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DE19854075A1 - Verfahren zur Serienfertigung von Formkörpern mit geringer Härteschwankung - Google Patents

Verfahren zur Serienfertigung von Formkörpern mit geringer Härteschwankung

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Publication number
DE19854075A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nmm
spring constant
moldings
premix
press
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1998154075
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Schmiedel
Ulrich Pegelow
Wolfgang Von Rybinski
Andreas Lietzmann
Gerhard Blasey
Ferdinand Fieg
Monika Boecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Priority to DE1998154075 priority Critical patent/DE19854075A1/de
Priority to PCT/EP1999/008752 priority patent/WO2000030843A1/de
Publication of DE19854075A1 publication Critical patent/DE19854075A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06Platens or press rams
    • B30B15/065Press rams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/0047Detergents in the form of bars or tablets
    • C11D17/0065Solid detergents containing builders
    • C11D17/0073Tablets

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Abstract

Die Herstellung von Formkörpern, insbesondere Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern, mit minimalen Härteschwankungen gelingt durch Verpressen eines teilchenförmigen Vorgemischs, wenn im Kraftweg der Tablettenpresse ein nachgiebiges Element mit einer definierten Federkonstante eingebaut ist. Hierdurch wird unabhängig von der eingesetzten Tablettenpresse ermöglicht, trotz schwankender Tablettengewichte eine annähernd konstante Preßkraft auf das Vorgemisch wirken zu lassen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbe­ sondere von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern. Insbesondere betrifft die Erfin­ dung ein Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper in großen Stückzahlen, wobei die Härteschwankungen innerhalb einer Serie minimiert sind.
Die Herstellung von Formkörpern, speziell Tabletten, ist insbesondere im Bereich der Pharmazie gesicherter Stand des technischen Wissens. Die Angebotsform "Tablette" hat dabei aufgrund ihrer vorgegebenen Dosierung, ihrer Kompaktheit und des aufgrund der hohen Dichte verringerten Verpackungs-, Transport- und Lageraufwands auch in anderen Bereichen erfolgreich Einzug gehalten, wobei insbesondere Reinigungsmittelformkörper für das maschinelle Geschirrspülen weit verbreitet sind. Auch Waschmitteltabletten für die Haushaltswäsche von Textilien sind mittlerweile kommerziell in steigendem Maße verfüg­ bar.
Wie auch bei der Herstellung pharmazeutischer Tabletten treten bei der Produktion von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern Probleme auf, die die schwankende Härte von mehreren Formkörpern innerhalb einer Serie betreffen. Gerade für Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörper ist die Dichotomie zwischen Härte und Zerfallszeit ein zentrales Problem - die Formkörper müssen einerseits genügend stabil sein, um nach der Verpres­ sung verpackt, zum Handel transportiert und vom Verbraucher gehandhabt zu werden, andererseits aber müssen zur Gewährleistung eines Wasch- und Reinigungserfolges extrem kurze Zerfallszeiten realisierbar sein, um beispielsweise Rückstände auf Textilien zu ver­ hindern oder das Einspülen der Formkörper über die Einspülkammer haushaltsüblicher Waschmaschinen zu ermöglichen. Bei der Großserienfertigung läßt es sich nicht vermei­ den, daß die hergestellten Formkörper sich in ihrer Härte mehr oder weniger stark unter­ scheiden. Da die üblicherweise zur Herstellung eingesetzten Tablettenpressen (sowohl Ex­ zenter- als auch Rundläuferpressen) auf eine vorbestimmte Höhe verpressen (entsprechend einem konstanten Volumen), führen Dichteschwankungen des zu verpressenden Vorge­ mischs und Ungenauigkeiten bei der Dosierung des Vorgemischs zu Gewichtsschwankun­ gen bei den fertigen Formkörpern. Ist aber in einer Matrizenbohrung mehr Vorgemisch enthalten, so wird die betreffende Tablette auf die vorbestimmte Höhe und damit zwangs­ läufig härter verpreßt. Im Extremfall kann dabei eine Tablette resultieren, die das anwen­ dungstechnische Anforderungsprofil im Hinblick auf kurze Zerfallszeiten nicht mehr er­ füllt. Umgekehrt kann ein "zu wenig" an Vorgemisch zu unakzeptabel weichen Tabletten führen, die gegebenenfalls bereits in der Verpackungslinie des Herstellprozesses zerbre­ chen.
Im Stand der Technik zu Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern werden die Lösungs­ ansätze im weitaus überwiegenden Teil von der Seite der Rezeptur aus angegangen. So wird beispielsweise versucht, durch Inkorporation bestimmter Additive in die zu verpres­ senden Vorgemische, durch Auswahl bestimmter Siebfraktionen des gesamten Vorge­ mischs oder einzelner Inhaltsstoffe oder durch Beschichtung der fertig verpreßten Tablet­ ten versucht, die Härte der Tabletten zu steigern, ohne deren Zerfallszeit allzu sehr zu er­ höhen.
Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern bereitzustellen, das es unabhängig von der eingesetzten Tablettenpresse ermöglicht, trotz schwankender Tablettengewichte eine annä­ hernd konstante Preßkraft auf das Vorgemisch wirken zu lassen und damit die Schwan­ kungen in der Tablettenhärte zu verringern. Insbesondere sollte das Verfahren dabei die üblicherweise bei volumenkontrollierten Tablettenpressen auftretenden Schwankungsbrei­ ten deutlich verringern.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt, indem im Kraftweg der Tablettenpresse ein nachgiebi­ ges Element mit einer Federkonstante eingesetzt wird, die auf das zu verpressende Vorge­ misch abgestimmt ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch Verpressen eines teilchenförmigen Vorgemischs, wobei im Kraftweg der Tablettenpresse ein nachgiebiges Element mit einer definierten Federkonstante eingebaut ist.
Im Gegensatz zu üblichen Tablettenpressen, bei denen der Kraftweg vollständig aus starren und unnachgiebigen Teilen aufgebaut ist, wird erfindungsgemäß mindestens ein nachgie­ biges Element in den Kraftweg eingebaut, wobei dieses Element eine definierte Federkon­ stante aufweist. Die Bezeichnung "Kraftweg" steht im Rahmen der vorliegenden Erfin­ dung für die Bewegungsrichtung der Preßstempel, deren Bewegung in Preßrichtung, also in Richtung auf das Vorgemisch bzw. den Formkörper hin zur Verdichtung des Vorge­ mischs führt. Die mechanischen Elemente an der Tablettenpresse, die diese Bewegung der Preßstempel in Preßrichtung bewirken (beispielsweise die Druckrollen an einer Rundläu­ ferpresse oder die Exzenter an einer Exzenterpresse) sind ebenfalls Bestandteil des Kraft­ wegs.
