DE19817509C2

DE19817509C2 - Verwendung von Fettsäurepolyglycolestersulfaten

Info

Publication number: DE19817509C2
Application number: DE1998117509
Authority: DE
Inventors: Hermann Hensen; Bernd Fabry; Ditmar Kischkel; Hans-Christian Raths
Original assignee: Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: DE19817509A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der festen Desinfektions- und Reinigungsmittel und betrifft die Verwendung einer neuen Klasse von anionischen Tensiden zur Herstellung von Toilettensteinen.

Stand der Technik

Toilettensteine stellen Reinigungsmittel in fester Anbietungsform dar, die mit Hilfe einer Vorrichtung ent weder in den Spülkasten eingehängt oder unter dem Innenrand des WC's befestigt werden. Ihre Auf gabe besteht darin, die Toilette während des Spülvorgangs oberflächlich zu reinigen und insbesondere durch Freisetzung von Duftstoffen unangenehme Gerüche zu überdecken. Üblicherweise werden zu ihrer Herstellung Tenside, Buildersubstanzen, anorganische Salze und natürlich Duft- und Farbstoffe eingesetzt. Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl derartiger Formulierungen bekannt. In der US 4534879 (Procter & Gamble) werden beispielsweise feste Reinigungsmittel beansprucht, die als Tensidkomponente Alkylsulfate mit 9 bis 15 Kohlenstoffatomen, Alkylbenzolsulfonate und anorganische Salze enthalten. Aus der EP-A 0014979 (Henkel) sind Toilettensteine bekannt, die Alkylbenzolsulfonate und Alkylsulfate sowie Fettalkohol- bzw. Alkylphenolethoxylate enthalten. Gegenstand der DE-C2 43 37 032 (Henkel) sind Toilettensteine mit einem Gehalt an Alkylsulfaten, Alkylethersulfaten und Alkyl glucosiden. Aus der FR-A-2494296 sind Toilettensteine bekannt, die als Aniontensid Alkylethersulfate enthalten. In der EP-A 0268967 (Henkel) werden Toilettensteine offenbart, die Natriumlaurylsulfat und Fettsäuremonoethanolamid enthalten. Weitere Toilettensteine auf Basis von anionischen Tensiden mit Sulfat- und/oder Sulfonatstruktur sind beispielsweise aus den Schriften EP-A 0018679, EP-A 0114427, EP-A 0114429, EP-A 0122664, EP-A 0167210, EP-A 0184416 und EP-A 0206725 geläufig.

Es hat sich nun erwiesen, daß die Produkte des Stands der Technik aus anwendungstechnischer Sicht nicht immer zufriedenstellend sind. Ein besonderes Interesse besteht vor allem an Produkten mit einer verzögerten Auflösegeschwindigkeit, d. h. Toilettensteine mit einer verbesserten Spülzahl. Weiterhin gilt es Formulierungen zu entwickeln, die im Hinblick auf ihre Verarbeitbarkeit (Knetbarkeit, Formstabilität, Versumpfungsneigung etc.) Vorteile bieten und einen stabileren Schaum besitzen. Die Aufgabe der Erfindung hat somit darin bestanden, derartige Produkte zur Verfügung zu stellen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Fettsäurepolyglycolestersulfaten der Formel (I),

R¹COO(AO)_xSO₃X (I)

in der R¹CO für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x für Zahlen von durchschnittlich 1 bis 3 und AO für einen CH₂CH₂O-, CH₂CH(CH₃)O- und/oder CH(CH₃)CH₂O-Rest und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Am monium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht, zur Herstellung von Toilettensteinen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäße Verwendung von Fettsäurepolygly colestersulfaten, gegebenenfalls in Abmischung mit weiteren Tensiden, zu Toilettensteinen führt, die sich gegenüber Produkten des Marktes durch eine höhere Lebensdauer, d. h. höhere Löslichkeits verzögerung, verbesserten Schaum und leichtere Verarbeitbarkeit auszeichnen.

