Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der festen Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel
und betrifft neue Silicone enthaltende Entschäumergranulate für feste Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel,
die man durch gleichzeitige Granulation und Trocknung erhält, ein Verfahren zu ihrer Herstellung
sowie die Verwendung der Granulate zur Herstellung von festen oberflächenaktiven Zubereitungen.
Stand der Technik
Waschmittel für die Haushaltswäsche und die industrielle Wäsche, aber auch Spül- und Reinigungsmittel,
enthalten im allgemeinen organische Tenside, Builder sowie zahlreiche organische und anorganische
Additive. Die für die Wäsche eingesetzten Tenside neigen gewöhnlich während des Einsatzes
zur Schaumentwicklung, was sich negativ auf das Reinigungsergebnis auswirkt. Daher besteht ein
praktisches Bedürfnis, die Schaumentwicklung während des Einsatzes zu kontrollieren. Als besonders
geeignete Entschäumer haben sich dabei Silicone erwiesen, die in der Regel auf Trägermaterialien
aufgebracht und gegebenenfalls mit weiteren organischen entschäumend wirkenden Substanzen beschichtet
in festen Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln eingesetzt werden.
So ist aus der DE 3128631 A1 die Herstellung von schaumgedämpften Waschmitteln mit einem Gehalt
an Siliconentschäumern, die mikroverkapselt sind, bekannt. Dabei wird das Silicon in einer wäßrigen
Dispersion eines filmbildenden Polymeren dispergiert und die Dispersion - getrennt von den übrigen in
Wasser gelösten bzw. dispergierten Waschmittelbestandteilen - über eine besondere Leitung der
Sprühtrocknungsanlage zugeführt. Die Vereinigung der beiden Teilströme erfolgt im Bereich der
Sprühdüse. Als filmbildende Polymere kommen zum Beispiel Celluloseether, Stärkeether oder synthetische
wasserlösliche Polymere in Frage. Die Bildung von Mikrokapseln erfolgt spontan in der Sprühdüse.
Das beschriebene Verfahren ist zwangsläufig an die Herstellung sprühgetrockneter Waschmittel
gebunden. Eine Übertragung auf anderweitig, zum Beispiel durch Granulierung hergestellte Waschmittel
scheint bei dieser Arbeitsweise nicht möglich. Aus der europäischen Patentanmeldung EP
0496510 A1 sind Silicon enthaltende Entschäumer bekannt, wobei auf Stärke als Trägermaterial eine
Mischung aus Siliconen und Fettalkoholen, Fettsäuren oder Glycerinmonoester mit speziellen
Schmelzpunkten aufgebracht wird. Zur Herstellung dieser Entschäumergranulate werden die Silicone
und die weiteren organischen Bestandteile in flüssiger Form mit der Stärke gemischt oder im Fließbettverfahren
granuliert. Problematisch nach diesem Verfahren erweist sich das Einsprühen der Silicone
und der organischen Materialien auf den Träger bei der Granulation. So zeigen die Silicone aufgrund
ihrer Viskosität und ihrer klebrigen, öligen Konsistenz zum einen Probleme bei der Pumpbarkeit und
zum anderen Fadenzüge und Verklebungen in der Sprühdüse, wodurch das gewünschte feinverteilte
Versprühen kaum möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, neue Entschäumergranulate für feste Wasch-, Spül-und
Reinigungsmittel zur Verfügung zu stellen, die sich insbesondere dadurch auszeichnen, daß sie
gut rieselfähig und nicht staubend sind. Schließlich sollte das zugehörige Herstellverfahren so ausgerichtet
sein, daß die Silicone gut pumpfähig sind und feinverteilt aufgesprüht werden können.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung sind Entschäumergranulate für feste Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel,
enthaltend Trägermaterialien und Silicone, dadurch erhältlich, daß man Silicone in Form wäßriger
Emulsionen auf ein zugemischtes Vorprodukt aus Trägermaterialien aufbringt und die Produkte gleichzeitig
in der Wirbelschicht trocknet und granuliert, mit der Maßgabe, daß mindestens 85, vorzugsweise
mindestens 90 und insbesondere mindestens 95 Gew.-% der Teilchen einen mittleren Durchmesser
unterhalb von 1,5, vorzugsweise unterhalb von 1,3 mm und insbesondere zwischen 0,1 und 1,5 mm
aufweisen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die neuen Entschäumergranulate das gewünschte Anforderungsprofil
vollständig erfüllen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Entschäumergranulaten
für feste Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel, enthaltend Trägermaterialien und Silicone, bei dem
man Silicone in Form wäßriger Emulsionen auf ein zugemischtes Vorprodukt aus Trägermaterialien
aufbringt und die Produkte gleichzeitig in der Wirbelschicht trocknet und granuliert, mit der Maßgabe,
daß mindestens 85, vorzugsweise mindestens 90 und insbesondere mindestens 95 Gew.-% der Teilchen
einen mittleren Durchmesser unterhalb von 1,5, vorzugsweise unterhalb von 1,3 mm und insbesondere
zwischen 0,1 und 1,5 mm aufweisen.
Silicone
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind geeignete Silicone übliche Organopolysiloxane, die einen
Gehalt an feinteiliger Kieselsäure, die wiederum auch silaniert sein kann, aufweisen. Derartige Organopolysiloxane
sind beispielsweise in der schon zitierten Europäischen Patentanmeldung EP 0496510 A1
beschrieben. Besonders bevorzugt sind Polydiorganosiloxane, die aus dem Stand der Technik bekannt
sind. Geeignete Polydiorganosiloxane weisen eine nahezu lineare Kette auf und weisen einen Oligomerisierungsgrad
von 40 bis 1500 auf. Beispiele für geeignete Substituenten sind Methyl, Ethyl, Propyl,
Isobutyl, tert. Butyl und Phenyl. In der Regel enthalten die Polydiorganosiloxane feinteilige Kieselsäure,
die auch silaniert sein kann. Insbesondere geeignet sind im Sinne der vorliegenden Erfindung kieselsäurehaltige
Dimethylpolysiloxane. Vorteilhafterweise haben die Polydiorganosiloxane eine Viskosität
nach Brookfield bei 25 °C (Spindel 1, 10 Upm) im Bereich von 5000 mPas bis 30 000 mPas, insbesondere
von 15 000 bis 25 000 mPas. Ein erfindungswesentliches Kriterium der vorliegenden Erfindung
ist, daß die Silicone in Form ihrer wäßrigen Emulsionen eingesprüht werden. In der Regel gibt man das
Silicon zu vorgelegtem Wasser unter Rühren. Falls gewünscht kann man zur Erhöhung der Viskosität
der wäßrigen Silicon-Emulsionen sogenannte Verdickungsmittel, wie sie aus dem Stand der Technik
bekannt sind, zugeben. Die Verdickungsmittel können anorganischer und/oder organischer Natur sein,
besonders bevorzugt werden nichtionische Celluloseether wie Methylcellulose, Ethylcellulose und Mischether
wie Methylhydoxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Methylhydroxybutylcellulose
sowie anionische Carboxycellulose-Typen wie das Carboxymethylcellulose-Natriumsalz (Abkürzung
CMC). Insbsonders geeignete Verdicker sind Mischungen von CMC zu nichtionischen Celluloseethern
im Gewichtsverhältnis 80 : 20 bis 40 : 60, insbesondere 75 : 25 bis 60 : 40. In der Regel und besonders
bei Zugabe der beschriebenen Verdickermischungen empfehlen sich Einsatzkonzentrationen von circa
0,5 bis 10, insbesondere von 2,0 bis 6 Gew.-% - berechnet als Verdickermischung und bezogen auf
wäßrige Siliconemulsion. Die Gehalt an Siliconen der beschriebenen Art in den wäßrigen Emulsionen
liegt vorteilhafterweise im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 20 bis 40 Gew.-% - berechnet
als Silicone und bezogen auf wäßrige Siliconemulsion. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
erhalten die wäßrigen Siliconlösungen als Verdicker Stärke, die aus natürlichen Quellen zugänglich
ist, beispielsweise aus Reis, Kartoffeln, Mais und Weizen. Die Stärke ist vorteilhafterweise in
Mengen von 0,1 bis zu 50 Gew.-% - bezogen auf Silicon-Emulsion - enthalten und insbesondere in
Mischung mit den schon beschriebenen Verdickermischungen aus Natrium-Carboxymethylcellulose
und einem nichtionischen Celluloseether in den schon genannten Mengen. Zur Herstellung der wäßrigen
Siliconemulsionen geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man die gegebenenfalls vorhandenen
Verdickungsmittel in Wasser vorquellen läßt, bevor die Zugabe der Silicone erfolgt. Das Einarbeiten
der Silicone erfolgt zweckmäßigerweise mit Hilfe wirksamer Rühr- und Mischungsvorrichtungen.
Trägermaterialien
Als Trägermaterial können im Sinne der Erfindung alle bekannten anorganischen und/oder organischen
Trägermaterialien eingesetzt werden. Beispiele für typische anorganische Trägermaterialien Alkalicarbonate,
Alumosilicate, wasserlösliche Schichtsilicate, Alkalisilicate, Alkalisulfate, beispielsweise Natriumsulfat
und Alkaliphosphate. Bei den Alkalisilicaten handelt es sich vorzugsweise um eine Verbindung
mit einem Molverhältnis Alkalioxid zu SiO
2 von 1:1,5 bis 1:3,5. Die Verwendung derartiger Silicate resultiert
in besonders guten Korneigenschaften, insbesondere hoher Abriebsstabilität und dennoch hoher
Auflösungsgeschwindigkeit in Wasser. Zu den als Trägermaterial bezeichneten Alumosilicaten gehören
insbesondere die Zeolithe, beispielsweise Zeolith NaA und NaX. Zu den als wasserlöslichen
Schichtsilicaten bezeichneten Verbindungen gehören beispielsweise amorphes oder kristallines Wasserglas.
Als organische Trägermaterialien kommen zum Beispiel filmbildende Polymere, beispielsweise
Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone, Poly(meth)acrylate, Polycarboxylate, Cellulosederivate und
Stärke in Frage. Brauchbare Celluloseether sind insbesondere Alkalicarboxymethylcellulose, Methylcellulose,
Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose und sogenannte Cellulosemischether, wie zum Beispiel
Methylhydroxyethylcellulose und Methylhydroxypropylcellulose, sowie deren Mischungen. Besonders
geeignete Mischungen sind aus Natrium-Carboxymethylcellulose und Methylcellulose zusammengesetzt,
wobei die Carboxymethylcellulose üblicherweise einen Substitutionsgrad von 0,5 bis 0,8 Carboxymethylgruppen
pro Anhydroglukoseeinheit und die Methylcellulose einen Substitutionsgrad von 1,2
bis 2 Methylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit aufweist. Die Gemische enthalten vorzugsweise Alkalicarboxymethylcellulose
und nichtionischen Celluloseether in Gewichtsverhältnissen von 80:20 bis
40:60, insbesondere von 75:25 bis 50:50. Derartige Celluloseethergemische können in fester Form
oder als wäßrige Lösungen verwendet werden, die in üblicher Weise vorgequollen sein können. Im
Sinne der Erfindung werden als Träger besonders bevorzugt die native Stärke, die aus Amylose und
Amylopectin aufgebaut ist. Als native Stärke wird Stärke bezeichnet, wie sie als Extrakt aus natürlichen
Quellen zugänglich ist, beispielsweise aus Reis, Kartoffeln, Mais und Weizen. Native Stärke ist ein
handelsübliches Produkt und damit leicht zugänglich. Als Trägermaterialien können einzelne oder mehrere
der vorstehend genannten Verbindungen eingesetzt werden, insbesondere ausgewählt aus der
Gruppe der Alkalicarbonate, Alkalisulfate, Alkaliphosphate, Zeolithe, wasserlösliche Schichtsilicate,
Alkalisilicate, Polycarboxylate, Carboxymethylcellulose, Polyacrylat/Polymethacrylat und Stärke. Besonders
geeignet sind Mischungen von Alkalicarbonaten, insbesondere Natriumcarbonat, Alkalisilicaten,
insbesondere Natriumsilicat, Alkalisulfaten, insbesondere Natriumsulfat, Zeolithen, Polycarboxylate,
insbesondere Poly(meth)acrylat, und Celluloseether und nativer Stärke. Die Trägermaterialien können
folgendermaßen zusammengesetzt sein:
0 bis 2 Gew.-% Celluloseether 0 bis 75 Gew.-% native Stärke 0 bis 30 Gew.-% AlkaliSilicat 0 bis 75 Gew.-% Alkalisulfat 0 bis 95 Gew.-% Alkalicarbonat 0 bis 95 Gew.-% Zeolithe 0 bis 5 Gew.-% Polycarboxylate, wobei sich die Summe zu 100 Gew.-% addieren muß.