Die Federkonstante des nachgiebigen Elements, oft auch als "Richtgröße", "Direktions­ kraft", "Richtkraft" oder "Rückstellkraft" bezeichnet ist ein Maß für die Verformbarkeit dieses Elements und hat die Dimension Kraft pro Strecke (beispielsweise Nmm-1), so daß die drei zuletzt genannten Bezeichnungen irreführend sind. Sie ist Bestandteil des Hoo­ ke'schen Gesetzes F = Kx, wobei F die Kraft, K die Federkonstante und x die Länge der Auslenkung (bzw. Stauchung) der Feder ist. Hierbei gilt das Hooke'sche Gesetz für kleine Elongationen x, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf den Einsatz von Federn be­ schränkt ist, die dem Hooke'schen Gesetz gehorchen.
In bevorzugten Verfahren ist die Federkonstante des nachgiebigen Elements im Kraftweg auf die zu verpressende Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzung abgestimmt, so daß das Verhältnis der Federkonstante des nachgiebigen Elements zur Federkonstante der Formkörper bevorzugt im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, vorzugsweise von 25 : 1 bis 1 : 25, be­ sonders bevorzugt von 10 : 1 bis 1 : 10 und insbesondere von 5 : 1 bis 1 : 5 unter besonderer Bevorzugung des Bereichs von 1 : 1 bis 3 : 1, beträgt.
Während der Federkonstante von Schraubenfedern, Tellerfederpakten oder anderen techni­ schen Einrichtungen, die dämpfend wirken, leicht bestimmt werden können, ist der Begriff "Federkonstante" in bezug auf einen Formkörper im Stand der Technik nicht weit verbrei­ tet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Federkonstante des Formkörpers als Quotient aus der Differenz der Preßkraft von zu hart bzw. zu weich verpreßten Formkör­ pern und der Differenz ihrer Höhen definiert:
Hierin ist FT2 die Preßkraft in N, die zu einem 40% zu harten Formkörper führt, FT1 die Preßkraft in N, die zu einem 40% zu weichen Formkörper führt und hT1 bzw. hT2 sind die entsprechenden Höhen der Formkörper in mm. Die Schwankungen resultieren aus einer maximalen Standardabweichung von 13% auf einer Rundläufertablettenpresse bei hoher Drehzahl. Der Betrag von 40% bestimmt sich dann aus den Grenzen, innerhalb derer 99% der Tablettenhärten liegen (bei Annahme einer Gauß-Verteilung). Die Begriffe "zu harter" bzw. "zu weicher" Formkörper sind dabei wie folgt zu verstehen: Stellt man die Preßkraft an der Tablettenpresse so ein, daß ein Formkörper mit der Bruchhärte 50 N resultieren soll (Zielhärte), so ist FT2 die Preßkraft, die zu einem Formkörper mit der Bruchhärte (50 N + 40%) = 70 N führt, während FT1 die Preßkraft ist, die einen Formkörper mit der Bruchhärte (50 N - 40%) = 30 N liefert. Diese Werte sind problemlos experimentell bestimmbar und variieren je nach Zusammensetzung des eingesetzten Vorgemischs. Ist also eine ge­ wünschte Formkörperzusammensetzung bekannt, so kann durch Verpressung des betref­ fenden Vorgemischs mit einem herkömmlichen, starren Stempel die Preßkraft FT2 bzw. FT1 ermittelt und nachfolgend die Höhe der erhaltenen Formkörper ausgemessen werden. Hat man auf diese Weise die Federkonstante der Formkörper errechnet, so kann man die Fe­ derkonstante des nachgiebigen Elements im Kraftweg darauf abstimmen.
Die Bruchhärte der Formkörper, die in der vorstehend beschriebenen Bestimmung der Preßkräfte ermittelt werden muß, kann über die Meßgröße der diametralen Bruchbeanspru­ chung erfaßt werden. Diese ist bestimmbar nach
Hierin steht σ für die diametrale Bruchbeanspruchung (diametral fracture stress, DFS) in Pa, P ist die Kraft in N, die zu dem auf den Formkörper ausgeübten Druck führt, der den Bruch des Formkörpers verursacht, D ist der Formkörperdurchmesser in Meter und t ist die Höhe der Formkörper.
Das nachgiebige Element mit definierter Federkonstante kann im Rahmen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens an jeder Stelle im Kraftweg eingebaut werden. Voraussetzung für den Erfolg der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist dabei lediglich, daß das im Kraftweg angeordnete nachgiebige Element bei Überfüllung der Matrizenbohrung einen zu starken Preßdruck durch zu tiefes Eindringen in die Bohrung verhindert. Das nachgiebige Element kann beispielsweise vorteilhaft im bzw. am Preßstempel angeordnet werden, wobei ein solcher Preßstempel preßdruckabhängig seine Länge variiert. Diese technische Lösung empfiehlt sich beispielsweise bei Exzentertablettenpressen, bei denen nur wenige Stempel auszuwechseln sind. Sollen Rundläuferpressen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden, empfiehlt sich aus Gründen der Verfahrensökonomie eine andere Lö­ sung, nämlich der Einbau des nachgiebigen Elements mit definierter Federkonstante in die Aufhängung der Druckrolle(n) und/oder Druckschienen, die die Absenkung der vorbeilau­ fenden Stempel und damit die Verdichtung des Vorgemischs bewirken. Auf diese Weise müssen nicht zahlreiche Stempel bzw. Stempelpaare einer Rundläuferpresse mit einem nachgiebigen Element ausgerüstet werden, sondern nur wenige Stellen an der bzw. den Aufhängung(en) der Druckrolle(n) und/oder Druckschienen. Dies hat weiterhin zum Vor­ teil, daß Schwankungen durch unterschiedliche Federkonstanten in einzelnen Preßstempeln (z. B. durch "Ausleiern" verursacht) vermieden werden. Werden Tablettenpressen einge­ setzt, die neben Druckrollen auch Druckschienensysteme besitzen, so ist es erfindungsge­ mäß ebenfalls möglich und bevorzugt, die Druckschienen mit dem nachgiebigen Element mit definierter Federkonstante zu versehen.