Fettsäurepolyglycolestersulfate

Fettsäurepolyglycolestersulfate, die der Formel (I) folgen,

R¹COO(AO)_xSO₃X (I)

in der R¹CO für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x für Zahlen von durchschnittlich 1 bis 3 und AO für einen CH₂CH₂O-, CH₂CH(CH₃)O- und/oder CH(CH₃)CH₂O-Rest und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Am monium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht, werden durch Sulfatierung der entsprechenden Fettsäurepolyglycolester hergestellt. Diese wiederum sind nach den einschlägigen präparativen Verfahren der organischen Chemie erhältlich. Hierzu wird Ethylenoxid, Propylenoxid oder deren Gemisch - in random- oder Blockverteilung - an die entsprechenden Fettsäuren angelagert, wo bei diese Reaktion säurekatalysiert, vorzugsweise aber in Gegenwart von Basen, wie z. B. Natrium methylat oder calciniertem Hydrotalcit erfolgt. Wird ein Alkoxylierungsgrad von 1 gewünscht, können die Zwischenprodukte auch durch Veresterung der Fettsäuren mit einem entsprechenden Alkylenglycol hergestellt werden. Die Sulfatierung der Fettsäurepolyglycolester kann in an sich bekannter Weise mit Chlorsulfonsäure oder vorzugsweise gasförmigem Schwefeltrioxid durchgeführt werden, wobei das molare Einsatzverhältnis zwischen Fettsäurepolyglycolester und Sulfatierungsmittel im Bereich von 1 : 0,95 bis 1 : 1,2, vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 1,1 und die Reaktionstemperatur 30 bis 80 und vorzugsweise 50 bis 60°C betragen kann. Es ist ferner möglich, die Fettsäurepolyglycolester zu untersulfatieren, d. h. deutlich weniger Sulfatierungsmittel einzusetzen, als dies für eine vollständige Umsetzung stöchio metrisch erforderlich wäre. Wählt man beispielsweise molare Einsatzmengen von Fettsäure polyglycolester zu Sulfatierungsmittel von 1 : 0,5 bis 1 : 0,95 werden Mischungen von Fettsäure polyglycolestersulfaten und Fettsäurepolyglycolestern erhalten, die für eine ganze Reihe von Anwen dungen ebenfalls vorteilhaft sind. Um eine Hydrolyse zu vermeiden ist es dabei sehr wichtig, die Neutralisation bei einem pH-Wert im Bereich von 5 bis 9, vorzugsweise 7 bis 8 durchzuführen. Typische Beispiele für geeignete Ausgangsstoffe sind die Anlagerungsprodukte von 1 bis 3 Mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, vorzugsweise aber die Addukte mit 1 Mol Ethylenoxid oder 1 Mol Propylenoxid an Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Isotridecansäure, My ristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behen säure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die dann wie oben beschrieben sulfatiert und neutralisiert werden. Vorzugsweise werden Fettsäurepolyglycolestersulfate der Formel (I) einge setzt, in der R¹CO für einen Acylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, x für durchschnittlich 1 oder 2, AO für eine CH₂CH₂O-Gruppe und X für Natrium oder Ammonium steht, wie beispielsweise Laurin säure + 1EO-sulfat-Natriumsalz, Laurinsäure + 1EO-sulfat-Ammoniumsalz, Kokosfettsäure + 1EO-sulfat- Natriumsalz, Kokosfettsäure + 1EO-sulfat-Ammoniumsalz, Talgfettsäure + 1EO-sulfat-Natriumsalz, Talg fettsäure + 1EO-sulfat-Ammoniumsalz sowie deren Mischungen.

Die Fettsäurepolyglycolestersulfate können als einzige Tenside in den Toilettensteinen enthalten sein. Vorzugsweise werden aber Mischungen von anionischen und/oder nichtionischen Tensiden eingesetzt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Fettsäurepolyglycolestersulfate mit Alkylsulfaten, Alkylethersulfaten, Alk(en)yloligoglykosiden, Fettsäurealkanolamiden und/oder Fettalkoholethoxylaten abzumischen.

