählt ist aus Silikaten und/oder Aluminosilikaten, insbesondere
aus der Gruppe der Kieselsäuren und/oder Zeolithe. Hier kommen beispielsweise feinteilige
Zeolithe in Frage, aber auch pyrogene Kieselsäuren (Aerosil
®) oder Kieselsäuren, die durch Fällung erhalten wurden.
[0153] Zur Herstellung von Exdrudaten ist ein Verfahren bevorzugt, worin zunächst ein Vorgemisch
aus Waschmittelbestandteilen hergestellt wird. Dieses feste bevorzugt homogene Vorgemisch,
wird unter Einsatz eines Plastifizier- und/oder Gleitmittels über Lochformen mit Öffnungsweiten
der vorbestimmten Exdrudatdimension bei hohen Drucken zwischen 25 und 200 bar strangförmig
verpresst. Der Strang wird direkt nach dem Austritt aus der Lochform mittels einer
Schneidevorrichtung auf die vorbestimmte Granulatdimension zugeschnitten. Die Anwendung
des hohen Arbeitsdrucks bewirkt die Plastifizierung des Vorgemisches bei der Granulatbildung
und stellt die Schneidfähigkeit der frisch exdrudierten Stränge sicher. Das Vorgemisch
besteht wenigstens anteilsweise aus festen, vorzugsweise feinteiligen üblichen Inhaltsstoffen
von Wasch- und/oder Reinigungsmittel, denen gegebenenfalls flüssige Bestandteile zugemischt
sind. Die festen Inhaltsstoffe können durch Sprühtrocknung gewonnene Turmpulver, aber
auch Agglomerate, die jeweils gewählten Mischungsbestandteile als reine Stoffe, die
im feinteiligen Zustand miteinander vermischt werden, sowie Mischungen aus diesen
sein. Im Anschluss daran werden die flüssigen Inhaltsstsoffe zugegeben und dann gegebenenfalls
ein Plastifizier- und/oder Gleitmittel eingemischt. Als Plastifizier- und/oder Gleitmittel
werden wässerige Lösungen von polymeren Polycarboxylaten sowie hochkonzentrierte Aniontensidpasten
und nichtionische Tenside bevorzugt eingesetzt.
[0154] Die Herstellung von Formkörpern erfolgt nach aus dem Stand der Technik bekannten
Verfahren. Üblicherweise werden die einzelnen Bestandteile, die ganz oder teilweise
vorgranuliert sein können, trocken vermischt und anschließend in Form gebracht, insbesondere
durch Verpressen zu Tabletten, wobei auf herkömmliche Verfahren zurückgegriffen werden
kann. Zur Herstellung von Formkörpern wird das Vorgemisch in einer sogenannten Matrize
zwischen zwei Stempeln zu einem festen Komprimat verdichtet. Dieser Vorgang, der im
folgenden kurz als Tablettierung bezeichnet wird, gliedert sich in vier Abschnitte:
Dosierung, Verdichtung (elastische Verformung), plastische Verformung und Ausstoßen.
[0155] Zunächst wird das Vorgemisch in die Matrize eingebracht, wobei die Füllmenge und
damit das Gewicht und die Form des entstehenden Formkörpers durch die Stellung des
unteren Stempels und die Form des Presswerkzeugs bestimmt werden. Die gleichbleibende
Dosierung auch bei hohen Formkörperdurchsätzen wird vorzugsweise über eine volumetrische
Dosierung des Vorgemischs erreicht. Im weiteren Verlauf der Tablettierung berührt
der Oberstempel das Vorgemisch und senkt sich weiter in Richtung des Unterstempels
ab. Bei dieser Verdichtung werden die Partikel des Vorgemisches näher aneinander gedrückt,
wobei das Hohlraumvolumen innerhalb der Füllung zwischen den Stempeln kontinuierlich
abnimmt. Ab einer bestimmten Position des Oberstempels (und damit ab einem bestimmten
Druck auf das Vorgemisch) beginnt die plastische Verformung, bei der die Partikel
zusammenfließen und es zur Ausbildung des Formkörpers kommt. Je nach den physikalischen
Eigenschaften des Vorgemisches wird auch ein Teil der Vorgemischpartikel zerdrückt
und es kommt bei noch höheren Drücken zu einer Sinterung des Vorgemischs. Bei steigender
Pressgeschwindigkeit, also hohen Durchsatzmengen, wird die Phase der elastischen Verformung
immer weiter verkürzt, so dass die entstehenden Formkörper mehr oder minder große
Hohlräume aufweisen können. Im letzten Schritt der Tablettierung wird der fertige
Formkörper durch den Unterstempel aus der Matrize herausgedrückt und durch nachfolgende
Transporteinrichtungen wegbefördert. Zu diesem Zeitpunkt ist lediglich das Gewicht
des Formkörpers endgültig festgelegt, da die Presslinge aufgrund physikalischer Prozesse
(Rückdehnung, kristallographische Effekte, Abkühlung etc.) ihre Form und Größe noch
ändern können.