Bevorzugte Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Element an der Druckrolle und/oder Druckschiene oder am bzw. im Preßstempel eingebaut ist.
Als nachgiebiges Element mit definierter Federkonstante können im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung alle dem Fachmann bekannten technischen Einrichtungen mit definier­ ten Federkonstanten eingesetzt werden. Neben den bekannten Schraubenfedern, die linear oder progressiv gewickelt sein können, Tellerfedern bzw. Tellerfederpaketen und anderen Federkonstruktionen aus gewickeltem Material können selbstverständlich auch kompakte Materialien als nachgiebiges Element eingesetzt werden, sofern sie reversibel verformbar sind und bei dieser reversiblen Verformung eine definierte "Federkonstante" aufweisen. In bevorzugten Verfahren wird als nachgiebiges Element eine Schraubenfeder, ein Tellerfe­ derpaket oder eine Gasdruckfeder eingesetzt.
Es ist erfindungsgemäß auch möglich, das federnde Element vorzuspannen, um den Ge­ samthub zu verringern. Das Element kann dabei auf 5 bis 100% der minimalen Preßkraft vorgespannt werden, wobei Vorspannungen auf 20 bis 90% der minimalen Preßkraft be­ vorzugt und Vorspannungen auf 50 bis 80% der minimalen Preßkraft besonders bevorzugt sind. Mit dem Begriff "federndes Element" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung explizit keine Überlastsicherung gemeint, vielmehr wird die Feder (bzw. das nachgiebige Element mit definierter Federkonstante) im Rahmen der vorliegenden Erfindung beim Preßvorgang nicht nur in Ausnahmefällen, sondern fortwährend während des bestim­ mungsgemäßen Betriebs bewegt.
Sollen insbesondere nur harte Tabletten verhindert werden, kann die Vorspannung auch auf 5 bis 100% der mittleren Preßkraft eingestellt werden, wobei auch hier Vorspannungen von 20 bis 90%, vorzugsweise von 50 bis 80% der mittleren Preßkraft besonders bevorzugt sind.
Um nur extreme Ausreißer nach oben (d. h. viel zu harte Formkörper) zu verhindern, kann die Vorspannung entsprechend den genannten Ausführungen auch auf die maximale Preß­ kraft ausgerichtet werden, wobei hier Vorspannungen von 5 bis 99% der maximalen Preß­ kraft einstellbar sind. Auch hier werden Vorspannungen von 20 bis 90%, vorzugsweise von 50 bis 80% der maximalen Preßkraft besonders bevorzugt. Dem Fachmann wird es keinerlei Schwierigkeiten bereiten, die Federkonstante und die Vorspannung dem jeweils zu verpressenden Vorgemisch bzw. der gewünschten Tablette anzupassen.
Die vorstehend genannten Begriffe "minimale Preßkraft", "mittlere Preßkraft" und "maxi­ male Preßkraft" beziehen sich dabei auf die mit herkömmlichen, d. h. starren Preßstempeln und Drucksystemen ermittelten Absolutwerte der auf den zu verpressenden Formkörper einwirkenden Kraft. Das Kraft-Häufigkeits-Diagramm beim Verpressen eines Vorge­ mischs mit starren Stempeln und Drucksystemen entspricht einer Gauß-Kurve, deren höch­ ster Punkt die "mittlere Preßkraft" liefert, während die auslaufenden Enden die "minimale Preßkraft" und die "maximale Preßkraft" liefern. Bei einer Vorspannung des nachgiebigen Elements von 100% der maximalen Preßkraft würde das nachgiebige Element nicht mehr nachgeben, sondern sich wie ein starrer Stempel verhalten, so solcherart vorgespannte Elemente im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen sind, da sie nicht als "nachgiebige Elemente" im Sinne der Erfindung wirken.
Um im gleichen Maße zu harte und zu weiche Tabletten zu vermeiden, werden die Feder­ konstanten von Kraftweg (des nachgiebigen Elements) und Formkörper nahezu identisch sein. Zur hauptsächlichen Verhinderung zu harter Tabletten ist die Federkonstante des Kraftwegs geringer als die der Tablette; sind insbesondere zu weiche Tabletten zu vermei­ den, wird die Federkonstante des Kraftwegs höher zu wählen sein als die der Tablette.
Die nach der oben offenbarten Bestimmungsmethode zahlenmäßig erfaßbaren Federkon­ stanten der über das erfindungsgemäße Verfahren herstellbaren Formkörper können in weiten Bereichen variieren, wobei es das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, die Tablet­ tiermaschine an die Gegebenheiten eines speziellen Vorgemischs in idealer Weise anzu­ passen. Bevorzugte Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstante der Formkörper im Bereich von 100 bis 25.000 Nmm-1, vorzugsweise von 250 bis 10.000 mm-1, besonders bevorzugt von 500 bis 7500 Nmm-1 und insbesondere von 500 bis 5000 Nmm-1, liegt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Formkörper der unterschiedlichsten Zusammensetzungen herstellen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere die Probleme bei der Herstellung von Waschmitteltabletten minimiert. Im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung bevorzugte teilchenförmige Vorgemische sind Wasch- und Reinigungs­ mittelzusammensetzungen und die Formkörper sind dementsprechend Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörper.
Waschmitteltabletten werden üblicherweise durch Abmischung von Tensidgranulaten mit Aufbereitungskomponenten und nachfolgendes Verpressen dieses teilchenförmigen Vor­ gemischs hergestellt. Bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind daher dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Vorgemisch tensidhaltige(s) Granulat(e) enthält und ein Schüttgewicht von mindestens 500 g/l, vorzugsweise mindestens 600 g/l und insbesondere mindestens 700 g/l aufweist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Verfahren umfassen daher das Ver­ pressen eines teilchenförmigen Vorgemischs aus mindestens einem tensidhaltigen Granulat und mindestens einer zugemischten pulverförmigen Komponente. Die Herstellung der ten­ sidhaltigen Granulate kann dabei durch übliche technische Granulationsverfahren wie Kompaktierung, Extrusion, Mischergranulation, Pelletierung oder Wirbelschichtgranulati­ on erfolgen.
Das tensidhaltige Granulat genügt in bevorzugten Verfahrensvarianten bestimmten Teil­ chengrößenkriterien. So sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei denen das ten­ sidhaltige Granulat Teilchengrößen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 200 und 1800 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und insbesondere zwi­ schen 600 und 1400 µm, aufweist.