Wachsartige Entschäumer
Im Sinne der vorliegenden Erfindung können zusätzlich neben den Siliconen wachsartige , in Wasser
unlösliche Entschäumerverbindungen eingesetzt werden. Als "wachsartig" werden solche Verbindungen
verstanden, die einen Schmelzpunkt bei Atmospärendruck über 25 °C (Raumtemperatur), vorzugsweise
über 50 °C und insbesondere über 70 °C aufweisen. Die ggf. erfindungsgemäß enthaltenen
wachsartigen Entschäumersubstanzen sind in Wasser praktisch nicht löslich, d.h. bei 20 °C weisen sie
in 100 g Wasser eine Löslichkeit unter 0,1 Gew.-% auf. Prinzipiell können alle aus dem Stand der
Technik bekannten wachsartigen Entschäumersubstanzen zusätzlich enthalten sein. Geeignete
wachsartige Verbindungen sind beispielsweise Bisamide, Fettalkohole, Fettsäuren, Carbonsäureester
von ein- und mehrwertigen Alkoholen sowie Paraffinwachse oder Mischungen derselben. Geeignet sind
Bisamide, die sich von gesättigten Fettsäuren mit 12 bis 22, vorzugsweise 14 bis 18 C-Atomen sowie
von Alkylendiaminen mit 2 bis 7 C-Atomen ableiten. Geeignete Fettsäuren sind Laurin-, Myristin-, Stearin-,
Arachin- und Behensäure sowie deren Gemische, wie sie aus natürlichen Fetten beziehungsweise
gehärteten Ölen, wie Talg oder hydriertem Palmöl, erhältlich sind. Geeignete Diamine sind beispielsweise
Ethylendiamin, 1,3-Propylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin,
p-Phenylendiamin und Toluylendiamin. Bevorzugte Diamine sind Ethylendiamin und Hexamethylendiamin.
Besonders bevorzugte Bisamide sind Bis-myristoyl-ethylendiamin, Bis-palmitoylethylendiamin,
Bis-stearoylethylendiamin und deren Gemische sowie die entsprechenden Derivate des
Hexamethylendiamins. Geeignete Carbonsäureester leiten sich von Carbonsäuren mit 12 bis 28 Kohlenstoffatomen
ab. Insbesondere handelt es sich um Ester von Behensäure, Stearinsäure, Ölsäure,
Palmitinsäure, Myristinsäure und/oder Laurinsäure. Der Alkoholteil des Carbonsäureesters enthält einen
ein- oder mehrwertigen Alkohole mit 1 bis 28 Kohlenstoffatomen in der Kohlenwasserstoffkette.
Beispiele von geeigneten Alkoholen sind Behenylalkohol, Arachidylalkohol, Kokosalkohol, 12-Hydroxystearylalkohol,
Oleylalkohol und Laurylalkohol sowie Ethylenglykol, Glycerin, Methanol, Ethanol,
Isopropanol, Vinylalkohol, Saccharose, Erythrit, Pentaerythrit, Sorbitan und/oder Sorbit. Bevorzugte
Ester sind solche von Methanol, Ethylenglykol, Glycerin und Sorbitan, wobei der Säureteil des Esters
insbesondere aus Behensäure, Stearinsäure, Ölsäure, Palmitinsäure oder Myristinsäure ausgewählt
wird. In Frage kommende Ester mehrwertiger Alkohole sind beispielsweise Xylitmonopalmitat, Pentarythritmonostearat,
Glycerinmonostearat, Ethylenglykolmonostearat und Sorbitanmonostearat, Sorbitanpalmitat,
Sorbitanmonolaurat, Sorbitandilaurat, Sorbitandistearat, Sorbitandibehenat, Sorbitandioleat
sowie gemischte Talgalkylsorbitanmono- und -diester. Brauchbare Glycerinester sind die Mono-, Di-oder
Triester von Glycerin und genannten Carbonsäuren, wobei die Mono- oder Dieester bevorzugt
sind. Glycerinmonostearat, Glycerinmonooleat, Glycerinmonopalmitat, Glycerinmonobehenat und Glycerindistearat
sind Beispiele hierfür. Beispiele für geeignete natürliche Ester sind Bienen- und Carnaubawachs,
wobei letzteres ein Gemisch von Carnaubasäurealkylestern, oft in Kombination mit geringen
Anteilen freier Carnaubasäure, weiteren langkettigen Säuren, hochmolekularen Alkoholen und Kohlenwasserstoffen,
darstellt. Geeignete Carbonsäuren als weitere Entschäumerverbindung sind insbesondere
Behensäure, Stearinsäure, Ölsäure, Palmitinsäure, Myristinsäure und Laurinsäure sowie deren
Gemische, wie sie aus natürlichen Fetten bzw. gegebenenfalls gehärteten Ölen, wie Talg oder hydriertem
Palmöl, erhältlich sind. Bevorzugt sind gesättigte Fettsäuren mit 12 bis 22, insbesondere 14 bis 18
C-Atomen. Geeignete Fettalkohole als weitere Entschäumerverbindung sind die hydrierten Produkte
der beschriebenen Fettsäuren. Das im Sinne der Erfindung bevorzugte Paraffinwachs als weitere Entschäumerverbindung
stellt im allgemeinen ein komplexes Stoffgemisch ohne scharfen Schmelzpunkt
dar. Zur Charakterisierung bestimmt man üblicherweise seinen Schmelzbereich durch Differential-Thermo-Analyse
(DTA), wie in "The Analyst" 87 (1962), 420, beschrieben, und/oder seinen Erstarrungspunkt.
Darunter versteht man die Temperatur, bei der das Paraffin durch langsames Abkühlen
aus dem flüssigen in den festen Zustand übergeht. Dabei sind bei Raumtemperatur vollständig flüssige
Paraffine, das heißt solche mit einem Erstarrungspunkt unter 25 °C, erfindungsgemäß nicht brauchbar.
Eingesetzt werden können beispielsweise die aus EP 0309931 A1 bekannten Paraffinwachsgemische
aus beispielsweise 26Gew.-% bis 49 Gew.-% mikrokristallinem Paraffinwachs mit einem Erstarrungspunkt
von 62 °C bis 90 °C, 20 Gew.-% bis 49 Gew.-% Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt
von 42 °C bis 56 °C und 2 Gew.-% bis 25 Gew.-% Weichparaffin mit einem Erstarrungspunkt von 35
°C bis 40 °C. Vorzugsweise werden Paraffine bzw. Paraffingemische verwendet, die im Bereich von 30
°C bis 90 °C erstarren. Dabei ist zu beachten, daß auch bei Raumtemperatur fest erscheinende Paraffinwachsgemische
unterschiedliche Anteile an flüssigem Paraffin enthalten können. Bei den erfindungsgemäß
brauchbaren Paraffinwachsen liegt dieser Flüssiganteil so niedrig wie möglich und fehlt vorzugsweise
ganz. So weisen besonders bevorzugte Paraffinwachsgemische bei 30 °C einen Flüssiganteil
von unter 10 Gew.-%, insbesondere von 2 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bei 40 °C einen Flüssiganteil
von unter 30 Gew.-%, vorzugsweise von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% und insbesondere von 5 Gew.-% bis
15 Gew.-%, bei 60 °C einen Flüssiganteil von 30 Gew.-% bis 60 Gew.-%, insbesondere von 40 Gew.-%
bis 55 Gew.-%, bei 80 °C einen Flüssiganteil von 80 Gew.-% bis 100 Gew.-%, und bei 90 °C einen
Flüssiganteil von 100 Gew.-% auf. Die Temperatur, bei der ein Flüssiganteil von 100 Gew.-% des Paraffinwachses
erreicht wird, liegt bei besonders bevorzugten Paraffinwachsgemischen noch unter 85 °C,
insbesondere bei 75 °C bis 82 °C. Im Sinne der Erfindung werden insbesondere die Paraffinwachse
der geschilderten Art eingesetzt.
Verfahren
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein Vorprodukt aus den Trägermaterialien und den
gegebenenfalls enthaltenen wachsartigen Entschäumersubstanzen hergestellt. Sofern das Vorprodukt
zusätzlich wachsartige Entschäumersubstanzen enthält, beträgt der Gewichtsanteil an Trägermaterialien
vorzugsweise 20 bis 98 Gew.-%, insbesondere 35 bis 95 Gew.-%, und der der wachsartigen Entschäumersubstanzen
vorzugsweise 2 bis 80 Gew.-%, insbesondere 5 bis 65 Gew.-% - berechnet auf
Vorprodukt. Das Trägermaterial kann in üblicher Weise durch Sprühtrocknen einer wäßrigen Aufschlämmung
erzeugt werden. Sofern zusätzlich wachsartige Entschäumersubstanzen eingesetzt werden,
können diese beispielsweise durch Aufbringen der geschmolzenen wachsartigen Entschäumersubstanzen
auf das sprühgetrocknete, körnige Trägermaterial, beispielsweise durch sukzessives Zumischen,
insbesondere in Form eines Sprays aufgebracht werden. Das Trägermaterial, wird dabei vorzugsweise
durch Mischorgane oder durch Fluidisierung in Bewegung gehalten, um eine gleichmäßige
Beladung des Trägermaterials zu gewährleisten. Die dafür verwendeten Sprühmischer können kontinuierlich
oder diskontinuierlich betrieben werden.
Die Herstellung von zusätzlich wachsartigen Entschäumersubstanzen enthaltenden Vorprodukten erfolgt
in einer weiteren erfindungsgemäßen bevorzugten Ausgestaltung derart, daß man das Trägermaterial
in Wasser löst beziehungsweise aufschlämmt, die wachsartigen Entschäumersubstanzen darin
dispergiert und diesen Slurry anschließend sprühtrocknet. Der Dispersion kann ein wasserlöslicher,
nichttensidischer Dispersionsstabilisator in Form eines in Wasser quellfähigen Polymeren zugesetzt
werden. Beispiele hierfür sind die genannten Celluloseether, Homo- und Copolymere von ungesättigten
Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Maleinsäure und copolymerisierbaren Vinylverbindungen, wie Vinylether,
Acrylamid und Ethylen. Der Zusatz an derartigen als Dispersionsstabilisatoren wirkenden Verbindungen
in der wäßrigen Aufschlämmung beträgt vorzugsweise nicht über 5 Gew.-%, insbesondere
1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bezogen auf das entstehende Vorprodukt. Der Wassergehalt des Slurries
kann je nach Art beziehungsweise Löslichkeit der Trägermaterialien 30 Gew.-% bis 60 Gew.-% betragen.
Das Sprühtrocknen der Dispersion kann in im Prinzip bekannter Weise in dafür vorgesehenen
Anlagen, sogenannten Sprühtürmen, mittels heißer, in Gleichstrom oder Gegenstrom geführter
Trocknungsgase erfolgen. Dabei ist die Trocknung durch im Gleichstrom mit dem Sprühgut geführte
Trocknungsgase bevorzugt, da so insbesondere bei paraffinhaltigen Vorprodukten der auf die potentielle
Heißluftflüchtigkeit einiger Bestandteile des Paraffins zurückzuführende Aktivitätsverlust auf ein
Minimum gesenkt werden kann.
Das Aufsprühen der wäßrigen Silikon-Emulsionen auf das Vorprodukt erfolgt im Rahmen der vorliegenden
Erfindung vorzugsweise kontinuierlich auf das feste Vorprodukt unter gleichzeitigem Trocknen und
Granulieren in einer Wirbelschicht, insbesondere in einer kontinuierlich arbeitenden Wirbelschicht nach
dem sogenannten SKET-Verfahren. Dabei werden die wäßrigen Silikon-Emulsionen über eine oder
mehrere Düsen in die Wirbelschicht eingebracht. Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
gleichzeitig mit den wäßrigen Silikon-Emulsionen, aber separat von diesen das Vorprodukt aus Trägermaterial
und wachsartigen Entschäumersubstanzen zugemischt, vorzugsweise über eine automatisch
geregelte Feststoffdosierung. Die Produktströme an wäßrigen Silikon-Emulsion und zugemischtem
Vorprodukt werden dabei so gesteuert, daß sich Entschäumergranulate ergeben, die vorzugsweise
2,0 bis 25 Gew.-%, insbesondere 5,0 bis 20 Gew.-% Silikon - berechnet als Silikon und
bezogen auf Entschäumergranulat - enthalten. Der zu 100 Gew.-% fehlende Rest des Entschäumergranulats
ist das schon beschriebene Vorprodukt. In der Wirbelschicht trifft die wäßrige Silikon-Emulsion
auf die zugemischten Vorprodukte unter gleichzeitigem Verdampfen des Wassers, wodurch
angetrocknete bis getrocknete Keime entstehen, die mit weiteren eingebrachten wäßrigen Silikon-Emulsionen
bzw. mit den zugemischten Vorprodukten umhüllt, granuliert und wiederum gleichzeitig
getrocknet werden. Das gleichzeitige Trocknen und Granulieren erfolgt in der Wirbelschicht oberhalb
eines mit Durchtrittsöffnungen für die Trocknungsluft versehenen kreisrunden Anströmbodens, wobei
das zu trocknende Produkt während dieser Trocknungsphase stationär über dem Anströmboden verbleibt,
so daß eine Aufbaugranulierung erfolgt. Nähere Angaben zu dem sogenannten SKET- Verfahren
sind in der Europäischen Patentschrift EP 0603207 B1 zu finden. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens
ist, daß die entstehenden Entschäumergranulate hinsichtlich ihrer Korngröße und damit auch
hinsichtlich ihres Gewichts von der anströmenden Trocknungsluft gesichtet bzw. klassiert werden, so
daß solche Granulate, die die gewünschte Korngröße bzw. Gewicht erreicht haben, aus der Wirbelschicht
herausfallen auf den Wirbelschichtboden in eine Austragsschleuse.