Alkylsulfate

Geeignete Alkylsulfate folgen der Formel (II),

R²O-SO₃X (II)

in der R² für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoff atomen und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht. Sie stellen bekannte anionische Tenside dar, die vorzugsweise durch Sulfa tierung von nativen Fettalkoholen ("Fettalkoholsulfate") oder synthetischen Oxoalkoholen ("Oxoalkohol sulfate") und nachfolgende Neutralisation erhalten werden. Typische Beispiele für Alkylsulfate bzw. Fettalkoholsulfate, die als zusätzliche Aniontensidkomponente in Betracht kommen, stellen die Natrium salze von Sulfatierungsprodukten des Capronalkohols, Caprylalkohols, 2-Ethylhexylalkohols, Caprin alkohols, Laurylalkohols, Myristylalkohols, Cetylalkohols, Palmoleylalkohols, Stearylalkohols, Isostearyl alkohols, Oleylalkohols, Elaidylalkohols, Petroselinylalkohols, Linolylalkohols, Linolenylalkohols, Elaeo stearylalkohols, Arachylalkohols, Gadoleylalkohols, Behenylalkohols und Erucylalkohols sowie solchen technischen Alkoholschnitten dar, die durch Hydrierung nativer Fettsäuremethylesterfraktionen oder von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese gewonnen werden. Vorzugsweise werden Fettalkoholsulfate mit 12 bis 18 und insbesondere 12 bis 14 Kohlenstoffatomen eingesetzt. Typische Beispiele hierfür sind technische C_12/14- bzw. C_12/18-Kokosfettalkoholsulfate in Form ihrer Natriumsalze.

Alkylethersulfate

Auch Alkylethersulfate stellen bekannte Aniontenside dar, die großtechnisch durch Sulfatierung von längerkettigen primären Alkoholethoxylaten, vorzugsweise Fettalkoholethoxylaten, und nachfolgende Neutralisation erhalten werden. Sie folgen üblicherweise der Formel (III),

R³O-(CH₂CH₂O)_mSO₃X (III)

in der R³ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffato men, m für Zahlen von 1 bis 10 und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht. Typische Beispiele für Alkylethersulfate stellen die Natriumsalze von Sulfatierungsprodukten der Addukte von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Mol Ethy lenoxid an Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Myristyl alkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Linolylalkohol, Linolenylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalko hol, Behenylalkohol und Erucylalkohol sowie solchen technischen Alkoholschnitten dar, die durch Hy drierung von nativen Fettsäuremethylesterfraktionen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxo synthese gewonnen werden. Vorzugsweise werden Fettalkoholethersulfate mit 12 bis 18 und insbe sondere 12 bis 14 Kohlenstoffatomen und einem Ethoxylierungsgrad im Bereich von 2 bis 5 eingesetzt. Typische Beispiele hierfür sind technische C_12/14- bzw. C_12/18-Kokosalkoholethersulfate in Form ihrer Natriumsalze, die eine konventionelle oder auch eingeengte Homologenverteilung aufweisen können.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside

Alkyl- und Alkenyloligoglykoside stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (IV) folgen,

R⁴O-[G]p (IV)

in der R⁴ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für eine Zahl zwischen 1 und 10 steht. Sie können nach den einschlägigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das umfangreiche Schrifttum sei hier auf die Übersichtsarbeit von Biermann et al. in Starch/Stärke 45, 281 (1993), B. Salka in Cosm. Toil. 108, 89 (1993) sowie J. Kahre et al. in SÖFW-Journal Heft 8, 598 (1995) 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 Alkenyl oligoglykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (IV) 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 ge brochene 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 R⁴ 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 Mi schungen, 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 C_9/11- Oxoalkohole (DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R⁴ kann sich ferner auch von primären Alko holen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleyl alkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucyl alkohol, Brassidylalkohol sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C_12/14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Fettsäurealkanolamide