Neben den Aktivsubstanzen (anionische und/oder nichtionische und/oder kationische und/oder amphotere Tenside) enthalten die Tensidgranulate vorzugsweise noch Trägerstof­ fe, die besonders bevorzugt aus der Gruppe der Gerüststoffe stammen. Besonders vorteil­ hafte Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige Granulat anionische und/oder nichtionische Tenside sowie Gerüststoffe enthält und Gesamt-Tensidgehalte von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-% und insbesondere minde­ stens 20 Gew.-%, aufweist.
Diese grenzflächenaktiven Substanzen stammen aus der Gruppe der anionischen, nichtioni­ schen, zwitterionischen oder kationischen Tenside, wobei anionische Tenside aus ökono­ mischen Gründen und aufgrund ihres Leistungsspektrums deutlich bevorzugt sind.
Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-13- Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, d. h. Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansul­ fonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C12-18-Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht. Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C12-18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse bzw. Neutralisation gewonnen werden. Ebenso sind auch die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), z. B. die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren ge­ eignet.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäureglyce­ rinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie bei der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure oder bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Bevor­ zugte sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierprodukte von gesättigten Fett­ säuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure, Ca­ prinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefel­ säurehalbester der C12-C18-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Talgfettal­ kohol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C10-C20-Oxoalkohole und diejenigen Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Weiterhin be­ vorzugt sind Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf petrochemischer Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten, die ein analoges Abbauverhalten besitzen wie die adäquaten Verbindungen auf der Basis von fettchemi­ schen Rohstoffen. Aus waschtechnischem Interesse sind die C12-C16-Alkylsulfate und C12-C15-Alkyl­ sulfate sowie C14-C15-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate, welche beispielsweise gemäß den US-Patentschriften 3,234,258 oder 5,075,041 hergestellt werden und als Handelsprodukte der Shell Oil Company unter dem Namen DAN® erhalten werden können, sind geeignete Aniontenside.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten gerad­ kettigen oder verzweigten C7-C21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-18-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind ge­ eignet. Sie werden in Reinigungsmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in relativ geringen Mengen, beispielsweise in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.
Weitere geeignete Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die Monoester und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten C8-18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sul­ fosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ab­ leitet, die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung siehe unten). Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fet­ talkoholen mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders bevorzugt. Ebenso ist es auch möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht. Geeignet sind gesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, hydrierte Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, z. B. Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
Die anionischen Tenside einschließlich der Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Di- oder Triethanolamin, vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Tensidgranulate als Verfahrensendprodukte des Zwischenschritts a) bevorzugt, die 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 7,5 bis 40 Gew.-% und insbesondere 10 bis 30 Gew.-% anionische Tensid(e), jeweils bezogen auf das Granu­ lat, enthalten.
Bei der Auswahl der anionischen Tenside, die in den Verfahrensendprodukten des Zwi­ schenschritts a) zum Einsatz kommen, stehen der Formulierungsfreiheit keine einzuhalten­ den Rahmenbedingungen im Weg. Bevorzugte Tensidgranulate weisen jedoch einen Ge­ halt an Seife auf, der 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des in Schritt d) herge­ stellten Wasch- und Reinigungsmittelformkörpers, übersteigt. Bevorzugt einzusetzende anionische Tenside sind dabei die Alkylbenzolsulfonate und Fettalkoholsulfate, wobei be­ vorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 15 Gew.-% und insbesondere 5 bis 10 Gew.-% Fettalkoholsulfat(e), jeweils bezogen auf das Gewicht der Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, enthalten.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxy­ lierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durch­ schnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alko­ holrest linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann bzw. lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalko­ holresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, z. B. aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C12-14-Alkohole mit 3 EO oder 4 EO, C9-11-Alkohol mit 7 EO, C13-15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12-18- Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-14-Alkohol mit 3 EO und C12-18-Alkohol mit 5 EO. Die angegebenen Ethoxy­ lierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine einge­ engte Homologenverteilung auf (narrow range ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO.
Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als allei­ niges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte und pro­ poxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkyl­ kette, insbesondere Fettsäuremethylester, wie sie beispielsweise in der japanischen Pa­ tentanmeldung JP 58/2/7598 beschrieben sind oder die vorzugsweise nach dem in der internationalen Patentanmeldung WO-A-90/13533 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Eine weitere Klasse von nichtionischen Tensiden, die vorteilhaft eingesetzt werden kann, sind die Alkylpolyglycoside (APG). Einsetzbare Alkypolyglycoside genügen der allgemei­ nen Formel RO(G)z, in der R für einen linearen oder verzweigten, insbesondere in 2- Stellung methylverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glyko­ seeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Glycosidierungs­ grad z liegt dabei zwischen 1,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1,0 und 2,0 und insbeson­ dere zwischen 1, 1 und 1,4.
Bevorzugt eingesetzt werden lineare Alkylpolyglucoside, also Alkylpolyglycoside, in de­ nen der Polyglycosylrest ein Glucoserest und der Alkylrest ein n-Alkylrest ist.
Die Verfahrensendprodukte des Zwischenschritts a) können bevorzugt Alkylpolyglycoside enthalten, wobei Gehalte an APG über 0,2 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Formkör­ per, bevorzugt sind. Besonders bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper ent­ halten APG in Mengen von 0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-% und insbe­ sondere von 0,5 bis 3 Gew.-%.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N- dimethylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealka­ nolamide können geeignet sein. Die Menge dieser nichtionischen Tenside beträgt vor­ zugsweise nicht mehr als die der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere nicht mehr als die Hälfte davon.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (II),
in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R1 für Was­ serstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuk­ kers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylie­ rung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (III),
in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlen­ stoffatomen, R1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Aryl­ rest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R2 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C1-4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Poly­ hydroxyalkylrest steht, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substitu­ iert ist, oder alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder propoxylierte Derivate dieses Restes.
[Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines reduzierten Zuckers erhalten, beispielsweise Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose. Die N-Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können dann beispielsweise nach der Lehre der internationalen Anmeldung WO-A-95/07331 durch Umsetzung mit Fettsäu­ remethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten Polyhy­ droxyfettsäureamide überführt werden.
Unabhängig davon, ob anionische oder nichtionische Tenside oder Mischungen aus diesen Tensidklassen sowie gegebenenfalls amphotere oder kationische Tenside im Tensidgranu­ lat eingesetzt werden, sind erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei denen der Tensid­ gehalt des in Schritt a) hergestellten tensidhaltigen Granulats 5 bis 60 Gew.-%, vorzugs­ weise 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Tensidgranulat, beträgt.