Bevorzugt eingesetzte Wirbelschichtapparate besitzen kreisrunde Bodenplatten (Anströmboden) mit
einem Durchmesser zwischen 0,4 und 5 m, beispielsweise 1,2 m oder 2,5 m. Als Bodenplatte können
Lochbodenplatten, eine Contidurplatte (Handelsprodukt der Firma Hein & Lehmann, Bundesrepublik
Deutschland) oder Lochbodenplatten eingesetzt werden, deren Löcher (Durchtrittsöffnungen) von einem
Gitternetz mit Maschenweiten kleiner als 600 µm bedeckt sind. Dabei kann das Gitternetz innerhalb
oder oberhalb der Durchtrittsöffnungen angeordnet sein. Vorzugsweise liegt das Gitternetz jedoch
unmittelbar unterhalb der Durchtrittsöffnungen des Anströmbodens. Vorteilhafterweise ist dies so realisiert,
daß eine Metall-Gaze mit der entsprechenden Maschenweite aufgesintert ist. Vorzugsweise besteht
die Metallgaze aus dem gleichen Material wie der Anströmboden, insbesondere aus Edelstahl.
Vorzugsweise liegt die Maschenweite des genannten Gitternetzes zwischen 200 und 400 µm.
Bevorzugt im Sinne der Erfindung wird das Verfahren bei Wirbelluftgeschwindigkeiten zwischen 1 und 8
m/s und insbesondere zwischen 1,5 und 5,5 m/s durchgeführt. Der Austrag der Granulate erfolgt vorteilhafterweise
über eine Größenklassierung der Granulate. Diese Klassierung erfolgt bevorzugt mittels
einem entgegengeführtem Trocknungsluftstrom (Sichterluft), der so reguliert wird, daß erst Teilchen ab
einer bestimmten Teilchengröße aus der Wirbelschicht entfernt und kleinere Teilchen in der Wirbelschicht
zurückgehalten werden. In einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich die einströmende Luft
aus der beheizten oder unbeheizten Sichterluft und der beheizten Bodenluft zusammen. Die Bodenlufttemperatur
liegt dabei vorzugsweise zwischen 80 und 400 °C. Die Wirbelluft kühlt sich durch Wärmeverluste
und durch die Verdampfungswärme ab und beträgt vorzugsweise etwa 5 cm oberhalb der
Bodenplatte 60 bis 120 °C, vorzugsweise 65 bis 90 und insbesondere 70 bis 85 °C. Die Luftaustrittstemperatur
liegt vorzugsweise zwischen 60 und 120 °C, insbesondere unterhalb 80 °C.
Die Aufenthaltszeit für das zu trocknende Produkt, welches stationär über dem Anströmboden verbleibt,
liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 60 Minuten. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden die
Entschäumergranulate als getrocknet betrachtet, sofern der Gehalt an freiem Wasser unter 10 Gew.-%,
vorzugsweise von 0,1 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen auf die fertigen Granulate, beträgt. Bei dem bevorzugt
durchgeführtem Verfahren in der Wirbelschicht ist es notwendig, daß zu Beginn des Verfahrens
eine Startmasse vorhanden ist, die als anfänglicher Träger für die eingesprühte wäßrige Silikon-Emulsion
dient. Als Startmasse eignen sich die zugemischten Vorprodukte oder insbesondere die Entschäumergranulate
selber, die bereits bei einem vorangegangenen Verfahrensablauf erhalten wurden.
Insbesondere werden Entschäumergranulate mit einer Korngröße im Bereich über 0,2 und unter 0,9
mm als Startmasse eingesetzt und vorzugsweise über einen Walzenstuhl eingespeist. Bevorzugt werden
die aus der Wirbelschicht erhaltenen Entschäumergranulate anschließend in einem seperaten
Wirbelbett abgekühlt und mittels eines Siebes klassiert in Granulate mit Korngrößen zwischen 0,9 und
5 mm als Gutkornfraktion, in Granulate über 5 mm als Überkornfraktion und in Granulate unter 0,9 mm
als Unterkornfraktion. Die Granulate der Unterkornfraktion werden wieder in die Wirbelschicht zurückgeführt.
Die Überkornfraktion wird gemahlen, vorzugsweise in Korngrößen unter 0,9 mm, und ebenfalls
in die Wirbelschicht zurückgeführt.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die erfindungsgemäßen Entschäumergranulate sind kugelige, leicht fließende Produkte, die nicht stauben.
Sie zeigen eine gute entschäumende Wirkung und sind sowohl in sprühgetrockneten als auch in
granulierten oberflächenaktiven Zubereitungen einsetzbar. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung daher ihre Verwendung zur Herstellung von festen Wasch-, Spül- und Reinigungsmitteln. Die
Entschäumergranulate können in Mengen von 0,2 bis 7,0 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,5 bis
4,0 Gew.-% - bezogen auf die Mittel - enthalten sein. Die Entschäumergranulate können auf einfache
Weise untergemischt werden.
Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel
Primäre Bestandteile der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Entschäumergranulate erhältlichen
Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel sind anionische, nichtionische, kationische, amphotere
und/oder zwitterionische Tenside, vorzugsweise sind jedoch anionische Tenside bzw. Kombinationen
von anionischen und nichtionischen Tensiden zugegen. Typische Beispiele für anionische Tenside
sind Seifen, Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate,
α-Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate,
Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate,
Mono- und Dialkylsulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen,
Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, N-Acylaminosäuren
wie beispielsweise Acyllactylate, Acyltartrate, Acylglutamate und Acylaspartate, Alkyloligoglucosidsulfate,
Proteinfettsäurekondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis)
und Alkyl(ether)phosphate. Sofern die anionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können
diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.
Vorzugsweise werden Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfate, Seifen, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Methylestersulfonate
sowie deren Gemische eingesetzt. Bevorzugte Alkylbenzolsulfonate folgen vorzugsweise
der Formel (I),
R-Ph-SO3X
in der R für einen verzweigten, vorzugsweise jedoch linearen Alkylrest mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen,
Ph für einen Phenylrest und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium,
Alkanolammonium oder Glucammonium steht. Insbesondere von diesen geeignet sind Dodecylbenzolsulfonate,
Tetradecylbenzolsulfonate, Hexadecylbenzolsulfonate sowie deren technische Gemische in
Form der Natriumsalze. Unter Alkyl- und/oder Alkenylsulfaten, die auch häufig als Fettalkoholsulfate
bezeichnet werden, sind die Sulfatierungsprodukte primärer und/oder sekundärer Alkohole zu verstehen,
die vorzugsweise der Formel (II) folgen,
R2O-SO3Y
in der R2 für einen linearen oder verzweigten, aliphatischen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22,
vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und Y für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Ammonium,
Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht. Typische Beispiele für Alkylsulfate, die
im Sinne der Erfindung Anwendung finden können, sind die Sulfatierungsprodukte von Capronalkohol,
Caprylalkohol, Caprinalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol,
Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol,
Gadoleylalkohol, Behenylalkohol und Erucylalkohol sowie deren technischen Gemischen, die
durch Hochdruckhydrierung technischer Methylesterfraktionen oder Aldehyden aus der Roelenschen
Oxosynthese erhalten werden. Die Sulfatierungsprodukte können vorzugsweise in Form ihrer Alkalisalze
und insbesondere ihrer Natriumsalze eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Alkylsulfate
auf Basis von C16/18-Talg-Fettalkoholen bzw. pflanzliche Fettalkohole vergleichbarer C-Kettenverteilung
in Form ihrer Natriumsalze. Im Falle von verzweigten primären Alkoholen handelt es sich um Oxoalkohole,
wie sie z.B. durch Umsetzung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff an alpha-ständige Olefine
nach dem Shop-Verfahren zugänglich sind. Solche Alkoholmischungen sind im Handel unter dem Handelsnamen
Dobanol® oder Neodol® erhältlich. Geeignete Alkoholmischungen sind Dobanol 91®, 23®,
25®, 45®. Eine weitere Möglichkeit sind Oxoalkohole, wie sie nach dem klassischen Oxoprozeß der
Enichema bzw. der Condea durch Anlagerung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff an Olefine erhalten
werden. Bei diesen Alkoholmischungen handelt es sich um eine Mischung aus stark verzweigten Alkoholen.
Solche Alkoholmischungen sind im Handel unter dem Handelsnamen Lial® erhältlich. Geeignete
Alkoholmischungen sind Lial 91®, 111®, 123®, 125®, 145®. Unter Seifen sind schließlich Fettsäuresalze
der Formel (III) zu verstehen,
R3CO-OX
in der R3CO für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis 22
und vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und X für Alkali- und/oder Erdalkali, Ammonium, Alkylammonium
oder Alkanolammonium steht. Typische Beispiele sind die Natrium-, Kalium-, Magnesium-,
Ammonium- und Triethanolammoniumsalze der Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure,
Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure,
Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure,
Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen. Vorzugsweise
werden Kokos- oder Palmkernfettsäure in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze eingesetzt.
Typische Beispiele für nichtionische Tenside sind Fettalkoholpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether,
Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte
Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, Alk(en)yloligoglykoside, Fettsäure-N-alkylglucamide, Proteinhydrolysate
(insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester,
Sorbitanester, Polysorbate und Aminoxide. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten
enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung
aufweisen. Vorzugsweise werden Fettalkoholpolyglycolether, alkoxylierte Fettsäureniedrigalkylester
oder Alkyloligoglucoside eingesetzt. Die bevorzugten Fettalkoholpolyglycolether folgen der
Formel (IV),
R4O(CH2CHR5O)nH
in der R4 für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 12
bis 18 Kohlenstoffatomen, R5 für Wasserstoff oder Methyl und n für Zahlen von 1 bis 20 steht. Typische
Beispiele sind die Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 20 und vorzugsweise 5 bis 10 Mol
Ethylen- und/oder Propylenoxid an Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol,
Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol,
Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Linolylalkohol, Linolenylalkohol, Elaeostearylalkohol,
Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol
sowie deren technische Mischungen. Besonders bevorzugt sind Anlagerungsprodukte von 3, 5 oder 7
Mol Ethylenoxid an technische Kokosfettalkohole. Als alkoxylierte Fettsäureniedrigalkylester kommen
Tenside der Formel (V) in Betracht,
R6CO-(OCH2CHR7)mOR8
in der R6CO für einen linearen oder verzweigten, gesättigten und/oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis
22 Kohlenstoffatomen, R7 für Wasserstoff oder Methyl, R8 für lineare oder verzweigte Alkylreste mit 1
bis 4 Kohlenstoffatomen und m für Zahlen von 1 bis 20 steht. Typische Beispiele sind die formalen
Einschubprodukte von durchschnittlich 1 bis 20 und vorzugsweise 5 bis 10 Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid
in die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl- und tert.-Butylester von Capronsäure, Caprylsäure,
2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure,
Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure,
Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie
deren technische Mischungen. Üblicherweise erfolgt die Herstellung der Produkte durch Insertion der
Alkylenoxide in die Carbonylesterbindung in Gegenwart spezieller Katalysatoren, wie z.B. calcinierter
Hydrotalcit. Besonders bevorzugt sind Umsetzungsprodukte von durchschnittlich 5 bis 10 Mol Ethylenoxid
in die Esterbindung von technischen Kokosfettsäuremethylestern. Alkyl- und Alkenyloligoglykoside,
die ebenfalls bevorzugte nichtionische Tenside darstellen, folgen üblicherweise der Formel (VI),
R9O-[G]p
in der R9 für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest
mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlägigen
Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das umfangreiche
Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1 0 301 298 und WO 90/03977 verwiesen. Die Alkyl-und/oder
Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside
sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (VI) gibt
den Oligomerisierungsgrad (DP), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für
eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß
und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid
eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt.
Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad
p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside
bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbesondere zwischen
1,2 und 1,4 liegt. Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R9 kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11, vorzugsweise
8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol,
Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise
bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung
von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside
der Kettenlänge C8-C10 (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von
technischem C8-C18-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C12-Alkohol
verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C9/11-Oxoalkohole
(DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R9 kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis
22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, Myristylalkohol,
Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol,
Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, Brassidylalkohol
sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt
sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C12/14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.
Typische Beispiele für kationische Tenside sind insbesondere
Tetraalkylammoniumverbindungen,
wie beispielsweise Dimethyldistearylammoniumchlorid oder Hydroxyethyl Hydroxycetyl Dimmonium
Chloride (Dehyquart E) oder aber
Esterquats. Hierbei handelt es sich beispielsweise um quaternierte
Fettsäuretriethanolaminestersalze der Formel
(VII),
in der R
10CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
11 und R
12 unabhängig voneinander
für Wasserstoff oder R
10CO, R
13 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine
(CH
2CH
2O)
x4H-Gruppe, x1, x2 und x3 in Summe für 0 oder Zahlen von 1 bis 12, x4 für Zahlen von 1 bis
12 und Y für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Typische Beispiele für Esterquats, die im
Sinne der Erfindung Verwendung finden können, sind Produkte auf Basis von Capronsäure, Caprylsäure,
Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Ölsäure,
Elaidinsäure, Arachinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, wie sie
beispielsweise bei der Druckspaltung natürlicher Fette und Öle anfallen. Vorzugsweise werden technische
C
12/18-Kokosfettsäuren und insbesondere teilgehärtete C
16/18-Talg- bzw. Palmfettsäuren sowie
elaidinsäurereiche C
16/18-Fettsäureschnitte eingesetzt. Zur Herstellung der quaternierten Ester können
die Fettsäuren und das Triethanolamin im molaren Verhältnis von 1,1 : 1 bis 3 : 1 eingesetzt werden. Im
Hinblick auf die anwendungstechnischen Eigenschaften der Esterquats hat sich ein Einsatzverhältnis
von 1,2 : 1 bis 2,2 : 1, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1,9 : 1 als besonders vorteilhaft erwiesen. Die bevorzugten
Esterquats stellen technische Mischungen von Mono-, Di- und Triestern mit einem durchschnittlichen
Veresterungsgrad von 1,5 bis 1,9 dar und leiten sich von technischer C
16/18- Talg- bzw. Palmfettsäure
(lodzahl 0 bis 40) ab. Aus anwendungstechnischer Sicht haben sich quatemierte Fettsäuretriethanolaminestersalze
der Formel
(VII) als besonders vorteilhaft erwiesen, in der R
10CO für einen Acylrest
mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R
11 für R
10CO, R
12 für Wasserstoff, R
13 für eine Methylgruppe, x1,
x2und x3 für 0 und Y für Methylsulfat steht. Neben den quaternierten Fettsäuretriethanolaminestersalzen
kommen als Esterquats ferner auch quaternierte Estersalze von Fettsäuren mit Diethanolalkylaminen
der Formel
(VIII) in Betracht,
in der R
14CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
15 für Wasserstoff oder R
14CO, R
16
und R
17 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, x1 und x2 in Summe für
0 oder Zahlen von 1 bis 12 und Y für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Als weitere Gruppe
geeigneter Esterquats sind schließlich die quaternierten Estersalze von Fettsäuren mit 1,2-Dihydroxypropyldialkylaminen
der Formel
(IX) zu nennen,
in der R
18CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
19 für Wasserstoff oder R
18CO, R
20,
R
21 und R
22 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, x1 und x2 in Summe
für 0 oder Zahlen von 1 bis 12 und Y für Halogenid, Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Schließlich
kommen als Esterquats noch Stoffe in Frage, bei denen die Ester- durch eine Amidbindung ersetzt ist
und die vorzugsweise basierend auf Diethylentriamin der Formel
(X) folgen,
in der R
23CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
24 für Wasserstoff oder R
23CO, R
25
und R
26 unabhängig voneinander für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Y für Halogenid,
Alkylsulfat oder Alkylphosphat steht. Derartige Amidesterquats sind beispielsweise unter der Bezeichnung
Incroquat® (Croda) im Markt erhältlich.
Als
amphotere bzw. zwitterionische Tenside können die Zubereitungen Alkylbetaine, Alkylamidobetaine,
Aminopropionate, Aminoglycinate, Imidazoliniumbetaine und/oder Sulfobetaine enthalten.
Beispiele für geeignete
Alkylbetaine stellen die Carboxyalkylierungsprodukte von sekundären und
insbesondere tertiären Aminen dar, die der Formel
(XI) folgen,
in der R
27 für Alkyl- und/oder Alkenylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R
28 für Wasserstoff oder
Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R
29 für Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, y1 für Zahlen
von 1 bis 6 und Z für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall oder Ammonium steht. Typische Beispiele sind
die Carboxymethylierungsprodukte von Hexylmethylamin, Hexyldimethylamin, Octyldimethylamin, Decyldimethylamin,
Dodecylmethylamin, Dodecyldimethylamin, Dodecylethylmethylamin, C
12/14-Kokosalkyldimethylamin,
Myristyldimethylamin, Cetyldimethylamin, Stearyldimethylamin, Stearylethylmethylamin,
Oleyldimethylamin, C
16/18-Talgalkyldimethylamin sowie deren technische Gemische. Weiterhin
kommen auch Carboxyalkylierungsprodukte von
Amidoaminen in Betracht, die der Formel
(XII) folgen,
in der R
30CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 3 Doppelbindungen,
R
31 für Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R
32 für Alkylreste mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen, y2 und y3 unabhängig von einander für Zahlen von 1 bis 6 und Z für ein
Alkali- und/oder Erdalkalimetall oder Ammonium steht. Typische Beispiele sind Umsetzungsprodukte
von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, namentlich Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure,
Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure,
Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure,
Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Gemische, mit N,N-Dimethylaminoethylamin,
N,N-Dimethylaminopropylamin, N,N-Diethylaminoethylamin und N,N-Diethyl-aminopropylamin,
die mit Natriumchloracetat kondensiert werden. Bevorzugt ist der Einsatz eines Kondensationsproduktes
von C
8/18-Kokosfettsäure-N,N-dime-thylaminopropylamid mit Natriumchloracetat.
Weiterhin kommen auch Imidazoliniumbetaine in Betracht. Auch bei diesen Substanzen handelt es
sich um bekannte Stoffe, die beispielsweise durch cyclisierende Kondensation von 1 oder 2 Mol Fettsäure
mit mehrwertigen Aminen wie beispielsweise Aminoethylethanolamin (AEEA) oder Diethylentriamin
erhalten werden können. Die entsprechenden Carboxyalkylierungsprodukte stellen Gemische
unterschiedlicher offenkettiger Betaine dar. Typische Beispiele sind Kondensationsprodukte der oben
genannten Fettsäuren mit AEEA, vorzugsweise Imidazoline auf Basis von Laurinsäure oder wiederum
C12/14-Kokosfettsäure, die anschließend mit Natriumchloracetat betainisiert werden.
Die Wasch-, Spül-, und Reinigungsmittel können des weiteren zusätzliche anorganische und organische
Buildersubstanzen enthalten, wobei als anorganische Buildersubstanzen hauptsächlich Zeolithe,
kristalline Schichtsilikate, amorphe Silikate und - soweit zulässig - auch Phosphate, wie z.B. Tripolyphosphat
zum Einsatz kommen.
Der als Waschmittelbuilder häufig eingesetzte feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser
enthaltende Zeolith ist vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird beispielsweise Zeolith
MAP(R) (Handelsprodukt der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith
X sowie Mischungen aus A, X und/oder P wie auch Y. Von besonderem Interesse ist auch ein cokristallisiertes
Natrium/Kalium-Aluminiumsilikat aus Zeolith A und Zeolith X, welches als VEGOBOND AX®
(Handelsprodukt der Firma Condea Augusta S.p.A.) im Handel erhältlich ist. Der Zeolith kann als
sprühgetrocknetes Pulver oder auch als ungetrocknete, von ihrer Herstellung noch feuchte, stabilisierte
Suspension zum Einsatz kommen. Für den Fall, daß der Zeolith als Suspension eingesetzt wird, kann
diese geringe Zusätze an nichtionischen Tensiden als Stabilisatoren enthalten, beispielsweise 1 bis 3
Gew.-%, bezogen auf Zeolith, an ethoxylierten C12-C18-Fettalkoholen mit 2 bis 5 Ethylenoxidgruppen,
C12-C14-Fettalkoholen mit 4 bis 5 Ethylenoxidgruppen oder ethoxylierten Isotridecanolen. 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.
Geeignete Substitute bzw. Teilsubstitute für Phosphate und Zeolithe sind
kristalline, schichtförmige
Natriumsilikate der allgemeinen Formel NaMSi
xO
2x+1yH
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. Derartige kristalline Schichtsilikate werden beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung
EP 0164514 A1 beschrieben. 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
5yH
2O bevorzugt, wobei β-Natriumdisilikat beispielsweise nach dem
Verfahren erhalten werden kann, das in der internationalen Patentanmeldung
WO 91/08171 beschrieben
ist. Weitere geeignete Schichtsilicate sind beispielsweise aus den Patentanmeldungen
DE
2334899 A1, EP 0026529 A1 und
DE 3526405 A1 bekannt. Ihre Verwendbarkeit ist nicht auf eine spezielle
Zusammensetzung bzw. Strukturformel beschränkt. Bevorzugt sind hier jedoch Smectite, insbesondere
Bentonite. Geeignete Schichtsilicate, die zur Gruppe der mit Wasser quellfähigen Smectite
zählen, sind z.B. solche der allgemeinen Formeln
(OH)4Si8-yAly(MgxAl4-x)O20 Montmorrilonit (OH)4Si8-yAly(Mg6-zLiz)O20 Hectorit (OH)4Si8-yAly(Mg6-z Alz)O20 Saponit
mit x = 0 bis 4, y = 0 bis 2, z = 0 bis 6. Zusätzlich kann in das Kristallgitter der Schichtsilicate gemäß
den vorstehenden Formeln geringe Mengen an Eisen eingebaut sein. Ferner können die Schichtsilicate
aufgrund ihrer ionenaustauschenden Eigenschaften Wasserstoff-, Alkali-, Erdalkaliionen, insbesondere
Na
+ und Ca
2+ enthalten. Die Hydratwassermenge liegt meist im Bereich von 8 bis 20 Gew.-% und ist
vom Quellzustand bzw. von der Art der Bearbeitung abhängig. Brauchbare Schichtsilicate sind beispielsweise
aus
US 3,966,629, US 4,062,647, EP 0026529 A1 und
EP 0028432 A1 bekannt. Vorzugsweise
werden Schichtsilicate verwendet, die aufgrund einer Alkalibehandlung weitgehend frei von Calciumionen
und stark färbenden Eisenionen sind.
Zu den bevorzugten Buildersubstanzen gehören auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul
Na2O : SiO2 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, KompaktierungNerdichtung oder durch Übertrocknung
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. Derartige sogenannte röntgenamorphe Silikate, welche ebenfalls
eine Löseverzögerung gegenüber den herkömmlichen Wassergläsern aufweisen, werden beispielsweise
in der deutschen Patentanmeldung DE 4400024 A1 beschrieben. Insbesondere bevorzugt sind verdichtete/kompaktierte
amorphe Silikate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete röntgenamorphe
Silikate.
Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Buildersubstanzen
möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen vermieden werden sollte. Geeignet
sind insbesondere die Natriumsalze der Orthophosphate, der Pyrophosphate und insbesondere
der Tripolyphosphate. Ihr Gehalt beträgt im allgemeinen nicht mehr als 25 Gew.-%, vorzugsweise nicht
mehr als 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das fertige Mittel. In einigen Fällen hat es sich gezeigt, daß
insbesondere Tripolyphosphate schon in geringen Mengen bis maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das
fertige Mittel, in Kombination mit anderen Buildersubstanzen zu einer synergistischen Verbesserung
des Sekundärwaschvermögens führen.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsalze einsetzbaren
Polycarbonsäuren, wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure,
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. 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.