[0156] Die Tablettierung erfolgt in handelsüblichen Tablettenpressen, die prinzipiell mit
Einfach- oder Zweifachstempeln ausgerüstet sein können. Im letzteren Fall wird nicht
nur der Oberstempel zum Druckaufbau verwendet, auch der Unterstempel bewegt sich während
des Pressvorgangs auf den Oberstempel zu, während der Oberstempel nach unten drückt.
Für kleine Produktionsmengen werden vorzugsweise Exzentertablettenpressen verwendet,
bei denen der oder die Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sind, die ihrerseits
an einer Achse mit einer bestimmten Umlaufgeschwindigkeit montiert ist. Die Bewegung
dieser Pressstempel ist mit der Arbeitsweise eines üblichen Hubkolbenmotors vergleichbar.
Die Verpressung kann mit je einem Ober- und Unterstempel erfolgen, es können aber
auch mehrere Stempel an einer Exzenterscheibe befestigt sein, wobei die Anzahl der
Matrizenbohrungen entsprechend erweitert ist. Die Durchsätze von Exzenterpressen variieren
je nach Typ von einigen hundert bis maximal 3000 Tabletten pro Stunde.
[0157] Für größere Durchsätze wählt man Rundlauftablettenpressen, bei denen auf einem sogenannten
Matrizentisch eine größere Anzahl von Matrizen kreisförmig angeordnet ist. Die Zahl
der Matrizen variiert je nach Modell zwischen 6 und 55, wobei auch größere Matrizen
im Handel erhältlich sind. Jeder Matrize auf dem Matrizentisch ist ein Ober- und Unterstempel
zugeordnet, wobei wiederum der Pressdruck aktiv nur durch den Ober- bzw. Unterstempel,
aber auch durch beide Stempel aufgebaut werden kann. Der Matrizentisch und die Stempel
bewegen sich um eine gemeinsame senkrecht stehende Achse, wobei die Stempel mit Hilfe
schienenartiger Kurvenbahnen während des Umlaufs in die Positionen für Befüllung,
Verdichtung, plastische Verformung und Ausstoß gebracht werden. An den Stellen, an
denen eine besonders gravierende Anhebung bzw. Absenkung der Stempel erforderlich
ist (Befüllen, Verdichten, Ausstoßen), werden diese Kurvenbahnen durch zusätzliche
Niederdruckstücke, Niederzugschienen und Aushebebahnen unterstützt. Die Befüllung
der Matrize erfolgt über eine starr angeordnete Zufuhreinrichtung, den sogenannten
Füllschuh, der mit einem Vorratsbehälter für das Vorgemisch verbunden ist. Der Pressdruck
auf das Vorgemisch ist über die Presswege für Ober- und Unterstempel individuell einstellbar,
wobei der Druckaufbau durch das Vorbeirollen der Stempelschaftköpfe an verstellbaren
Druckrollen geschieht.