Das Tensidgranulat kann in den Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern in variierenden Mengen eingesetzt werden. Erfindungsgemäße Verfahren, in denen der Anteil des tensid­ haltigen Granulats an den Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern 40 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 85 Gew.-% und insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, beträgt, sind dabei bevorzugt.
Neben den waschaktiven Substanzen sind Gerüststoffe die wichtigsten Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln. In den Tensidgranulaten, aber auch als Bestandteil des Vorgemischs oder als Komponente in den erfindungsgemäß eingesetzten Schauminhibitor- Granulaten können alle üblicherweise in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzten Ge­ rüststoffe enthalten sein, insbesondere also Zeolithe, Silikate, Carbonate, organische Co­ builder und - wo keine ökologischen Vorurteile gegen ihren Einsatz bestehen - auch die Phosphate.
Geeignete kristalline, schichtförmige Natriumsilikate besitzen die allgemeine Formel NaMSixO2x+1.H2O, 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- A-0 164 514 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 Na2Si2O5.yH2O bevorzugt, wobei β-Natrium­ disilikat beispielsweise nach dem Verfahren erhalten werden kann, das in der internatio­ nalen Patentanmeldung WO-A-91/08171 beschrieben ist.
Einsetzbar sind 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 lösever­ zögert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung gegenüber herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise, beispiels­ weise durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Kompaktierung/ Verdichtung 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 kristalli­ ne Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima der gestreuten Röntgenstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beugungswinkels auf weisen. 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 mikrokri­ stalline 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 röntgenamor­ phe Silikate, welche ebenfalls eine Löseverzögerung gegenüber den herkömmlichen Was­ sergläsern aufweisen, werden beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-A- 44 00 024 beschrieben. Insbesondere bevorzugt sind verdichtete/kompaktierte amorphe Sili­ kate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete röntgenamorphe Silikate. Falls gewünscht, kann über die durch das Tensidgranulat eingebrachte Menge an Zeolith vom P- und/oder X-Typ hinaus weiterer Zeolith in das Vorgemisch inkorporiert werden, indem Zeolith als Aufbereitungskomponente zugegeben wird. Der eingesetzte feinkristalli­ ne, synthetische und gebundenes Wasser enthaltende Zeolith ist vorzugsweise ein Zeolith vom Typ A, P, X oder Y. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mischungen aus A, X und/oder P. 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.
Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Buildersub­ stanzen möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen vermieden werden sollte. Geeignet sind insbesondere die Natriumsalze der Orthophosphate, der Py­ rophosphate und insbesondere der Tripolyphosphate.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natrium­ salze 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 Citro­ nensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mi­ schungen aus diesen.
Die erfindungsgemäß hergestellten Wasch- und Reinigungsmittelformkörper können dar­ über hinaus als zusätzliche Cobuilder und Vergrauungsinhibitoren 0,5 bis 5 Gew.-%, vor­ zugsweise 1 bis 3 Gew.-%, eines Polycarboxylatpolymers enthalten, das (Meth)acrylat- und/oder Maleat-Einheiten enthält. Diese anionischen Polymere können in ihrer Säureform oder in der ganz oder teilweise neutralisierten Salzform eingesetzt werden. Bevorzugte Polymere sind Homo- und Copolymere von Acrylsäure. Besonders bevorzugt sind hierbei Polyacrylate, Acrylsäure/Maleinsäure-Copolymere und Acrylphosphinate. Polyacrylate sind beispielsweise unter den Bezeichnungen Versicol® E5, Versicol® E7 und Versicol® E9 (Warenzeichen der Allied Colloids), Narlex® LD 30 und Narlex® LD 34 (Warenzeichen der national Adhesives), Acrysol® LMW-10, Acrysol® LMW-20, Acrysol® LMW-45 und Acrysol® A1-N (Warenzeichen der Firma Rohm & Haas) sowie Sokalan® PA-20, Soka­ lari PA-40, Sokalan® PA-70 und Sokalan PA-110 (Warenzeichen der BASF) im Handel erhältlich. Ethylen/Maleinsäure-Copolymere werden unter dem Namen EMA® (Warenzei­ chen der Monsanto) vertrieben, Methylvinylether/Maleinsäure-Copolymere unter dem Namen Gantrez® AN 119 (Warenzeichen der GAF Corp.) und Acrylsäure/ Maleinsäure- Copolymere unter dem Namen Sokalan® CP5 und Sokalan® CP7 (Warenzeichen der BASF). Acrylphosphinate sind als DKW®- (Warenzeichen der National Adhesives) bzw. Belperse®-Typen (Warenzeichen der Ciba-Geigy) erhältlich. In Kombination mit den ge­ nannten Polymeren oder als alleiniger Vergrauungsinhibitor können auch Pfropfcopolyme­ re eingesetzt werden, die durch Pfropfen von Polyalkylenoxiden mit Molekulargewichten zwischen 2000 und 100 000 mit Vinylacetat erhalten werden. Die Acetatgruppen können gegebenenfalls bis zu 15% verseift sein. Polymere dieses Typs, wie sie in der europäi­ schen Patentanmeldung EP-A-0 219 048 (BASF) beschrieben werden, sind unter dem Namen Sokalan® HP22 (Warenzeichen der BASF) im Handel.
Vor der Verpressung des teilchenförmigen Vorgemischs zu Wasch- und Reinigungsmittel­ formkörpern kann das Vorgemisch mit feinteiligen Oberflächenbehandlungsmitteln "abgepudert" werden. Dies kann für die Beschaffenheit und physikalischen Eigenschaften sowohl des Vorgemischs (Lagerung, Verpressung) als auch der fertigen Wasch- und Rei­ nigungsmittelformkörper von Vorteil sein. Feinteilige Abpuderungsmittel sind im Stand der Technik altbekannt, wobei zumeist Zeolithe, Silikate oder andere anorganische Salze eingesetzt werden. Bevorzugt wird das Vorgemisch jedoch mit feinteiligem Zeolith "abgepudert", wobei Zeolithe vom Faujasit-Typ bevorzugt sind. Im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung kennzeichnet der Begriff "Zeolith vom Faujasit-Typ" alle drei Zeolithe, die die Faujasit-Untergruppe der Zeolith-Strukturgruppe 4 bilden (Vergleiche Donald W. Breck: "Zeolite Molecular Sieves", John Wiley & Sons, New York, London, Sydney, To­ ronto, 1974, Seite 92). Neben dem Zeolith X sind also auch Zeolith Y und Faujasit sowie Mischungen dieser Verbindungen einsetzbar, wobei der reine Zeolith X bevorzugt ist.