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 500 000. 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 2 000 bis 30 000. Ein bevorzugtes Dextrin ist in der britischen Patentanmeldung GB
9419091 A1 beschrieben. 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. Derartige oxidierte Dextrine und Verfahren
ihrer Herstellung sind beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen EP 0232202 A1, EP
0427349 A1, EP 0472042 A1 und EP 0542496 A1 sowie den internationalen Patentanmeldungen WO
92/18542, WO 93/08251, WO 93/16110, WO 94/28030, WO 95/07303, WO 95/12619 und WO
95/20608 bekannt. Ebenfalls geeignet ist ein oxidiertes Oligosaccharid gemäß der deutschen Patentanmeldung
DE 19600018 A1. Ein an C6 des Saccharidrings oxidiertes Produkt kann besonders
vorteilhaft sein.
Weitere geeignete Cobuilder sind Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise
Ethylendiamindisuccinat. Besonders bevorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate
und Glycerintrisuccinate, wie sie beispielsweise in den US-amerikanischen Patentschriften
US 4,524,009, US 4,639,325, in der europäischen Patentanmeldung EP 0150930 A1 und der
japanischen Patentanmeldung JP 93/339896 beschrieben werden. Geeignete Einsatzmengen liegen in
zeolithhaltigen und/oder silikathaltigen Formulierungen bei 3 bis 15 Gew.-%.
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.
Derartige Cobuilder werden beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 95/20029 beschrieben.
Geeignete polymere Polycarboxylate sind beispielsweise die Natriumsalze der Polyacrylsäure oder
der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche mit einer relativen Molekülmasse von 800 bis 150 000
(auf Säure bezogen und jeweils gemessen gegen Polystyrolsulfonsäure). Geeignete copolymere Polycarboxylate
sind 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 5 000 bis 200 000, vorzugsweise
10 000 bis 120 000 und insbesondere 50 000 bis 100 000 (jeweils gemessen gegen Polystyrolsulfonsäure).
Die (co-)polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wäßrige
Lösung eingesetzt werden, wobei 20 bis 55 Gew.-%ige wäßrige Lösungen bevorzugt sind. Granulare
Polymere werden zumeist nachträglich zu einem oder mehreren Basisgranulaten zugemischt. Insbesondere
bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei verschiedenen Monomereinheiten,
beispielsweise solche, die gemäß der DE 4300772 A1 als Monomere Salze der Acrylsäure
und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder gemäß der DE 4221381 C2
als Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate enthalten.
Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die in den deutschen Patentanmeldungen DE 4303320
A1 und DE 4417734 A1 beschrieben werden und als Monomere vorzugsweise Acrolein und Acrylsäure/Acrylsäuresalze
bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen. Ebenso sind als weitere bevorzugte
Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren, deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu
nennen. Besonders bevorzugt sind Polyasparaginsäuren bzw. deren Salze und Derivate.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dialdehyden mit
Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxylgruppen aufweisen, beispielsweise
wie in der europäischen Patentanmeldung EP 0280223 A1 beschrieben, erhalten werden
können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialdehyden wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd
sowie deren Gemischen und aus Polyolcarbonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure
erhalten.
Zusätzlich können die Mittel auch Komponenten enthalten, welche die Öl- und Fett-Auswaschbarkeit
aus Textilien positiv beeinflussen. Zu den bevorzugten öl- und fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise
nichtionische Celluloseether wie Methylcellulose und Methylhydroxypropylcellulose mit
einem Anteil an Methoxyl-Gruppen von 15 bis 30 Gew.-% und an Hydroxypropoxyl-Gruppen von 1 bis
15 Gew.-%, jeweils bezogen auf den nichtionischen Celluloseether, sowie die aus dem Stand der
Technik bekannten Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure bzw. von deren Derivaten,
insbesondere Polymere aus Ethylenterephthalaten und/oder Polyethylenglykolterephthalaten oder
anionisch und/oder nichtionisch modifizierten Derivaten von diesen. Besonders bevorzugt von diesen
sind die sulfonierten Derivate der Phthalsäure- und der Terephthalsäure-Polymere.
Weitere geeignete Inhaltsstoffe der Mittel sind wasserlösliche anorganische Salze wie Bicarbonate,
Carbonate, amorphe Silikate, normale Wassergläser, welche keine herausragenden Buildereigenschaften
aufweisen, oder Mischungen aus diesen; insbesondere werden Alkalicarbonat und/oder
amorphes Alkalisilikat, vor allem Natriumsilikat mit einem molaren Verhältnis Na2O : SiO2 von 1 : 1 bis 1
: 4,5, vorzugsweise von 1 : 2 bis 1 : 3,5, eingesetzt. Der Gehalt an Natriumcarbonat in den endzubereitungen
beträgt dabei vorzugsweise bis zu 40 Gew.-%, vorteilhafterweise zwischen 2 und 35 Gew.-%.
Der Gehalt der Mittel an Natriumsilikat (ohne besondere Buildereigenschaften) beträgt im allgemeinen
bis zu 10 Gew.-% und vorzugsweise zwischen 1 und 8 Gew.-%.
Außer den genannten Inhaltsstoffen können die Mittel weitere bekannte Zusatzstoffe, beispielsweise
Salze von Polyphosphonsäuren, optische Aufheller, Enzyme, Enzymstabilisatoren, geringe Mengen an
neutralen Füllsalzen sowie Farb- und Duftstoffe und dergleichen enthalten.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen haben das Natriumperborattetrahydrat
und das Natriumperboratmonohydrat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare
Bleichmittel sind beispielsweise Natriumpercarbonat, Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate sowie
H2O2 liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure,
Phthaloiminopersäure oder Diperdodecandisäure. Der Gehalt der Mittel an Bleichmitteln beträgt vorzugsweise
5 bis 35 Gew.-% und insbesondere bis 30 Gew.-%, wobei vorteilhafterweise Perboratmonohydrat
oder Percarbonat eingesetzt wird.
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. 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 die aus den deutschen Patentanmeldungen DE 19616693 A1 und DE 19616767 A1
bekannten Enolester sowie acetyliertes Sorbitol und Mannitol beziehungsweise deren in der europäischen
Patentanmeldung EP 0525239 A1 beschriebene Mischungen (SORMAN), acylierte Zucker-derivate,
insbesondere Pentaacetylglukose (PAG), Pentaacetylfruktose, 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, WO 95/14759 und WO 95/17498
bekannt sind. Die aus der deutschen Patentanmeldung DE 19616769 A1 bekannten hydrophil substituierten
Acylacetale und die in der deutschen Patentanmeldung DE 196 16 770 sowie der intemationalen
Patentanmeldung WO 95/14075 beschriebenen Acyllactame werden ebenfalls bevorzugt eingesetzt.
Auch die aus der deutschen Patentanmeldung DE 4443177 A1 bekannten Kombinationen konventioneller
Bleichaktivatoren können eingesetzt werden. Derartige Bleichaktivatoren sind im üblichen
Mengenbereich, vorzugsweise in Mengen von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere 2 Gew.-% bis
8 Gew.-%, bezogen auf gesamtes Mittel, enthalten. Zusätzlich zu den oben aufgeführten konventionellen
Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch die aus den europäischen Patentschriften
EP 0446982 B1 und EP 0453 003 B1 bekannten Sulfonimine und/oder bleichverstärkende Übergangsmetallsalze
beziehungsweise Übergangsmetallkomplexe als sogenannte Bleichkatalysatoren
enthalten sein. Zu den in Frage kommenden Übergangsmetallverbindungen gehören insbesondere die
aus der deutschen Patentanmeldung DE 19529905 A1 bekannten Mangan-, Eisen-, Kobalt-, Ruthenium-
oder Molybdän-Salenkomplexe und deren aus der deutschen Patentanmeldung DE 19620267 A1
bekannte N-Analogverbindungen, die aus der deutschen Patentanmeldung DE 19536082 A1 bekannten
Mangan-, Eisen-, Kobalt-, Ruthenium- oder Molybdän-Carbonylkomplexe, die in der deutschen
Patentanmeldung DE 196 05 688 beschriebenen Mangan-, Eisen-, Kobalt-, Ruthenium-, Molybdän-,
Titan-, Vanadium- und Kupfer-Komplexe mit stickstoffhaltigen Tripod-Liganden, die aus der deutschen
Patentanmeldung DE 19620411 A1 bekannten Kobalt-, Eisen-, Kupfer- und Ruthenium-Aminkomplexe,
die in der deutschen Patentanmeldung DE 4416438 A1 beschriebenen Mangan-, Kupfer- und Kobalt-Komplexe,
die in der europäischen Patentanmeldung EP 0272030 A1 beschriebenen Kobalt-Komplexe,
die aus der europäischen Patentanmeldung EP 0693550 A1 bekannten Mangan-Komplexe,
die aus der europäischen Patentschrift EP 0392592 A1 bekannten Mangan-, Eisen-, Kobalt- und Kupfer-Komplexe
und/oder die in der europäischen Patentschrift EP 0443651 B1 oder den europäischen
Patentanmeldungen EP 0458397 A1, EP 0458398 A1, EP 0549271 A1, EP 0549272 A1, EP 0544490
A1 und EP 0544519 A1 beschriebenen Mangan-Komplexe. Kombinationen aus Bleichaktivatoren und
Übergangsmetall-Bleichkatalysatoren sind beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung
DE 19613103 A1 und der internationalen Patentanmeldung WO 95/27775 bekannt. Bleichverstärkende
Übergangsmetallkomplexe, insbesondere mit den Zentralatomen Mn, Fe, Co, Cu, Mo, V, Ti und/oder
Ru, werden in üblichen Mengen, vorzugsweise in einer Menge bis zu 1 Gew.-%, insbesondere von
0,0025 Gew.-% bis 0,25 Gew.-% und besonders bevorzugt von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, jeweils
bezogen auf gesamtes Mittel, eingesetzt.
Als Enzyme kommen insbesondere solche aus der Klasse der Hydrolasen, wie der Proteasen, Esterasen,
Lipasen bzw. lipolytisch wirkenden Enzyme, Amylasen, Cellulasen bzw. andere Glykosylhydrolasen
und Gemische der genannten Enzyme in Frage. Alle diese Hydrolasen tragen in der
Wäsche zur Entfernung von Verfleckungen, wie protein-, fett- oder stärkehaltigen Verfleckungen, und
Vergrauungen bei. Cellulasen und andere Glykosylhydrolasen können durch das Entfernen von Pilling
und Mikrofibrillen zur Farberhaltung und zur Erhöhung der Weichheit des Textils beitragen. Zur Bleiche
bzw. zur Hemmung der Farbübertragung können auch Oxidoreduktasen eingesetzt werden. Besonders
gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder Pilzen, wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis,
Streptomyces griseus und Humicola insolens gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden
Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden,
eingesetzt. Dabei sind Enzymmischungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease
und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder Protease und Cellulase oder aus Cellulase
und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder aus Protease, Amylase und Lipase bzw. lipolytisch
wirkenden Enzymen oder Protease, Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen und Cellulase,
insbesondere jedoch Protease- und/oder Lipasehaltige Mischungen bzw. Mischungen mit lipolytisch
wirkenden Enzymen von besonderem Interesse. Beispiele für derartige lipolytisch wirkende Enzyme
sind die bekannten Cutinasen. Auch Peroxidasen oder Oxidasen haben sich in einigen Fällen als geeignet
erwiesen. Zu den geeigneten Amylasen zählen insbesondere α-Amylasen, Iso-Amylasen, Pullulanasen
und Pektinasen. Als Cellulasen werden vorzugsweise Cellobiohydrolasen, Endoglucanasen
und ß-Glucosidasen, die auch Cellobiasen genannt werden, bzw. Mischungen aus diesen eingesetzt.
Da sich die verschiedenen Cellulase-Typen durch ihre CMCase- und Avicelase-Aktivitäten unterscheiden,
können durch gezielte Mischungen der Cellulasen die gewünschten Aktivitäten eingestellt werden.
Die Enzyme können an Trägerstoffen adsorbiert und/oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein, um sie
gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen. Der Anteil der Enzyme, Enzymmischungen oder Enzymgranulate
kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis etwa 2 Gew.-% betragen.
Zusätzlich zu den mono- und polyfunktionellen Alkoholen können die Mittel weitere Enzymstabilisatoren enthalten. Beispielsweise können 0,5 bis 1 Gew.-% Natriumformiat eingesetzt werden. Möglich
ist auch der Einsatz von Proteasen, die mit löslichen Calciumsalzen und einem Calciumgehalt von vorzugsweise
etwa 1,2 Gew.-%, bezogen auf das Enzym, stabilisiert sind. Außer Calciumsalzen dienen
auch Magnesiumsalze als Stabilisatoren. Besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz von Borverbindungen,
beispielsweise von Borsäure, Boroxid, Borax und anderen Alkalimetallboraten wie den Salzen
der Orthoborsäure (H3BO3), der Metaborsäure (HBO2) und der Pyroborsäure (Tetraborsäure H2B4O7).
Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Faser abgelösten Schmutz in der Flotte
suspendiert zu halten und so das Wiederaufziehen des Schmutzes zu verhindern. Hierzu sind wasserlösliche
Kolloide meist organischer Natur geeignet, beispielsweise die wasserlöslichen Salze polymerer
Carbonsäuren, Leim, Gelatine, Salze von Ethercarbonsäuren oder Ethersulfonsäuren der Stärke
oder der Cellulose oder Salze von sauren Schwefelsäureestern der Cellulose oder der Stärke.
Auch wasserlösliche, saure Gruppen enthaltende Polyamide sind für diesen Zweck geeignet. Weiterhin
lassen sich lösliche Stärkepräparate und andere als die obengenannten Stärkeprodukte verwenden,
z.B. abgebaute Stärke, Aldehydstärken usw.. Auch Polyvinylpyrrolidon ist brauchbar. Bevorzugt
werden jedoch Celluloseether, wie Carboxymethylcellulose (Na-Salz), Methylcellulose, Hydroxyalkylcellulose
und Mischether, wie Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Methylcarboxymethylcellulose
und deren Gemische, sowie Polyvinylpyrrolidon beispielsweise in Mengen von 0,1
bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Mittel, eingesetzt.
Die 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. Einheitlich weiße Granulate werden erhalten, wenn die Mittel außer
den üblichen Aufhellem in üblichen Mengen, beispielsweise zwischen 0,1 und 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 0,1 und 0,3 Gew.-%, auch geringe Mengen, beispielsweise 10-6 bis 10-3 Gew.-%,
vorzugsweise um 10-5 Gew.-%, eines blauen Farbstoffs enthalten. Ein besonders bevorzugter Farbstoff
ist Tinolux® (Handelsprodukt der Ciba-Geigy).
Als schmutzabweisende Polymere ("soil repellants") kommen solche Stoffe in Frage, die vorzugsweise
Ethylenterephthalat- und/oder Polyethylenglycolterephthalatgruppen enthalten, wobei das Molverhältnis
Ethylenterephthalat zu Polyethylenglycolterephthalat im Bereich von 50 : 50 bis 90 : 10 liegen kann.
Das Molekulargewicht der verknüpfenden Polyethylenglycoleinheiten liegt insbesondere im Bereich von
750 bis 5000, d.h., der Ethoxylierungsgrad der Polyethylenglycolgruppenhaltigen Polymere kann ca. 15
bis 100 betragen. Die Polymeren zeichnen sich durch ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa
5000 bis 200.000 aus und können eine Block-, vorzugsweise aber eine Random-Struktur aufweisen.
Bevorzugte Polymere sind solche mit Molverhältnissen Ethylenterephthalat/Polyethylenglycolterephthalat
von etwa 65 : 35 bis etwa 90 : 10, vorzugsweise von etwa 70 : 30 bis 80 : 20. Weiterhin
bevorzugt sind solche Polymeren, die verknüpfende Polyethylenglycoleinheiten mit einem Molekulargewicht
von 750 bis 5000, vorzugsweise von 1000 bis etwa 3000 und ein Molekulargewicht des
Polymeren von etwa 10.000 bis etwa 50.000 aufweisen. Beispiele für handelsübliche Polymere sind die
Produkte Milease® T (ICI) oder Repelotex® SRP 3 (Rhöne-Poulenc).
Die festen Zubereitungen können des weiteren Sprengmittel enthalten. Hierunter sind Stoffe zu verstehen,
die den Formkörpern zugegeben werden, um deren Zerfall beim Inkontaktbringen mit Wasser
zu beschleunigen. Übersichten hierzu finden sich z.B. in J.Pharm.Sci. 61 (1972) oder Römpp Chemilexikon,
9. Auflage, Band 6, S. 4440. Die Sprengmittel können im Formkörper makroskopisch betrachtet
homogen verteilt vorliegen, mikroskopisch gesehen bilden sie jedoch herstellungsbedingt Zonen
erhöhter Konzentration. Zu den bevorzugten Sprengmitteln gehören Polysaccharide, wie z.B. natürliche
Stärke und deren Derivate (Carboxymethylstärke, Stärkeglycolate in Form ihrer Alkalisalze,
Agar Agar, Guar Gum, Pektine usw.), Cellulosen und deren Derivate (Carboxymethylcellulose, mikrokristalline
Cellulose), Polyvinylpyrrolidon, Kollidon, Alginsäure und deren Alkalisalze, amorphe oder
auch teilweise kristalline Schichtsilicate (Bentonite), Polyurethane, Polyethylenglycole sowie gaserzeugende
Systeme. Weitere Sprengmittel, die im Sinne der Erfindung zugegen sein können, sind beispielsweise
den Druckschriften WO 98/40462 (Rettenmeyer), WO 98/55583 und WO 98/55590 (Unilever)
und WO 98/40463, DE 19709991 und DE 19710254 (Henkel) zu entnehmen. Auf die Lehre dieser
Schriften wird ausdrücklich Bezug genommen. Die Formkörper können die Sprengmittel in Mengen von
0,1 bis 25, vorzugsweise 1 bis 20 und insbesondere 5 bis 15 Gew.-% - bezogen auf die Formkörper
enthalten.
Als Parfümöle bzw. Duftstoffe können einzelne Riechstoffverbindungen, z.B. die synthetischen Produkte
vom Typ der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole und Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
Riechstoffverbindungen vom Typ der Ester sind z.B. Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat,
Linalylacetat, Dimethylbenzylcarbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat,
Benzylformiat, Ethylmethylphenylglycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsalicylat.
Zu den Ethern zählen beispielsweise Benzylethylether, zu den Aldehyden z.B. die linearen Alkanale
mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cyclamenaldehyd, Hydroxycitronellal,
Lilial und Bourgeonal, zu den Ketonen z.B. die Jonone, α-Isomethylionon und Methylcedrylketon,
zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol,
zu den Kohlenwasserstoffen gehören hauptsächlich die Terpene wie Limonen und Pinen. Bevorzugt
werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe verwendet, die gemeinsam eine ansprechende
Duftnote erzeugen. Solche Parfümöle können auch natürliche Riechstoffgemische enthalten,
wie sie aus pflanzlichen Quellen zugänglich sind, z.B. Pine-, Citrus-, Jasmin-, Patchouly-, Rosen- oder
Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet sind Muskateller, Salbeiöl, Kamillenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl,
Zimtblätteröl, Lindenblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl
sowie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Die Duftstoffe können direkt in die erfindungsgemäßen Mittel eingearbeitet werden, es kann aber auch
vorteilhaft sein, die Duftstoffe auf Träger aufzubringen, welche die Haftung des Parfüms auf der Wäsche
verstärken und durch eine langsamere Duftfreisetzung für langanhaltenden Duft der Textilien sorgen.
Als solche Trägermaterialien haben sich beispielsweise Cyclodextrine bewährt, wobei die Cyclodextrin-Parfüm-Komplexe
zusätzlich noch mit weiteren Hilfsstoffen beschichtet werden können.
Falls gewünscht können die Endzubereitungen noch anorganische Salze als Füll- bzw. Stellmittel
enthalten, wie beispielsweise Natriumsulfat, welches vorzugsweise in Mengen von 0 bis 10, insbesondere
1 bis 5 Gew.-% - bezogen auf Mittel - enthalten ist.
Herstellung der Mittel
Die unter Einsatz der neuen Entschäumergranulate erhältlichen Mittel können in Form von Pulvern,
Extrudaten, Granulaten oder Agglomeraten hergestellt bzw. eingesetzt werden. Es kann sich dabei
sowohl um Universal- als auch Fein- bzw. Colorwaschmittel, gegebenenfalls in Form von Kompaktaten
oder Superkompaktaten handeln. Zur Herstellung solcher Mittel sind die entsprechenden, aus dem
Stand der Technik bekannten Verfahren, geeignet. Bevorzugt werden die Mittel dadurch hergestellt,
daß verschiedene teilchenförmige Komponenten, die Waschmittelinhaltsstoffe enthalten, miteinander
vermischt werden. Die teilchenförmigen Komponenten können durch Sprühtrocknung, einfaches Mischen
oder komplexe Granulationsverfahren, beispielsweise Wirbelschichtgranulation, hergestellt werden.
Bevorzugt ist dabei insbesondere, daß mindestens eine tensidhaltige Komponente durch Wirbelschichtgranulation
hergestellt wird. Weiter kann es insbesondere bevorzugt sein, wenn wäßrige Zubereitungen
des Alkalisilicats und des Alkalicarbonats gemeinsam mit anderen Waschmittelinhaltsstoffen
in einer Trockeneinrichtung versprüht werden, wobei gleichzeitig mit der Trocknung eine Granulation
stattfinden kann.
Bei der Trockeneinrichtung, in die die wäßrige Zubereitung versprüht wird, kann es sich um beliebige
Trockenapparaturen handeln. In einer bevorzugten Verfahrensführung wird die Trocknung als Sprühtrocknung in einem Trockenturm durchgeführt. Dabei werden die wäßrigen Zubereitungen in bekannter
Weise einem Trocknungsgasstrom in feinverteilter Form ausgesetzt. In Patentveröffentlichungen
der Firma Henkel wird eine Ausführungsform der Sprühtrocknung mit überhitztem Wasserdampf
beschrieben. Das dort offenbarte Arbeitsprinzip wird hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der
vorliegenden Erfindungsoffenbarung gemacht. Verwiesen wird hier insbesondere auf die nachfolgenden
Druckschriften: DE 4030688 A1 sowie die weiterführenden Veröffentlichungen gemäß DE
4204035 A1; DE 4204090 A1; DE 4206050 A1; DE 4206521 A1; DE 4206495 A1; DE 4208773 A1; DE
4209432 A1 und DE 4234376 A1. Dieses Verfahren wurde schon im Zusammenhang mit der Herstellung
des Entschäumerkorn vorgestellt.
In einer anderen, insbesondere wenn Mittel hoher Schüttdichte erhalten werden sollen, bevorzugten
Variante werden die Gemische anschließend einem Kompaktierungsschritt unterworfen, wobei weitere
Inhaltsstoffe den Mitteln erst nach dem Kompaktierungsschritt zugemischt werden. Die Kompaktierung
der Inhaltsstoffe findet in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Preßagglomerationsverfahren
statt. Der Preßagglomerationsvorgang, dem das feste Vorgemisch (getrocknetes Basiswaschmittel)
unterworfen wird, kann dabei in verschiedenen Apparaten realisiert werden. Je nach dem
Typ des verwendeten Agglomerators werden unterschiedliche Preßagglomerationsverfahren unterschieden.
Die vier häufigsten und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugten Preßagglomerationsverfahren
sind dabei die Extrusion, das Walzenpressen bzw. -kompaktieren, das Lochpressen
(Pelletieren) und das Tablettieren, so daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Preßagglomerationsvorgänge
Extrusions-, Walzenkompaktierungs-, Pelletierungs- oder Tablettierungsvorgänge
sind.
Allen Verfahren ist gemeinsam, daß das Vorgemisch unter Druck verdichtet und plastifiziert wird und
die einzelnen Partikel unter Verringerung der Porosität aneinandergedrückt werden und aneinander
haften. Bei allen Verfahren (bei der Tablettierung mit Einschränkungen) lassen sich die Werkzeuge
dabei auf höhere Temperaturen aufheizen oder zur Abführung der durch Scherkräfte entstehenden
Wärme kühlen.
In allen Verfahren kann als Hilfsmittel zur Verdichtung ein oder mehrere Bindemittel eingesetzt werden.
Dabei soll jedoch klargestellt sein, daß an sich immer auch der Einsatz von mehreren, verschiedenen
Bindemitteln und Mischungen aus verschiedenen Bindemitteln möglich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Bindemittel eingesetzt, daß bei Temperaturen bis maximal 130 °C,
vorzugsweise bis maximal 100 °C und insbesondere bis 90 °C bereits vollständig als Schmelze vorliegt.
Das Bindemittel muß also je nach Verfahren und Verfahrensbedingungen ausgewählt werden
oder die Verfahrensbedingungen, insbesondere die Verfahrenstemperatur, müssen - falls ein bestimmtes
Bindemittel gewünscht wird - an das Bindemittel angepaßt werden.