[0158] Rundlaufpressen können zur Erhöhung des Durchsatzes auch mit zwei Füllschuhen versehen
werden, wobei zur Herstellung einer Tablette nur noch ein Halbkreis durchlaufen werden
muss. Zur Herstellung zwei- und mehrschichtiger Formkörper werden mehrere Füllschuhe
hintereinander angeordnet, ohne dass die leicht angepresste erste Schicht vor der
weiteren Befüllung ausgestoßen wird. Durch geeignete Prozessführung sind auf diese
Weise auch Mantel- und Punkttabletten herstellbar, die einen zwiebelschalenartigen
Aufbau haben, wobei im Falle der Punkttabletten die Oberseite des Kerns bzw. der Kernschichten
nicht überdeckt wird und somit sichtbar bleibt. Auch Rundlauftablettenpressen sind
mit Einfach- oder Mehrfachwerkzeugen ausrüstbar, so dass beispielsweise ein äußerer
Kreis mit 50 und ein innerer Kreis mit 35 Bohrungen gleichzeitig zum Verpressen benutzt
werden. Die Durchsätze moderner Rundlauftablettenpressen betragen über eine Million
Formkörper pro Stunde.
[0159] Bei der Tablettierung mit Rundläuferpressen hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
die Tablettierung mit möglichst geringen Gewichtschwankungen der Tablette durchzuführen.
Auf diese Weise lassen sich auch die Härteschwankungen der Tablette reduzieren. Geringe
Gewichtschwankungen können auf folgende Weise erzielt werden:
- Verwendung von Kunststoffeinlagen mit geringen Dickentoleranzen
- Geringe Umdrehungszahl des Rotors
- Große Füllschuhe
- Abstimmung des Füllschuhflügeldrehzahl auf die Drehzahl des Rotors
- Füllschuh mit konstanter Pulverhöhe
- Entkopplung von Füllschuh und Pulvervorlage
[0160] Zur Verminderung von Stempelanbackungen bieten sich sämtliche aus der Technik bekannte
Antihaftbeschichtungen an. Besonders vorteilhaft sind Kunststoffbeschichtungen, Kunststoffeinlagen
oder Kunststoffstempel. Auch drehende Stempel haben sich als vorteilhaft erwiesen,
wobei nach Möglichkeit Ober- und Unterstempel drehbar ausgeführt sein sollten. Bei
drehenden Stempeln kann auf eine Kunststoffeinlage in der Regel verzichtet werden.
Hier sollten die Stempeloberflächen elektropoliert sein.
[0161] Es zeigte sich weiterhin, dass lange Presszeiten vorteilhaft sind. Diese können mit
Druckschienen, mehreren Druckrollen oder geringen Rotordrehzahlen eingestellt werden.
Da die Härteschwankungen der Tablette durch die Schwankungen der Presskräfte verursacht
werden, sollten Systeme angewendet werden, die die Presskraft begrenzen. Hier können
elastische Stempel; pneumatische Kompensatoren oder federnde Elemente im Kraftweg
eingesetzt werden. Auch kann die Druckrolle federnd ausgeführt werden.
[0162] Üblicherweise erfolgt die Verpressung bei Pressdrücken von 0,01 bis 50 kNcm
-2, vorzugsweise von 0,1 bis 40 kNcm
-2 und insbesondere von 1 bis 25 kNcm
-2.
[0163] Geeignete Tablettiermaschinen sind beispielsweise erhältlich bei den Firmen Apparatebau
Holzwarth GbR, Asperg, Wilhelm Fette GmbH, Schwarzenbek, Hofer GmbH, Weil, Horn &
Noack Pharmatechnik GmbH, Worms, IMA Verpackungssysteme GmbH Viersen, KILIAN, Köln,
KOMAGE, Keil am See, KORSCH Pressen AG, Berlin, sowie Romaco GmbH, Worms. Weitere
Anbieter sind beispielsweise Dr. Herbert Pete, Wien (AU), Mapag Maschinenbau AG, Bern
(CH), BWI Manesty, Liverpool (GB), I. Holand Ltd., Nottingham (GB), Courtoy N.V.,
Halle (BE/LU) sowie Mediopharm Kamnik (SI). Besonders geeignet ist beispielsweise
die Hydraulische Doppeldruckpresse HPF 630 der Firma LAEIS, D. Tablettierwerkzeuge
sind beispielsweise von den Firmen Adams Tablettierwerkzeuge, Dresden, Wilhelm Fett
GmbH, Schwarzenbek, Klaus Hammer, Solingen, Herber % Söhne GmbH, Hamburg, Hofer GmbH,
Weil, Horn & Noack, Pharmatechnik GmbH, Worms, Ritter Pharamatechnik GmbH, Hamburg,
Romaco, GmbH, Worms und Notter Werkzeugbau, Tamm erhältlich. Weitere Anbieter sind
z.B. die Senss AG, Reinach (CH) und die Medicopharm, Kamnik (SI).