Auch Mischungen oder Cokristallisate von Zeolithen des Faujasit-Typs mit anderen Zeo­ lithen, die nicht zwingend der Zeolith-Strukturgruppe 4 angehören müssen, sind als Abpu­ derungsmittel einsetzbar, wobei es von Vorteil ist, wenn mindestens 50 Gew.-% des Ab­ puderungsmittels aus einem Zeolithen vom Faujasit-Typ bestehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper bevorzugt, die aus einem teilchenförmigen Vorgemisch bestehen, das granulare Kompo­ nenten und nachträglich zugemischte pulverförmige Stoffe enthält, wobei die bzw. eine der nachträglich zugemischten pulverförmigen Komponenten ein Zeolith vom Faujasit-Typ mit Teilchengrößen unterhalb 100 µm, vorzugsweise unterhalb 10 µm und insbesondere unterhalb 5 µm ist und mindestens 0,2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Gew.-% und insbesondere mehr als 1 Gew.-% des zu verpressenden Vorgemischs ausmacht.
Wie bereits vorstehend erwähnt, sind Wasch- und Reinigungsmittelformkörper bevorzugt, die zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel enthalten. Auch erfindungsgemäße Verfahren, in denen das Vorgemisch zusätzlich ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein Des­ integrationshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulierter oder kompaktierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Vorgemischs, enthält, sind bevorzugt. Neben den genannten Bestandteilen Tensid, Builder und Desinte­ grationshilfsmittel, oder an ihrer Stelle können im erfindungsgemäßen Verfahren die zu verpressenden teilchenförmigen Vorgemische zusätzlich einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfüm­ träger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle, Antiredepositions­ mittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibitoren und Korrosionsinhibitoren 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, Peroxypyro­ phosphate, Citratperhydrate sowie H2O2 liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Per­ benzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure, Phthaloiminopersäure oder Diperdodecandi­ säure. Auch beim Einsatz der Bleichmittel ist es möglich, auf den Einsatz von Tensiden und/oder Gerüststoffen zu verzichten, so daß reine Bleichmitteltabletten herstellbar sind. Sollen solche Bleichmitteltabletten zur Textilwäsche eingesetzt werden, ist eine Kombina­ tion von Natriumpercarbonat mit Natriumsesquicarbonat bevorzugt, unabhängig davon, welche weiteren Inhaltsstoffe in den Formkörpern enthalten sind. Werden Reinigungs- oder Bleichmitteltabletten für das maschinelle Geschirrspülen hergestellt, so können auch Bleichmittel aus der Gruppe der organischen Bleichmittel eingesetzt werden. Typische organische Bleichmittel sind die Diacylperoxide, wie z. B. Dibenzoylperoxid. Weitere typi­ sche organische Bleichmittel sind die Peroxysäuren, wobei als Beispiele besonders die Alkylperoxysäuren und die Arylperoxysäuren genannt werden. Bevorzugte Vertreter sind (a) die Peroxybenzoesäure und ihre ringsubstituierten Derivate, wie Alkylperoxy­ benzoesäuren, aber auch Peroxy-α-Naphthoesäure und Magnesium-monoperphthalat, (b) die aliphatischen oder substituiert aliphatischen Peroxysäuren, wie Peroxylaurinsäure, Per­ oxystearinsäure, ε-Phthalimidoperoxycapronsäure [Phthaloiminoperoxyhexansäure (PAP)], o-Carboxybenzamidoperoxycapronsäure, N-nonenylamidoperadipinsäure und N- nonenylamidopersuccinate, und (c) aliphatische und araliphatische Peroxydicarbonsäuren, wie 1,12-Diperoxycarbonsäure, 1,9-Diperoxyazelainsäure, Diperoxysebacinsäure, Diper­ oxybrassylsäure, die Diperoxyphthalsäuren, 2-Decyldiperoxybutan-1,4-disäure, N,N- Terephthaloyl-di(6-aminopercapronsäure) können eingesetzt werden.
Als Bleichmittel in Formkörpern für das maschinelle Geschirrspülen können auch Chlor oder Brom freisetzende Substanzen eingesetzt werden. Unter den geeigneten Chlor oder Brom freisetzenden Materialien kommen beispielsweise heterocyclische N-Brom- und N- Chloramide, beispielsweise Trichlorisocyanursäure, Tribromisocyanursäure, Dibromisocyanursäure und/oder Dichlorisocyanursäure (DICA) und/oder deren Salze mit Kationen wie Kalium und Natrium in Betracht. Hydantoinverbindungen, wie 1,3-Dichlor-5,5- dimethylhydanthoin sind ebenfalls geeignet.
Um beim Waschen oder Reinigen bei Temperaturen von 60°C und darunter eine verbes­ serte Bleichwirkung zu erreichen, können Bleichaktivatoren als alleiniger Bestandteil oder als Inhaltsstoff der Komponente b) eingearbeitet werden. Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-Atomen, und/oder gegebenen­ falls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C-Atomzahl und/oder gegebenenfalls sub­ stituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach acylierte Alkylendiamine, ins­ besondere 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 Isononanoyloxybenzol­ sulfonat (n- bzw. iso-NOBS), Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwertige Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylenglykoldiacetat und 2,5- Diacetoxy-2,5-dihydrofuran.
Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch sogenannte Bleichkatalysatoren in die Formkörper eingearbeitet werden. Bei diesen Stof­ fen handelt es sich um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw. Übergangsmetall­ komplexe wie beispielsweise Mn-, Fe-, Co-, Ru- oder Mo-Salenkomplexe oder -carbonylkomplexe. Auch Mn-, Fe-, Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N-hal­ tigen Tripod-Liganden sowie Co-, Fe-, Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als Bleich­ katalysatoren verwendbar.