Der eigentliche Verdichtungsprozeß erfolgt dabei vorzugsweise bei Verarbeitungstemperaturen, die
zumindest im Verdichtungsschritt mindestens der Temperatur des Erweichungspunkts, wenn nicht sogar
der Temperatur des Schmelzpunkts des Bindemittels entsprechen. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung liegt die Verfahrenstemperatur signifikant über dem Schmelzpunkt bzw.
oberhalb der Temperatur, bei der das Bindemittel als Schmelze vorliegt. Insbesondere ist es aber bevorzugt,
daß die Verfahrenstemperatur im Verdichtungsschritt nicht mehr als 20 °C über der Schmelztemperatur
bzw. der oberen Grenze des Schmelzbereichs des Bindemittels liegt. Zwar ist es technisch
durchaus möglich, auch noch höhere Temperaturen einzustellen; es hat sich aber gezeigt, daß eine
Temperaturdifferenz zur Schmelztemperatur bzw. zur Erweichungstemperatur des Bindemittels von 20
°C im allgemeinen durchaus ausreichend ist und noch höhere Temperaturen keine zusätzlichen Vorteile
bewirken. Deshalb ist es - insbesondere auch aus energetischen Gründen - besonders bevorzugt,
zwar oberhalb, jedoch so nah wie möglich am Schmelzpunkt bzw. an der oberen Temperaturgrenze
des Schmelzbereichs des Bindemittels zu arbeiten. Eine derartige Temperaturführung besitzt den weiteren
Vorteil, daß auch thermisch empfindliche Rohstoffe, beispielsweise Peroxybleichmittel wie Perborat
und/oder Percarbonat, aber auch Enzyme, zunehmend ohne gravierende Aktivsubstanzverluste verarbeitet
werden können. Die Möglichkeit der genauen Temperatursteuerung des Binders insbesondere
im entscheidenden Schritt der Verdichtung, also zwischen der Vermischung/Homogenisierung des
Vorgemisches und der Formgebung, erlaubt eine energetisch sehr günstige und für die temperaturempfindlichen
Bestandteile des Vorgemisches extrem schonende Verfahrensführung, da das Vorgemisch
nur für kurze Zeit den höheren Temperaturen ausgesetzt ist. In bevorzugten Preßagglomerationsverfahren
weisen die Arbeitswerkzeuge des Preßagglomerators (die Schnecke(n) des Extruders,
die Walze(n) des Walzenkompaktors sowie die Preßwalze(n) der Pelletpresse) eine Temperatur von
maximal 150 °C, vorzugsweise maximal 100 °C und insbesondere maximal 75 °C auf und die Verfahrenstemperatur
liegt bei 30 °C und insbesondere maximal 20 °C oberhalb der Schmelztemperatur bzw.
der oberen Temperaturgrenze des Schmelzbereichs des Bindemittels. Vorzugsweise beträgt die Dauer
der Temperatureinwirkung im Kompressionsbereich der Preßagglomeratoren maximal 2 Minuten und
liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 30 Sekunden und 1 Minute.
Bevorzugte Bindemittel, die allein oder in Mischung mit anderen Bindemitteln eingesetzt werden können,
sind Polyethylenglykole, 1,2-Polypropylenglykole sowie modifizierte Polyethylenglykole und Polypropylenglykole.
Zu den modifizierten Polyalkylenglykolen zählen insbesondere die Sulfate und/oder
die Disulfate von Polyethylenglykolen oder Polypropylenglykolen mit einer relativen Molekülmasse zwischen
600 und 12 000 und insbesondere zwischen 1 000 und 4 000. Eine weitere Gruppe besteht aus
Mono- und/oder Disuccinaten der Polyalkylenglykole, welche wiederum relative Molekülmassen zwischen
600 und 6 000, vorzugsweise zwischen 1 000 und 4 000 aufweisen. Für eine genauere Beschreibung
der modifizierten Polyalkylenglykolether wird auf die Offenbarung der internationalen Patentanmeldung
WO 93/02176 verwiesen. Im Rahmen dieser Erfindung zählen zu Polyethylenglykolen
solche Polymere, bei deren Herstellung neben Ethylenglykol ebenso C3-C5-Glykole sowie Glycerin und
Mischungen aus diesen als Startmoleküle eingesetzt werden. Ferner werden auch ethoxylierte Derivate
wie Trimethylolpropan mit 5 bis 30 EO umfaßt. Die vorzugsweise eingesetzten Polyethylenglykole können
eine lineare oder verzweigte Struktur aufweisen, wobei insbesondere lineare Polyethylenglykole
bevorzugt sind. Zu den insbesondere bevorzugten Polyethylenglykolen gehören solche mit relativen
Molekülmassen zwischen 2 000 und 12 000, vorteilhafterweise um 4 000, wobei Polyethylenglykole mit
relativen Molekülmassen unterhalb 3 500 und oberhalb 5 000 insbesondere in Kombination mit Polyethylenglykolen
mit einer relativen Molekülmasse um 4 000 eingesetzt werden können und derartige
Kombinationen vorteilhafterweise zu mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Menge der Polyethylenglykole,
Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse zwischen 3 500 und 5 000 aufweisen.
Als Bindemittel können jedoch auch Polyethylenglykole eingesetzt werden, welche an sich bei
Raumtemperatur und einem Druck von 1 bar in flüssigem Stand vorliegen; hier ist vor allem von Polyethylenglykol
mit einer relativen Molekülmasse von 200, 400 und 600 die Rede. Allerdings sollten diese
an sich flüssigen Polyethylenglykole nur in einer Mischung mit mindestens einem weiteren Bindemittel
eingesetzt werden, wobei diese Mischung wieder den erfindungsgemäßen Anforderungen genügen
muß, also einen Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt von mindestens oberhalb 45 °C aufweisen
muß. Ebenso eignen sich als Bindemittel niedermolekulare Polyvinylpyrrolidone und Derivate von diesen
mit relativen Molekülmassen bis maximal 30.000. Bevorzugt sind hierbei relative Molekülmassenbereiche
zwischen 3 000 und 30 000, beispielsweise um 10 000. Polyvinylpyrrolidone werden
vorzugsweise nicht als alleinige Bindemittel, sondern in Kombination mit anderen, insbesondere in
Kombination mit Polyethylenglykolen, eingesetzt.
Das verdichtete Gut weist direkt nach dem Austritt aus dem Herstellungsapparat vorzugsweise Temperaturen
nicht oberhalb von 90 °C auf, wobei Temperaturen zwischen 35 und 85 °C besonders bevorzugt
sind. Es hat sich herausgestellt, daß Austrittstemperaturen - vor allem im Extrusionsverfahren -
von 40 bis 80 °C, beispielsweise bis 70 °C, besonders vorteilhaft sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Waschmittel mittels einer Extrusion
hergestellt, wie sie beispielsweise in dem europäischen Patent EP 0486592 B1 oder den internationalen
Patentanmeldungen WO 93/02176 und WO 94/09111 bzw. WO 98/12299 beschrieben werden.
Dabei wird ein festes Vorgemisch unter Druck strangförmig verpreßt und der Strang nach Austritt
aus der Lochform mittels einer Schneidevorrichtung auf die vorbestimmbare Granulatdimension zugeschnitten.
Das homogene und feste Vorgemisch enthält ein Plastifizier- und/oder Gleitmittel, welches
bewirkt, daß das Vorgemisch unter dem Druck bzw. unter dem Eintrag spezifischer Arbeit plastisch
erweicht und extrudierbar wird. Bevorzugte Plastifizier- und/oder Gleitmittel sind Tenside und/oder Polymere.
Zur Erläuterung des eigentlichen Extrusionsverfahrens wird hiermit ausdrücklich auf die obengenannten
Patente und Patentanmeldungen verwiesen. Vorzugsweise wird dabei das Vorgemisch
vorzugsweise einem Planetwalzenextruder oder einem 2-Wellen-Extruder bzw. 2-Schnecken-Extruder
mit gleichlaufender oder gegenlaufender Schneckenführung zugeführt, dessen Gehäuse und dessen
Extruder-Granulierkopf auf die vorbestimmte Extrudiertemperatur aufgeheizt sein können. Unter der
Schereinwirkung der Extruderschnecken wird das Vorgemisch unter Druck, der vorzugsweise mindestens
25 bar beträgt, bei extrem hohen Durchsätzen in Abhängigkeit von dem eingesetzten Apparat
aber auch darunter liegen kann, verdichtet, plastifiziert, in Form feiner Stränge durch die Lochdüsenplatte
im Extruderkopf extrudiert und schließlich das Extrudat mittels eines rotierenden Abschlagmessers
vorzugsweise zu etwa kugelförmigen bis zylindrischen Granulatkörnern verkleinert. Der Lochdurchmesser
der Lochdüsenplatte und die Strangschnittlänge werden dabei auf die gewählte Granulatdimension
abgestimmt. So gelingt die Herstellung von Granulaten einer im wesentlichen gleichmäßig
vorherbestimmbaren Teilchengröße, wobei im einzelnen die absoluten Teilchengrößen dem beabsichtigten
Einsatzzweck angepaßt sein können. Im allgemeinen werden Teilchendurchmesser bis höchstens
0,8 cm bevorzugt. Wichtige Ausführungsformen sehen hier die Herstellung von einheitlichen Granulaten
im Millimeterbereich, beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 5 mm und insbesondere im Bereich
von etwa 0,8 bis 3 mm vor. Das Länge/Durchmesser-Verhältnis der abgeschlagenen primären Granulate
liegt dabei vorzugsweise im Bereich von etwa 1 : 1 bis etwa 3 : 1. Weiterhin ist es bevorzugt, das
noch plastische Primärgranulat einem weiteren formgebenden Verarbeitungsschritt zuzuführen; dabei
werden am Rohextrudat vorliegende Kanten abgerundet, so daß letztlich kugelförmig bis annähernd
kugelförmige Extrudatkörner erhalten werden können. Falls gewünscht können in dieser Stufe geringe
Mengen an Trockenpulver, beispielsweise Zeolithpulver wie Zeolith NaA-Pulver, mitverwendet werden.
Diese Formgebung kann in marktgängigen Rondiergeräten erfolgen. Dabei ist darauf zu achten, daß in
dieser Stufe nur geringe Mengen an Feinkornanteil entstehen. Eine Trocknung, welche in den obengenannten
Dokumenten des Standes der Technik als bevorzugte Ausführungsform beschrieben wird, ist
anschließend möglich, aber nicht zwingend erforderlich. Es kann gerade bevorzugt sein, nach dem
Kompaktierungsschritt keine Trocknung mehr durchzuführen. Alternativ können Extrusionen/Verpressungen
auch in Niedrigdruckextrudem, in der Kahl-Presse (Fa. Amandus Kahl) oder im
Bextruder der Fa. Bepex durchgeführt werden. Bevorzugt ist die Temperaturführung im Übergangsbereich
der Schnecke, des Vorverteilers und der Düsenplatte derart gestaltet, daß die Schmelztemperatur
des Bindemittels bzw. die obere Grenze des Schmelzbereichs des Bindemittels zumindest erreicht,
vorzugsweise aber überschritten wird. Dabei liegt die Dauer der Temperatureinwirkung im Kompressionsbereich
der Extrusion vorzugsweise unterhalb von 2 Minuten und insbesondere in einem Bereich
zwischen 30 Sekunden und 1 Minute.
Die erfindungsgemäßen Waschmittel können auch mittels einer Walzenkompaktierung hergestellt
werden. Hierbei wird das Vorgemisch gezielt zwischen zwei glatte oder mit Vertiefungen von definierter
Form versehene Walzen eindosiert und zwischen den beiden Walzen unter Druck zu einem blattförmigen
Kompaktat, der sogenannten Schülpe, ausgewalzt. Die Walzen üben auf das Vorgemisch einen
hohen Liniendruck aus und können je nach Bedarf zusätzlich geheizt bzw. gekühlt werden. Bei der
Verwendung von Glattwalzen erhält man glatte, unstrukturierte Schülpenbänder, während durch die
Verwendung strukturierter Walzen entsprechend strukturierte Schülpen erzeugt werden können, in
denen beispielsweise bestimmte Formen der späteren Waschmittelteilchen vorgegeben werden können.
Das Schülpenband wird nachfolgend durch einen Abschlag- und Zerkleinerungsvorgang in kleinere
Stücke gebrochen und kann auf diese Weise zu Granulatkörnern verarbeitet werden, die durch weitere
an sich bekannte Oberflächenbehandlungsverfahren veredelt, insbesondere in annähernd kugelförmige
Gestalt gebracht werden können. Auch bei der Walzenkompaktierung liegt die Temperatur der
pressenden Werkzeuge, also der Walzen, bevorzugt bei maximal 150 °C, vorzugsweise bei maximal
100 °C und insbesondere bei maximal 75 °C. Besonders bevorzugte Herstellungsverfahren arbeiten
bei der Walzenkompaktierung mit Verfahrenstemperaturen, die 10 °C, insbesondere maximal 5 °C
oberhalb der Schmelztemperatur bzw. der oberen Temperaturgrenze des Schmelzbereichs des Bindemittels
liegen. Hierbei ist es weiter bevorzugt, daß die Dauer der Temperatureinwirkung im Kompressionsbereich
der glatten oder mit Vertiefungen von definierter Form versehenen Walzen maximal 2 Minuten
beträgt und insbesondere in einem Bereich zwischen 30 Sekunden und 1 Minute liegt.