[0164] Die Formkörper können dabei in vorbestimmter Raumform und vorbestimmter Größe gefertigt
werden, wobei sie immer aus mehreren Phasen, d.h. Schichten, Einschlüssen oder Kernen
und Ringen bestehen. Als Raumform kommen praktisch alle sinnvoll handhabbaren Ausgestaltungen
in Betracht, beispielsweise also die Ausbildung als Tafel, die Stab- bzw. Barrenform,
Würfel, Quader und entsprechende Raumelemente mit ebenen Seitenflächen sowie insbesondere
zylinderförmige Ausgestaltungen mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt.
[0165] Diese letzte Ausgestaltung erfasst dabei die Darbietungsform von der Tablette bis
zu kompakten Zylinderstücken mit einem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser oberhalb
1.
[0166] Die portionierten Presslinge können dabei jeweils als voneinander getrennte Einzelelemente
ausgebildet sein, die der vorbestimmten Dosiermenge der Wasch- und/oder Reinigungsmittel
entspricht. Ebenso ist es aber möglich, Presslinge auszubilden, die eine Mehrzahl
solcher Masseneinheiten in einem Pressling verbinden, wobei insbesondere durch vorgegebene
Sollbruchstellen die leichte Abtrennbarkeit portionierter kleinerer Einheiten vorgesehen
ist. Für den Einsatz von Textilwaschmitteln in Maschinen des in Europa üblichen Typs
mit horizontal angeordneter Mechanik kann die Ausbildung der portionierten Presslinge
als Tabletten, in Zylinder- oder Quaderform zweckmäßig sein, wobei ein Durchmesser/Höhe-Verhältnis
im Bereich von etwa 0,5 : 2 bis 2 : 0,5 bevorzugt ist. Handelsübliche Hydraulikpressen,
Exzenterpressen oder Rundläuferpressen sind geeignete Vorrichtungen insbesondere zur
Herstellung derartiger Presslinge.
[0167] Die Raumform einer anderen Ausführungsform der Formkörper ist in ihren Dimensionen
der Einspülkammer von handelsüblichen Haushaltswaschmaschinen angepasst, so dass die
Formkörper ohne Dosierhilfe direkt in die Einspülkammer eindosiert werden können,
wo sie sich während des Einspülvorgangs auflöst. Selbstverständlich ist aber auch
ein Einsatz der Waschmittelformkörper über eine Dosierhilfe problemlos möglich.
[0168] Ein weiterer bevorzugter mehrphasiger Formkörper, der hergestellt werden kann, hat
eine platten- oder tafelartige Struktur mit abwechselnd dicken langen und dünnen kurzen
Segmenten, so dass einzelne Segmente von diesem "Mehrphasen-Riegel" an den Sollbruchstellen,
die die kurzen dünnen Segmente darstellen, abgebrochen und in die Maschine eingegeben
werden können. Dieses Prinzip des "riegelförmigen" Formkörperwaschmittels kann auch
in anderen geometrischen Formen, beispielsweise senkrecht stehenden Dreiecken, die
lediglich an einer ihrer Seiten längsseits miteinander verbunden sind, verwirklicht
werden. Hier bietet es sich aus optischen Gründen an, die Dreiecksbasis, die die einzelnen
Segmente miteinander verbindet, als eine Phase auszubilden, während die Dreiecksspitze
die zweite Phase bildet. Eine unterschiedliche Anfärbung beider Phasen ist in dieser
Ausführungsform besonders reizvoll.
[0169] Nach dem Verpressen weisen die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper eine hohe
Stabilität auf.
[0170] Die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper können nach der Herstellung verpackt
werden, wobei sich der Einsatz bestimmter Verpackungssysteme besonders bewährt hat,
da diese Verpackungssysteme einerseits die Lagerstabilität der Inhaltsstoffe erhöhen,
andererseits überraschenderweise aber auch die Langzeithaftung der Muldenfüllung deutlich
verbessern. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden
die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper(n) mit einem den oder die Wasch- und/oder
Reinigungsmittelformkörper enthaltenden Verpackungssystem kombiniert, wobei das Verpackungssystem
eine Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate von 0,1 g/m
2/Tag bis weniger als 20 g/m
2/Tag aufweist, wenn das Verpackungssystem bei 23°C und einer relativen Gleichgewichtsfeuchtigkeit
von 85% gelagert wird.