Als weitere Komponente können die Toilettensteine Fettsäurealkanolamide enthalten, die vorzugsweise der Formel (V) folgen,

in der R⁵CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R⁶ für einen Hydroxyalkyl rest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und R⁷ für Wasserstoff oder R⁶ steht. Auch hierbei handelt es sich um bekannte Zusatzstoffe, die gewöhnlich durch Kondensation von Fettsäuren mit Alkanolaminen her gestellt werden. Typische Beispiele sind Kondensationsprodukte von Capronsäure, Caprylsäure, Ca prinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behen säure oder Erucasäure bzw. deren technischen Mischungen mit Monoethanolamin, und Diethanolamin. Vorzugsweise werden Fettsäurealkanolamide der Formel (V) eingesetzt, in der R⁵CO für einen Acylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R⁶ für einen Hydroxyethylrest und R⁷ für R⁶ oder Wasserstoff steht. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von C_12/14- bzw. C_12/18-Kokosfettsäuremono- bzw. -diethanolamid.

Alkoholethoxylate

Als weitere Gruppe nichtionischer Co-Tenside kommen schließlich Alkoholethoxylate in Frage, die vorzugsweise der Formel (VI) folgen,

R⁸O-(CH₂CH₂O)_nH (VI)

in der R⁸ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffato men und n für Zahlen von 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 30 steht. Auch diese Stoffe stellen bekannte großtechnische Produkte dar, die für gewöhnlich durch basenkatalysierte Anlagerung von Ethylenoxid an primäre Alkohole hergestellt werden. In Abhängigkeit der verwendeten Katalysatoren (z. B. Natrium methylat oder calcinierter Hydrotalcit) können die Ethoxylate eine konventionelle oder eingeengte Homologenverteilung aufweisen. Bei den Alkoholethoxylaten kann es sich um Addukte von 1 bis 50 Mol Ethylenoxid an Fettalkohole ("Fettalkoholethoxylate") oder Oxoalkohole ("Oxoalkoholethoxylate") han deln. Typische Beispiele sind die Ethoxylate von Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stea rylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Linolylalkohol, Linolenyl alkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Bras sidylalkohol sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Hochdruckhydrierung von techni schen Methylestern auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Bevorzugt sind Addukte von 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 30 und insbesondere 10 bis 20 Mol Ethylenoxid an technische Fettalkohole mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Kokos-, Palm-, Palmkern- oder Talgfettalkohol.

Detergensgemische

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, werden die Fettsäurepolyglycolestersulfate nicht alleine sondern in Form von Detergensgemischen eingesetzt, die jedoch durch einen hohen Anteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Aniontenside gekennzeichnet sind. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher die Verwendung von Detergensgemischen, enthaltend

a) 50 bis 96, vorzugsweise 70 bis 80 Gew.-% Fettsäurepolyglycolestersulfate,
b) 0 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% Alkylsulfate und/oder Alkylethersulfate,
c) 0 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside,
d) 0 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% Fettsäurealkanolamide und
e) 0 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% Alkoholethoxylate,

mit der Maßgabe, daß sich die Mengen gegebenenfalls mit geringen Mengen Wasser zu 100 Gew.-% ergänzen, zur Herstellung von Toilettensteinen.

Herstellung trockener Anbietungsformen

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Fettsäurepolyglycolestersulfate bzw. die diese enthaltenden Detergensgemische werden vorzugsweise wasserfrei, beispielsweise in Form von Pulvern, Granulaten, Extrudaten oder Nadeln eingesetzt. Diese können auf verschiedenen Wegen hergestellt werden:

Sprühneutralisation/Sprühtrocknung. Zur Herstellung der Pulver kann man sich üblicher Techniken bedienen. Es ist beispielsweise möglich, die sauren Sulfatierungsprodukte der Fettsäurepolyglycolester und ggf. Fettalkohole gemeinsam oder getrennt einer Sprühneutralisation zu unterwerfen und den trockenen Pulvern wasserfreie Glykoside zuzusetzen. Ferner ist es möglich, wäßrige Mischungen der Komponenten herzustellen und gemeinsam zu sprühtrocknen. Gleichfalls können bereits getrocknete Pulver der einzelnen Komponenten beispielsweise in einem Schaufelmischer der Fa. Lödige oder einem Sprühmischer der Fa. Schugi zu den Detergensgemischen verarbeitet werden. Zu Einzelheiten der Sprühtrocknung bzw. Sprühneutralisation von Tensiden sei auf ROEMPP Chemielexikon, 9. Aufl., Thieme-Verlag, Stuttgart, 1992, S. 425914260 verwiesen.