Das erfindungsgemäße Waschmittel kann auch mittels einer Pelletierung hergestellt werden. Hierbei
wird das Vorgemisch auf eine perforierte Fläche aufgebracht und mittels eines druckgebenden Körpers
unter Plastifizierung durch die Löcher gedrückt. Bei üblichen Ausführungsformen von Pelletpressen
wird das Vorgemisch unter Druck verdichtet, plastifiziert, mittels einer rotierenden Walze in Form feiner
Stränge durch eine perforierte Fläche gedrückt und schließlich mit einer Abschlagvorrichtung zu Granulatkörnem
zerkleinert. Hierbei sind die unterschiedlichsten Ausgestaltungen von Druckwalze und
perforierter Matrize denkbar. So finden beispielsweise flache perforierte Teller ebenso Anwendung wie
konkave oder konvexe Ringmatrizen, durch die das Material mittels einer oder mehrerer Druckwalzen
hindurchgepreßt wird. Die Preßrollen können bei den Tellergeräten auch konisch geformt sein, in den
ringförmigen Geräten können Matrizen und Preßrolle(n) gleichläufigen oder gegenläufigen Drehsinn
besitzen. Ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Apparat wird beispielsweise in der deutschen
Offenlegungsschrift DE 3816842 A1 beschrieben. Die in dieser Schrift offenbarte Ringmatrizenpresse
besteht aus einer rotierenden, von Preßkanälen durchsetzten Ringmatrize und wenigstens einer
mit deren Innenfläche in Wirkverbindung stehenden Preßrolle, die das dem Matrizenraum zugeführte
Material durch die Preßkanäle in einen Materialaustrag preßt. Hierbei sind Ringmatrize und Preßrolle
gleichsinnig antreibbar, wodurch eine verringerte Scherbelastung und damit geringere Temperaturerhöhung
des Vorgemischs realisierbar ist. Selbstverständlich kann aber auch bei der Pelletierung mit
heiz- oder kühlbaren Walzen gearbeitet werden, um eine gewünschte Temperatur des Vorgemischs
einzustellen. Auch bei der Pelletierung liegt die Temperatur der pressenden Werkzeuge, also der
Druckwalzen oder Preßrollen, bevorzugt bei maximal 150 °C, vorzugsweise bei maximal 100 °C und
insbesondere bei maximal 75 °C. Besonders bevorzugte Herstellungsverfahren arbeiten bei der Walzenkompaktierung
mit Verfahrenstemperaturen, die 10 °C, insbesondere maximal 5 °C oberhalb der
Schmelztemperatur bzw. der oberen Temperaturgrenze des Schmelzbereichs des Bindemittels liegen.
Die Herstellung von Formkörpern, vorzugsweise solchen in Tablettenform, erfolgt in der Regel durch
Tablettierung bzw. Preßagglomerierung. Die erhaltenen teilchenförmigen Preßagglomerate können
entweder direkt als Waschmittel eingesetzt oder zuvor nach üblichen Methoden nachbehandelt
und/oder aufbereitet werden. Zu den üblichen Nachbehandlungen zählen beispielsweise Abpuderungen
mit feinteiligen Inhaltsstoffen von Wasch- oder Reinigungsmitteln, wodurch das Schüttgewicht im
allgemeinen weiter erhöht wird. Eine bevorzugte Nachbehandlung stellt jedoch auch die Verfahrensweise
gemäß den deutschen Patentanmeldungen DE 19524287 A1 und DE 19547457 A1 dar, wobei
staubförmige oder zumindest feinteilige Inhaltsstoffe (die sogenannten Feinanteile) an die erfindungsgemäß
hergestellten teilchenförmigen Verfahrensendprodukte, welche als Kern dienen, angeklebt werden
und somit Mittel entstehen, welche diese sogenannten Feinanteile als Außenhülle aufweisen. Vorteilhafterweise
geschieht dies wiederum durch eine Schmelzagglomeration. Zur Schmelzagglomerierung
der Feinanteile an wird ausdrücklich auf die Offenbarung in den deutschen Patentanmeldungen
DE 19524287 A1 und DE 19547457 A1 verwiesen. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
liegen die festen Waschmittel in Tablettenform vor, wobei diese Tabletten insbesondere aus lager- und
transporttechnischen Gründen vorzugsweise abgerundete Ecken und Kanten aufweisen. Die Grundfläche
dieser Tabletten kann beispielsweise kreisförmig oder rechteckig sein. Mehrschichtentabletten,
insbesondere Tabletten mit 2 oder 3 Schichten, welche auch farblich verschieden sein können, sind vor
allem bevorzugt. Blau-weiße oder grün-weiße oder blau-grün-weiße Tabletten sind dabei besonders
bevorzugt. Die Tabletten können dabei auch gepreßte und ungepreßte Anteile enthalten. Formkörper
mit besonders vorteilhafter Auflösegeschwindigkeit werden erhalten, wenn die granularen Bestandteile
vor dem Verpressen einen Anteil an Teilchen, die einen Durchmesser außerhalb des Bereiches von
0,02 bis 6 mm besitzen, von weniger als 20, vorzugsweise weniger als 10 Gew.-% aufweisen. Bevorzugt
ist eine Teilchengrößenverteilung im Bereich von 0,05 bis 2,0 und besonders bevorzugt von 0,2
bis1,0 mm.
Beispiele
Herstellung eines wachsartige Entschäumersubstanz enthaltenden Vorprodukts
Beispiel 1. 10.000 kg eines wäßrigen Slurry bestehend aus 0,5 Gew.-% Celluloseether, 5,0 Gew.-%
Natriumsilicat, 20,7 Gew.-% Natriumsulfat, 15,8 Gew.-% Natriumcarbonat, 2,0 % Polyacryl/methacrylat,
50 Gew.-% Wasser und 6 Gew.-% eines Paraffinwachsgemisches bestehend aus 30 Gew.-% Paraffin
mit einem Erstarrungspunkt von 62 °C bis 90 °C, 30 Gew.-% Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt
von 42 °C bis 56 °C und 30 Gew.-% Weichparaffin mit einem Erstarrungspunkt von 35 °C bis 40 °C
wurde unter ständigem Homogenisieren unter einem Druck von 40 bar in einem Sprühturm zerstäubt
und mittels heißer, im Gegenstrom geführter Verbrennungsgase (Temperatur im Ringkanal 250 °C, im
Turmaustritt 98 °C) getrocknet.
Beispiel 2. 10.000 kg eines wäßrigen Slurry bestehend aus 0,5 Gew.-% Celluloseether, 2,0 Gew.-%
Natriumsilicat, 13 Gew.-% Natriumsulfat, 23,5 Gew.-% Zeolith, 2,0 Gew.-% Polyacryl/methacrylat, 50
Gew.-% Wasser, 7 Gew.-% Paraffin mit einem Erstarrungspunkt von 62 °C bis 90 °C und 2 Gew.-%
Bis-stearylethylendiamid wurde unter ständigem Homogenisieren unter einem Druck von 40 bar in einem
Sprühturm zerstäubt und mittels heißer, im Gegenstrom geführter Verbrennungsgase (Temperatur
im Ringkanal 250 °C, im Turmaustritt 98 °C) getrocknet.
Herstellung der wäßrigen Siliconemulsionen
Beispiel 3. 2000 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 3,7 Gew.-% einer Verdickermischung aus Natrium-Carboxymethylcellulose
und Methylcellulose im Gewichtsverhältnis 70 : 30 wurden 4 Stunden bei
25 °C quellen gelassen. Zu dieser Lösung wurden 20 Gew.-% eines Polysiloxan-Entschäumers (Polydimethylsiloxan
mit mikrofeiner silanierter Kieselsäure) zugesetzt. Man erhielt eine stabile wäßrige
Emulsion.
Beispiel 4. 2000 kg einer wäßrigen Lösung, enthaltend 3,7 Gew.-% einer Verdickermischung aus Natrium-Carboxymethylcellulose
und Methylcellulose im Gewichtsverhältnis 70 : 30) wurden 4 Stunden bei
25 C quellen gelassen. Zu dieser Lösung wurden 30 Gew.-% Maisstärke und 20 Gew.-% eines Polysiloxan-Entschäumers
(Polydimethylsiloxan mit mikrofeiner silanierter Kieselsäure) zugesetzt. Man erhielt
eine stabile wäßrige Emulsion.
Granulation in der Wirbelschicht
Beispiel 5. In eine Wirbelschichtapparatur (SKET-Anlage) mit einem kreisrunden Wirbelschichtboden,
durch den Trocknungsluft mit ca. 20.000 m3 Luft/h mit einer Temperatur von 140° C strömte, wurden
pro Stunde kontinuierlich 650 kg des nach Beispiel 1 hergestellten pulverförmigen Vorprodukts über
eine Feststoffdosierung eingespeist und auf dieses pulverförmige Vorprodukt kontinuierlich 350 kg pro
Stunde der nach Beispiel 3 hergestellten wäßrigen Silicon-Emulsion aufgedüst. Die Temperatur in der
Wirbelschicht über dem Wirbelschichtboden betrug 85° C, die Abluft 79 °C. Man erhielt ein Granulat mit
folgender Zusammensetzung: 7 Gew.-% Silicon, 2,2 Gew.-% Celluloseether, 9,2 Gew.-% Natriumsilicat,
38,0 Gew.-% Natriumsulfat, 29,1 Gew.-% Natriumcarbonat, 3,7 Gew.-% Polyacryl/methacrylat und 11,0
Gew.-% eines Paraffinwachsgemisches bestehend aus 30 % Paraffin mit einem Erstarrungspunkt von
62 °C bis 90 °C, 30 Gew.-% Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt von 42 °C bis 56 °C und 30
Gew.-% Weichparaffin mit einem Erstarrungspunkt von 35 °C bis 40 °C mit einem Schüttgewicht von
810 g/l und einer Kornverteilung bei der 95 Gew.-% der Teilchen einen mittleren Durchmesser unterhalb
von 1,5 mm aufwies. Das Produkt zeigte eine sehr gute Rieselfähigkeit und hatte praktisch keinerlei
Staubanteile.
Beispiel 6. Entsprechend Beispiel 5 wurden in die Wirbelschichtapparatur (SKET-Anlage) bei einer
Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft von ca. 20.000 m3 Luft/h mit einer Temperatur von 100
°C kontinuierlich 650 kg pro Stunde des nach Beispiel 2 hergestellten pulverförmigen Vorprodukts über
eine Feststoffdosierung eingespeist und auf dieses pulverförmige Vorprodukt kontinuierlich 350 kg pro
Stunde der nach Beispiel 4 hergestellten wäßrigen Silicon-Emulsion aufgedüst. Die Temperatur in der
Wirbelschicht über dem Wirbelschichtboden betrug 65 °C, die Abluft 60 °C. Man erhielt ein Granulat mit
folgender Zusammensetzung: 7 Gew.-% Silicon, 10,3 Gew.-% Stärke, 2,1 Gew.-% Celluloseether, 3,2
Gew.-% Natriumsilicat, 21,2 Gew.-% Natriumsulfat, 38,1 Gew.-% Zeolith, 3,3 Gew.-% Polyacryl/methacrylat,
11,5 Gew.-% Paraffin und 3,3 Gew.-% Bis-stearylethylendiamid mit einem Schüttgewicht
von 780 g/l und einer Kornverteilung bei der 95 Gew.-% der Teilchen einen mittleren Durchmesser
unterhalb von 1,5 mm aufwies. Das Produkt zeigte eine sehr gute Rieselfähigkeit und hatte
keinerlei Staubanteile.
Anwendungstechnische Versuche. Die hergestellten Entschäumergranulate wurden in einer Menge
von 1,5 Gew.-% durch einfaches Vermischen in eine pulverförmige Universalwaschmittelrezeptur mit 8
Gew.-% Natrium-Alkylbenzolsulfonat, 10 Gew.-% Alkylethoxylat, 1,5 Gew.-% Seife, 10 Gew.-% Natriumcarbonat,
20 Gew.-% Zeolith, 3 Gew.-% Natriumsilicat, 20 Gew.-% Natriumperborat, 2 Gew.-%
Tetraacetylethylendiamin (TAED), 0,5 Gew.-% Protease, Rest auf 100 Gew.-% Natriumsulfat und Wasser
eingearbeitet. Die erhaltenen Waschmittel wiesen einwandfreies Schaumverhalten sowohl bei 30
°C als auch bei 40 °C, 60 °C und 95 °C auf.