[0171] Das Verpackungssystem der Kombination aus Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper(n)
und Verpackungssystem weist vorzugsweise eine Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate
von 0,1 g/m
2/Tag bis weniger als 20 g/m
2/Tag auf, wenn das Verpackungssystem bei 23°C und einer relativen Gleichgewichtsfeuchtigkeit
von 85% gelagert wird. Die genannten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen sind
die Prüfbedingungen, die in der DIN-Norm 53122 genannt werden, wobei laut DIN 53122
minimale Abweichungen zulässig sind (23 ± 1°C, 85 ± 2% rel. Feuchte). Die Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate
eines gegebenen Verpackungssystems bzw. Materials läßt sich nach weiteren Standardmethoden
bestimmen und ist beispielsweise auch im ASTM-Standard E-96-53T ("Test for measuring
Water Vapor transmission of Materials in Sheet form") und im TAPPI Standard T464 m-45
("Water Vapor Permeability of Sheet Materials at high temperature an Humidity") beschrieben.
Das Messprinzip gängiger Verfahren beruht dabei auf der Wasseraufnahme von wasserfreiem
Calciumchlorid, welches in einem Behälter in der entsprechenden Atmosphäre gelagert
wird, wobei der Behälter an der Oberseite mit dem zu testenden Material verschlossen
ist. Aus der Oberfläche des Behälters, die mit dem zu testenden Material verschlossen
ist (Permeationsfläche), der Gewichtszunahme des Calciumchlorids und der Expositionszeit
läßt sich die Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate nach

berechnen, wobei A die Fläche des zu testenden Materials in cm
2, x die Gewichtszunahme des Calciumchlorids in g und y die Expositionszeit in h bedeutet.
[0172] Die relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit, oft als "relative Luftfeuchtigkeit" bezeichnet,
beträgt bei der Messung der Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate im Rahmen der vorliegenden
Erfindung 85% bei 23°C. Die Aufnahmefähigkeit von Luft für Wasserdampf steigt mit
der Temperatur bis zu einem jeweiligen Höchstgehalt, dem sogenannten Sättigungsgehalt,
an und wird in g/m
3 angegeben. So ist beispielsweise 1 m
3 Luft von 17° mit 14,4 g Wasserdampf gesättigt, bei einer Temperatur von 11° liegt
eine Sättigung schon mit 10 g Wasserdampf vor. Die relative Luftfeuchtigkeit ist das
in Prozent ausgedrückte Verhältnis des tatsächlich vorhandenen Wasserdampf-Gehalts
zu dem der herrschenden Temperatur entsprechenden Sättigungs-Gehalt. Enthält beispielsweise
Luft von 17° 12 g/m
3 Wasserdampf, dann ist die relative Luftfeuchtigkeit = (12/14,4)·100 = 83%. Kühlt
man diese Luft ab, dann wird die Sättigung (100% r. L.) beim sogenannten Taupunkt
(im Beispiel: 14°) erreicht, d.h., bei weiterem Abkühlen bildet sich ein Niederschlag
in Form von Nebel (Tau). Zur quantitativen Bestimmung der Feuchtigkeit benutzt man
Hygrometer und Psychrometer.
[0173] Die relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit von 85% bei 23°C läßt sich beispielsweise
in Laborkammern mit Feuchtigkeitskontrolle je nach Gerätetyp auf +/- 2% r.L. genau
einstellen. Auch über gesättigten Lösungen bestimmter Salze bilden sich in geschlossenen
Systemen bei gegebener Temperatur konstante und wohldefinierte relative Luftfeuchtigkeiten
aus, die auf dem Phasen-Gleichgewicht zwischen Partialdruck des Wassers, gesättigter
Lösung und Bodenkörper beruhen.
[0174] Kombinationen aus Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper und Verpackungssystem
können selbstverständlich ihrerseits in Sekundärverpackungen, beispielsweise Kartonagen
oder Trays, verpackt werden, wobei an die Sekundärverpackung keine weiteren Anforderungen
gestellt werden müssen. Die Sekundärverpackung ist demnach möglich, aber nicht notwendig.