Als Enzyme kommen solche aus der Klasse der Proteasen, Lipasen, Amylasen, Cellulasen bzw. deren Gemische in Frage. Besonders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder Pilzen, wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis und Streptomyces griseus gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbe­ sondere Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden, eingesetzt. Dabei sind En­ zymmischungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase oder Protease und Cellulase oder aus Cellulase und Lipase oder aus Protease, Amylase und Li­ pase oder Protease, Lipase und Cellulase, insbesondere jedoch Cellulase-haltige Mi­ schungen von besonderem Interesse. Auch Peroxidasen oder Oxidasen haben sich in eini­ gen Fällen als geeignet erwiesen. 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 in den erfindungsgemäß her­ gestellten Formkörpern kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis etwa 2 Gew.-% betragen.
Zusätzlich können die Wasch- und Reinigungsmittelformkörper auch Komponenten ent­ halten, welche die Öl- und Fettauswaschbarkeit aus Textilien positiv beeinflussen (soge­ nannte soil repellents). Dieser Effekt wird besonders deutlich, wenn ein Textil verschmutzt wird, das bereits vorher mehrfach mit einem erfindungsgemäß hergestellten Waschmittel, das diese Öl- und fettlösende Komponente enthält, gewaschen wurde. Zu den bevorzugten Öl- und fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise nichtionische Celluloseether wie Methylcellulose und Methylhydroxy-propylcellulose 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 Tech­ nik bekannten Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure bzw. von deren De­ rivaten, insbesondere Polymere aus Ethylenterephthalaten und/oder Polyethylenglykol­ terephthalaten oder anionisch und/oder nichtionisch modifizierten Derivaten von diesen. Besonders bevorzugt von diesen sind die sulfonierten Derivate der Phthalsäure- und der Terephthalsäure-Polymere.
Die Formkörper 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 Me­ thylaminogruppe, 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 vorge­ nannten Aufheller können verwendet werden.
Farb- und Duftstoffe werden den erfindungsgemäß hergestellten Wasch- und Reinigungs­ mittelformkörpem zugesetzt, um den ästhetischen Eindruck der Produkte zu verbessern und dem Verbraucher neben der Weichheitsleistung ein visuell und sensorisch "typisches und unverwechselbares" Produkt zur Verfügung zu stellen. 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, Phenoxyethylisobuty­ rat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenyle­ thylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenyl-glycinat, Allylcyclohexyl­ propionat, 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, ∝-Isomethylionon und Methyl-cedrylketon, zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol, zu den Kohlenwasserstoffen gehören hauptsächlich die Terpene wie Limo­ nen und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe verwen­ det, 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, Lin­ denblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl so­ wie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Üblicherweise liegt der Gehalt der erfindungsgemäß hergestellten Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörper an Farbstoffen unter 0,01 Gew.-%, während Duftstoffe bis zu 2 Gew.-% der gesamten Formulierung ausmachen können.
Die Duftstoffe können direkt in die erfindungsgemäß hergestellten Mittel eingearbeitet werden, es kann aber auch vorteilhaft sein, die Duftstoffe auf Träger aufzubringen, die die Haftung des Parfüms auf der Wäsche verstärken und durch eine langsamere Duftfreiset­ zung 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.
Um den ästhetischen Eindruck der erfindungsgemäß hergestellten Mittel zu verbessern, können sie mit geeigneten Farbstoffen eingefärbt werden. Bevorzugte Farbstoffe, deren Auswahl dem Fachmann keinerlei Schwierigkeit bereitet, besitzen eine hohe Lagerstabili­ tät und Unempfindlichkeit gegenüber den übrigen Inhaltsstoffen der Mittel und gegen Licht sowie keine ausgeprägte Substantivität gegenüber Textilfasern, um diese nicht anzu­ färben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bislang im Stand der Technik nicht beschrieben. Auch die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorstehend beschriebenen modifizierten Tablettenpressen waren dem Stand der Technik bislang nicht geläufig. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher einerseits eine Tablettenpresse zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Wasch- und Reinigungsmittelform­ körpern, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an der/den Druckrolle(n) und/oder an der/den Druckschiene(n) (jeweils) ein nachgiebiges Element mit einer definierten Federkonstante eingebaut ist.
Wie vorstehend erwähnt, lassen sich die Tablettenpressen allerdings auch durch den Ein­ bau nachgiebiger Elemente in die Preßstempel für das erfindungsgemäße Verfahren modi­ fizieren, so daß andererseits auch Preßstempel zur Herstellung von Formkörpern, insbe­ sondere von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern, die dadurch gekennzeichnet sind, daß in bzw. am Preßstempel (jeweils) ein nachgiebiges Element mit einer definierten Fe­ derkonstante eingebaut ist, ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
Bei beiden Modifikationen an handelsüblichen Tablettenpressen liegen die Federkonstan­ ten des nachgiebigen Elements vorzugsweise im Bereich von 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vor­ zugsweise von 10 bis 250.000 Nmm-1, besonders bevorzugt von 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere von 750 bis 15.000 Nmm-1. Tablettenpressen, bei denen die Federkonstante des nachgiebigen Elements 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise 10 bis 250.000 Nmm-1, besonders bevorzugt 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere 750 bis 15.000 Nmm-1, be­ trägt und Preßstempel, bei denen die Federkonstante des nachgiebigen Elements 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise 10 bis 250.000 Nmm-1, besonders bevorzugt 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere 750 bis 15.000 Nmm-1, beträgt, sind daher erfindungsge­ mäß bevorzugt.
In Fig. 1 ist ein solcher erfindungsgemäßer Preßstempel 1 in geschnittener Seitenansicht dargestellt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat ein Stempelunterteil 2, dessen Unter­ seite 3 die Preßfläche ist, welche gegebenenfalls beschichtet sein kann. Um dem Fuß des Stempelschaftes 4 herum ist eine ringförmige Wandung 5 angeordnet, die bündig abschlie­ ßend die ebenfalls ringförmige Wandung 6 des Stempeloberteils 7 aufnehmen kann. Die kraftschlüssige Verbindung von Stempelober- und -unterteil erfolgt durch die Schrauben­ feder 8. Damit der Druck der Feder die beiden zueinander beweglichen Stempelteile 2 und 7 nicht trennt, weist das Stempelunterteil 2 im Kopf ein Gewinde 9 auf, auf das eine Kon­ termutter 10 aufgeschraubt werden kann, welche gegen die entsprechende Bohrung 11 im Stempeloberteil drückt. Durch Drehen der Mutter kann die Vorspannung der Feder 8 ver­ ändert werden. Der Tablettierstempel 1 weist im Stempelkörper und -schaft Justier- und Zentrierbohrungen auf, die seine exakte Ausrichtung in Bezug auf die Tablettierpresse und die komplementären Tablettierwerkzeuge ermöglichen. Bei der dargestellten Ausführungs­ form des Tablettierstempels 1 handelt es sich um einen Oberstempel.