Heißdampftrocknung. Unter dem Begriff "Heißdampftrocknung" ist eine spezielle Sprühtrocknung unter Ausschluß von Luftsauerstoff in Gegenwart von überhitztem Wasserdampf zu verstehen. Das Prinzip dieses neuartigen technischen Verfahrens ist von der Anmelderin in ihrer Deutschen Patentanmeldung DE-A1 40 30 688 offengelegt worden. Dem Verfahren liegt das Prinzip zugrunde, daß durch Kondensation des Heißdampfes auf dem kühleren Einsatzgut und Abgabe der Kondensa tionswärme an das zu trocknende Gut eine spontane Aufheizung des wäßrigen Tropfens auf die Siedetemperatur des Wassers unter Arbeitsbedingungen, bei Normaldruck also auf Temperaturen von etwa 100°C, stattfindet. Diese Siedetemperatur wird als Mindesttemperatur während des gesamten Trocknungszeitraums im Guttropfen beibehalten. Ein erwünschter Effekt der Heißdampftrocknung der erfindungsgemäß zu verwendenden Detergensgemische ist darin zu sehen, daß ein getrocknetes Gut mit hoher innerer Oberfläche gewonnen wird, welches sich besonders leicht in Wasser lösen bzw. dispergieren läßt. Grundsätzlich gilt, daß im geschlossenen System mit einem Wasserdampf kreislaufstrom gearbeitet wird, dem der verdampfte Wasseranteil des Einsatzgutes entzogen wird, während der insbesondere im Trocknungsschritt abgegebene Energiebetrag dem Kreislaufstrom wieder zugeführt wird. Während bei der konventionellen Sprühtrocknung ein Arbeiten bei höheren Tem peraturen stets mit der Gefahr einer partiellen Verkohlung des zu trocknenden Gutes verbunden ist, macht hier die Abwesenheit von Luftsauerstoff Trocknungstemperaturen von 200 bis 250°C ohne wei teres möglich. Der abgezogene Wasserdampfteilstrom kann nach der Reinigung von mitgetragenen Gutanteilen vorteilhafterweise als Brauchdampf anderweitiger Verwendung zugeführt werden.

SKET-Granulierung. Eine weitere Möglichkeit zu wasserfreien Anbietungsformen zu gelangen, besteht darin, die Fettsäurepolyglycolestersulfate bzw. entsprechende Detergensgemische einer sogenannten SKET-Granulierung zu unterwerfen. Hierunter ist eine Granulierung unter gleichzeitiger Trocknung zu verstehen, die vorzugsweise batchweise oder kontinuierlich in der Wirbelschicht erfolgt. Dabei können die Tenside vorzugsweise in Form wäßriger Pasten gleichzeitig oder nacheinander über eine oder mehrere Düsen in die Wirbelschicht eingebracht werden. Bevorzugt eingesetzte Wirbelschicht-Apparate besitzen Bodenplatten mit Abmessungen von 0,4 bis 5 m. Vorzugsweise wird die SKET-Granulierung bei Wirbelluftgeschwindigkeiten im Bereich von 1 bis 8 m/s durchgeführt. Der Austrag der Granulate aus der Wirbelschicht erfolgt vorzugsweise über eine Größenklassierung der Granulate. Die Klassierung kann beispielsweise mittels einer Siebvorrichtung oder durch einen entgegengeführten Luftstrom (Sichterluft) erfolgen, der so reguliert wird, daß erst Teilchen ab einer bestimmten Teil chengröße aus der Wirbelschicht entfernt und kleinere Teilchen in der Wirbelschicht zurückgehalten werden. Üblicherweise setzt sich die einströmende Luft aus der beheizten oder unbeheizten Sichterluft und der beheizten Bodenluft zusammen. Die Bodenlufttemperatur liegt dabei zwischen 80 und 400, vorzugsweise 90 und 350°C. Vorteilhafterweise wird zu Beginn der SKET-Granulierung eine Start masse, beispielsweise Natriumsulfat oder ein SKET-Granulat aus einem früheren Versuchsansatz, vorgelegt. In der Wirbelschicht verdampft das Wasser aus der Tensidpaste, wobei angetrocknete bis getrocknete Keime entstehen, die mit weiteren Mengen Tensid umhüllt, granuliert und wiederum gleichzeitig getrocknet werden.