[0175] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Verpackungssysteme weisen eine Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate
von 0,5 g/m
2/Tag bis weniger als 15 g/m
2/Tag auf.
[0176] Das Verpackungssystem umschließt je nach Ausführungsform der Erfindung einen oder
mehrere Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper. Es ist dabei bevorzugt, entweder
einen Formkörper derart zu gestalten, dass er eine Anwendungseinheit des Wasch- und/oder
Reinigungsmittels umfasst, und diesen Formkörper einzeln zu verpacken, oder die Zahl
an Formkörpern in eine Verpackungseinheit einzupacken, die in Summe eine Anwendungseinheit
umfasst. Bei einer Solldosierung von 80 g Wasch- und/oder Reinigungsmittel ist es
also möglich, einen 80 g schweren Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper herzustellen
und einzeln zu verpacken, es ist aber auch möglich, zwei je 40 g schwere Wasch- und/oder
Reinigungsmittelformkörper in eine Verpackung einzupacken, um zu einer Kombination
zu gelangen. Dieses Prinzip lässt sich selbstverständlich erweitern, so dass Kombinationen
auch drei, vier, fünf oder noch mehr Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper in
einer Verpackungseinheit enthalten können. Selbstverständlich können zwei oder mehr
Formkörper in einer Verpackung unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Auf diese
Weise ist es möglich, bestimmte Komponenten räumlich voneinander zu trennen, um beispielsweise
Stabilitätsprobleme zu vermeiden.
[0177] Das voranstehend beschriebene Verpackungssystem kann aus den unterschiedlichsten
Materialien bestehen und beliebige äußere Formen annehmen. Aus ökonomischen Gründen
und aus Gründen der leichteren Verarbeitbarkeit sind allerdings Verpackungssysteme
bevorzugt, bei denen das Verpackungsmaterial ein geringes Gewicht hat, leicht zu verarbeiten
und kostengünstig ist. In bevorzugten Kombinationen besteht das Verpackungssystem
aus einem Sack oder Beutel aus einschichtigem oder laminiertem Papier und/oder Kunststoffolie.
[0178] Dabei können die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper unsortiert, d.h. als
lose Schüttung, in einen Beutel aus den genannten Materialien gefüllt werden. Es ist
aber aus ästhetischen Gründen und zur Sortierung der Kombinationen in Sekundärverpackungen
bevorzugt, die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper einzeln oder zu mehreren
sortiert in Säcke oder Beutel zu füllen. Für einzelne Anwendungseinheiten der Wasch-
und/oder Reinigungsmittelformkörper, die sich in einem Sack oder Beutel befinden,
hat sich in der Technik der Begriff "flow pack" eingebürgert. Solche "flow packs"
können dann - wiederum vorzugsweise sortiert - optional in Umverpackungen verpackt
werden, was die kompakte Angebotsform des Formkörpers unterstreicht.
[0179] Die bevorzugt als Verpackungssystem einzusetzenden Säcke bzw. Beutel aus einschichtigem
oder laminiertem Papier bzw. Kunststoffolie können auf die unterschiedlichste Art
und Weise gestaltet werden, beispielsweise als aufgeblähte Beutel ohne Mittelnaht
oder als Beutel mit Mittelnaht, welche durch Hitze (Heißverschmelzen), Klebstoffe
oder Klebebänder verschlossen werden. Einschichtige Beutel- bzw. Sackmaterialien sind
die bekannten Papiere, die gegebenenfalls imprägniert sein können, sowie Kunststoffolien,
welche gegebenenfalls coextrudiert sein können. Kunststoffolien, die im Rahmen der
vorliegenden Erfindung als Verpackungssystem eingesetzt werden können, sind beispielsweise
in
Hans Domininghaus "Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften", 3. Auflage, VDI Verlag,
Düsseldorf, 1988, Seite 193, angegeben. Die dort gezeigte Abbildung 111 gibt gleichzeitig Anhaltspunkte zur Wasserdampfdurchlässigkeit
der genannten Materialien.