Trocknung im Flash Dryer. Eine gleichzeitige Trocknung und Granulierung kann auch in einem hori zontal angeordneten Dünnschichtverdampfer mit rotierenden Einbauten erfolgen, wie er z. B. von der Firma VRV unter der Bezeichnung "Flash Dryer" vertrieben wird. Hierbei handelt es sich, vereinfacht dargestellt, um ein Rohr, das über mehrere Zonen hinweg unterschiedlich temperiert werden kann. Über eine oder mehrere Wellen, die mit Blättern oder Flugscharen als rotierende Einbauten versehen sind, wird das pastöse Einsatzmaterial, das über eine Pumpe eindosiert wird, gegen die beheizte Wandung geschleudert, an der die Trocknung in einer dünnen Schicht von typischerweise 1 bis 10 mm Stärke erfolgt. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an den Dünnschichtverdampfer einen Tem peraturgradienten von 170 (Produkteinlaß) auf 20°C (Produktaustrag) anzulegen. Hierzu können bei spielsweise die beiden ersten Zonen des Verdampfers auf 160°C geheizt und die letzte auf 20°C gekühlt werden. Höhere Trocknungstemperaturen haben sich im Hinblick auf die thermische Labilität der Einsatzstoffe als nicht vorteilhaft erwiesen. Der Dünnschichtverdampfer wird bei atmosphärischem Druck betrieben und im Gegenstrom mit Luft (Durchsatz 50 bis 150 m³/h) begast. Die Eintrittstemperatur des Gases liegt in der Regel bei 20 bis 30, die Austrittstemperatur bei 90 bis 110°C.

Extrusion. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Fettsäurepolyglycolestersulfate bzw. die Detergensgemische in einer Schneckenpresse homogenisiert und verfestigt. Die Extrusion erfolgt über eine Lochscheibe, so daß Preßstränge entstehen, die nach bekannten Verfahren zu Extrudaten oder Nadeln gewünschter Form und Abmessung mechanisch zerkleinert werden können.

Strukturbrecher. Schließlich besteht die Möglichkeit, die trockenen Fettsäurepolyglycolestersulfate mit hydrophoben Strukturbrechern, beispielsweise einem Anlagerungsprodukt von 3 Mol Ethylenoxid an einen Kokosfettalkohol, zu vermischen und anschließend mechanisch zu verfestigen. Der flüssige Strukturbrecher wird vom trockenen Pulver aufgesogen und führt zu einer "Marmorierung" des Tensid korns. Auf diese Weise werden beispielsweise nach Granulierung bzw. Extrusion Produkte mit besonders hoher innerer Oberfläche erhalten. Zur Verfestigung des Korns können ferner Polyethylen glycole mit Molekulargewichten im Bereich von 10.000 bis 100.000 zugesetzt werden.

Hilfs- und Zusatzstoffe

Unter Hilfs- und Zusatzstoffen sind die nichttensidischen Bestandteile der Rezepturen handelsüblicher Toilettensteine zu verstehen, die mit den Fettsäurepolyglycolestersulfaten bzw. den sie enthaltenen Detergensgemischen vermischt und anschließend in die gewünschte Form gebracht werden. Die Tensidkomponente wird wie oben erläutert in der Regel wasserfrei eingesetzt. Zur leichteren Plastifizierung kann ihnen jedoch als Hilfsstoff Wasser in einer Menge von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Gew.-% - bezogen auf die Mischung - zugesetzt werden. Als weitere Hilfs- und Zusatzstoffe kommen anorganische Salze, insbesondere Natriumsulfat, Natriumcarbonat und/oder Natriumchlorid in Betracht, deren Anteil in Summe 25 bis 75, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% - bezogen auf das Endprodukt - ausmachen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Fettsäurepolyglycolestersulfate bzw. entsprechende Detergensgemische in Form von SKET-Granulaten eingesetzt, die beispielsweise den erforderlichen Anteil an Natriumsulfat herstellungsbedingt enthalten. Von Bedeutung als Zusatzstoffe sind ferner feste oder flüssige Builder, wie beispielsweise Zeolithe, Schichtsilicate, Phosphate sowie Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Citronensäure sowie anorganische Phosphonsäuren. Ihre Anteile können 5 bis 15, vorzugsweise 8 bis 12 Gew.-% - bezogen auf das Endprodukt - ausmachen. Schließlich enthalten die Toilettensteine in aller Regel noch Farb- und Duftstoffe, üblicherweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-% - bezogen auf das Endprodukt.

Beispiele

Toilettensteine entsprechend der erfindungsgemäßen Rezepturen 1 bis 3 sowie der Vergleichsrezep turen V1 bis V3 wurden nach folgenden Kriterien beurteilt:

- Verformbarkeit: (I) = weniger hart bis (IV) = extrem hart
- Zusammenhalt der Masse: (I) = leicht formbar bis (VI) = nicht formbar
- Lebensdauer, d. h. Zahl der Spülungen
- Basisschaum sowie Schaumhöhe nach 20 min (gemäß DIN 53902-II)

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Anwendungstechnische Prüfung von Toilettensteinen

Claims

1. Verwendung von Fettsäurepolyglycolestersulfaten der Formel (I),
R¹COO(AO)_xSO₃X (I)
in der R¹CO für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, x für Zahlen von durchschnittlich 1 bis 3 und AO für einen CH₂CH₂O-, CH₂CH(CH₃)O- und/oder CH(CH₃)CH₂O-Rest und X für ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, Am monium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht, zur Herstellung von Toilettensteinen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin Alkylsulfate der Formel (II) einsetzt,
R²O-SO₃X (II)
in der R² für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoff atomen und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkylammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht.

3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin Alkylethersulfate der Formel (III) einsetzt,
R³O-(CH₂CH₂O)_mSO₃X (III)
in der R³ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 18 Kohlenstoff atomen, m für Zahlen von 1 bis 10 und X für ein Alkali- oder Erdalkalimetall, Ammonium, Alkyl ammonium, Alkanolammonium oder Glucammonium steht.

4. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside der Formel (IV) einsetzt,
R⁴O-[G]p (IV)
in der R⁴ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für eine Zahl zwischen 1 und 10 steht.

5. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin Fettsäurealkanolamide der Formel (V) einsetzt,
in der R⁵CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R⁶ für einen Hydroxy alkylrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und R⁷ für Wasserstoff oder R⁶ steht.

6. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin Alkohollethoxylate der Formel (VI) einsetzt,
R⁸O-(CH₂CH₂O)_nH (VI)
in der R⁸ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und n für Zahlen von 1 bis 50 steht.

7. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Detergensgemische einsetzt, enthaltend

a) 50 bis 96 Gew.-% Fettsäurepolyglycolestersulfate,
b) 0 bis 20 Gew.-% Alkylsulfate und/oder Alkylethersulfate,
c) 0 bis 20 Gew.-% Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside,
d) 0 bis 10 Gew.-% Fettsäurealkanolamide und
e) 0 bis 10 Gew.-% Alkoholethoxylate,

mit der Maßgabe, daß sich die Mengen gegebenenfalls mit geringen Mengen Wasser zu 100 Gew.-% ergänzen.

8. Verwendung nach mindestens einem der Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäurepolyglycolestersulfate sowie gegebenenfalls ihre Mischungen mit den anderen genann ten Tensiden in Form von Pulvern, Granulaten, Extrudaten oder Nadeln eingesetzt werden.