[0180] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugte Kombinationen enthalten
als Verpackungssystem einen Sack oder Beutel aus einschichtiger oder laminierter Kunststoffolie
mit einer Dicke von 10 bis 200 µm, vorzugsweise von 20 bis 100 µm und insbesondere
von 25 bis 50 µm.
[0181] Obwohl es möglich ist, neben den genannten Folien bzw. Papieren auch wachsbeschichtete
Papiere in Form von Kartonagen als Verpackungssystem für die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper
einzusetzen, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, wenn das Verpackungssystem
keine Kartons aus wachsbeschichtetem Papier umfasst. Der Begriff "Verpackungssystem"
kennzeichnet dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer die Primärverpackung
der Formkörper, d.h. die Verpackung, die an ihrer Innenseite direkt mit der Formkörperoberfläche
in Kontakt ist. An eine optionale Sekundärverpackung werden keinerlei Anforderungen
gestellt, so dass hier alle üblichen Materialien und Systeme eingesetzt werden können.
[0182] Wie bereits weiter oben erwähnt, enthalten die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper
der beschriebenen Kombination je nach ihrem Verwendungszweck weitere Inhaltsstoffe
von Wasch- und/oder Reinigungsmitteln in variierenden Mengen. Unabhängig vom Verwendungszweck
der Formkörper ist es bevorzugt, dass der bzw. die Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper
eine relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit von weniger als 30% bei 35°C aufweist/aufweisen.
[0183] Die relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit der Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörper
kann dabei nach gängigen Methoden bestimmt werden, wobei im Rahmen der vorliegenden
Untersuchungen folgende Vorgehensweise gewählt wurde: Ein wasserundurchlässiges 1-Liter-Gefäß
mit einem Deckel, welcher eine verschließbare Öffnung für das Einbringen von Proben
aufweist, wurde mit insgesamt 300 g Wasch- und/oder Reinigungsmittelformkörpern befüllt
und 24 h bei konstant 23°C gehalten, um eine gleichmäßige Temperatur von Gefäß und
Substanz zu gewährleisten. Der Wasserdampfdruck im Raum über den Formkörpern kann
dann mit einem Hygrometer (Hygrotest 6100, Testoterm Ltd., England) bestimmt werden.
Der Wasserdampfdruck wird nun alle 10 Minuten gemessen, bis zwei aufeinanderfolgende
Werte keine Abweichung zeigen (Gleichgewichtsfeuchtigkeit). Das o.g. Hygrometer erlaubt
eine direkte Anzeige der aufgenommenen Werte in % relativer Feuchtigkeit.
[0184] Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen das Verpackungssystem wiederverschließbar
ausgeführt ist. Auch Kombinationen, bei denen das Verpackungssystem eine Microperforation
aufweist, lassen sich mit Vorzug realisieren.
Beispiele
[0185] Es wurden Waschmittel mit der in Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzung hergestellt.
Tabelle 1
| Komponente |
Menge [g/Waschladung] |
Phase I |
Phase II |
Phase III |
Phase IV |
| C12-C18-Alkylbenzolsulfonat |
9,75 |
x |
|
|
|
| C12-C18-Alkylsulfat |
1,95 |
x |
|
|
|
| C12/18-Fettalkohol x 7 EO |
2,93 |
x |
|
|
|
| Zeolith A |
14,63 |
|
x |
|
|
| Soda |
7,31 |
|
x |
|
|
| Wasserglas |
2,91 |
|
x |
|
|
| Sokalan® CP 51 |
2,44 |
x |
|
|
|
| Na-Percarbonat |
11,25 |
|
|
x |
|
| TAED |
4,5 |
|
|
x |
|
| Protease |
0,75 |
|
x |
|
|
| Amylase |
0,23 |
x |
|
|
|
| Lipase |
0,75 |
x |
|
|
|
| Cellulase |
0,23 |
x |
|
|
|
| Hilfsstoffe (Schauminhibitoren, Parfümöl) |
3,75 |
x |
|
|
|
| Wasser |
6,5 |
x |
|
|
|
| Natriumsulfat |
ad 100 |
x |
|
|
|
| Esterquat2 |
7 |
|
|
|
x |
1 Sokalan® CP 5 (polymeres Polycarboxylat; Hersteller BASF AG, Ludwigshafen)
2 Esterquat Stepantex VL 90 (Stepan) |