Der Einsatz der vorstehend beschriebenen Tablettenpressen bzw. Preßstempel bei der Her­ stellung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern ist ebenfalls ein Novum. Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind daher die Verwendung von Tablettenpressen, an deren Druckrolle(n) und/oder an der/den Druckschiene(n) jeweils ein nachgiebiges Ele­ ment mit einer definierten Federkonstante, vorzugsweise mit einer Federkonstante von 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise von 10 bis 250.000 Nmm-1, besonders bevorzugt von 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere von 750 bis 15.000 Nmm-1, eingebaut ist, zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Wasch- und Reinigungsmittelformkör­ pem und die Verwendung von Preßstempeln, bei denen am bzw. im Preßstempel (jeweils) ein nachgiebiges Element mit einer definierten Federkonstante, vorzugsweise mit einer Federkonstante von 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise von 10 bis 250.000 Nmm-1, be­ sonders bevorzugt von 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere von 750 bis 15.000 Nmm-1, eingebaut ist, zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörpern.
Beispiele
Durch Granulation in einem 50-Liter-Pflugscharmischer der Firma Lödige wurde ein ten­ sidhaltiges Granulat (Zusammensetzung siehe Tabelle 1) hergestellt, das als Basis für ein teilchenförmiges Vorgemisch verwendet wurde. Im Anschluß an die Granulation wurden die Granulate in einer Wirbelschichtapparatur der Firma Glatt bei einer Zulufttemperatur von 60°C über einen Zeitraum von 30 Minuten getrocknet. Nach der Trocknung wurden Feinanteile < 0,4 mm und Grobkornanteile < 1,6 mm abgesiebt.
Durch Abmischung des tensidhaltigen Granulats mit Bleichmittel, Bleichaktivator sowie weiteren Aufbereitungskomponenten wurde ein Vorgemisch hergestellt, wonach in einer Korsch-Exzenterpresse (Typ EK4) die Verpressung der Vorgemische zu Tabletten erfolgte (siehe unten). Die Zusammensetzung der zu verpressenden Vorgemische (und damit der Formkörper) zeigt Tabelle 2.
Tabelle 1
Zusammensetzung des Tensidgranulats [Gew.-%]
Tabelle 2
Zusammensetzung der Vorgemische [Gew.-%]
Die Sollhärte (Bruchfestigkeit) der Tabletten wurde auf 50 N eingestellt. Eine um 40% zu "weiche" Tablette mit der Bruchhärte 30 N wurde mit einer Preßkraft von 5,8 kN herge­ stellt und wies eine Höhe von 22,9 mm auf. Eine um 40% zu "harte" Tablette mit der Bruchhärte 70 N wurde mit einer Preßkraft von 12,4 kN hergestellt, wobei die Tablette eine Höhe von 20,3 mm aufwies. Die vorstehend genannten Werte wurden mit einem star­ ren Stempel ermittelt. Für das Beispiel ergibt sich damit die Federkonstante:
Die Herstellung der Vergleichsformkörper V mit der Zielhärte 50 N erfolgte auf einer han­ delsüblichen Exzenterpresse Korsch EK4, die nicht modifiziert wurde. Die erfindungsge­ mäß hergestellten Formkörper E wurden unter Verwendung eines Preßstempels hergestellt, dessen Preßfläche über eine Schraubenfeder mit einer Federkonstante von 1000 Nmm-1 am Stempelschaft befestigt war (Verhältnis der Federkonstanten = 1 : 2,54).
In einer ersten Versuchsreihe (Formkörperserien E1 bzw. V1) wurde die Zielhärte der Ta­ bletten auf 50 N und die Dosierung an Vorgemisch auf 37 g eingestellt. Die Eintauchtiefe war beim erfindungsgemäßen Verfahren größer, da die Feder nicht vorgespannt wurde. Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt für je 10 verpreßte Formkörper die Menge an dosiertem Vor­ gemisch sowie die Härte des jeweils resultierenden Formkörpers.
Tabelle 1
Waschmittelformkörper [physikalische Daten]
Tabelle 1 zeigt, daß in beiden Fällen (V1 bzw. E1) die Dosierung des Vorgemischs bei fast identischem Mittelwert mit einer vergleichbar geringen Mittelwertabweichung, Standard­ abweichung und Varianz erfolgt. Die resultierenden Waschmitteltabletten hingegen streu­ en im Falle des Vergleichsbeispiels V1 deutlich stärker um den Mittelwert, was sich in den für E1 geringeren Werten für die Mittelwertabweichung, Standardabweichung und Varianz widerspiegelt.
In der zweiten Versuchsreihe (Formkörperserien E2 bzw. V2) wurde die Dosierung des Vorgemischs auf einen Zielwert von 34,5 g reduziert und die Einstellung (Exzenterstel­ lung, Eintauchtiefe des Stempels) der Zielhärte (gleiche Härte wie bei E1 und V1) beibe­ halten. Durch die verringerte Menge an Vorgemisch werden insgesamt härtere Tabletten erwartet. Diese zunächst überraschende Feststellung (die im Falle von Rundläuferpressen nicht gelten würde) läßt sich veranschaulichen, indem man sich das Preßprinzip der Ex­ zenterpresse vergegenwärtigt: Die Eintauchtiefe des Preßstempels (die durch die Exzenter­ stellung bedingt wird), bleibt konstant und die Menge an Vorgemisch wird reduziert, in­ dem das Füllvolumen der Matrize durch Anheben des Unterstempels verringert wird. Durch die konstante Eintauchtiefe wird also bei einer geringeren Füllhöhe das Vorgemisch stärker verdichtet (höherer Verdichtungsgrad), so daß höhere Preßkräfte wirken, was zu härteren Tabletten führt. Die nachfolgende Tabelle 2 zeigt für je 10 verpreßte Formkörper die Menge an dosiertem Vorgemisch sowie die Härte des jeweils resultierenden Formkör­ pers.
Tabelle 2
Waschmittelformkörper [physikalische Daten]
Tabelle 2 zeigt, daß durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise die Härte der Wasch­ mitteltabletten bei weitem nicht so drastisch zunimmt wie dies bei Einsatz herkömmlicher Apparate der Fall ist (Mittelwert E2 : 50,8 N gegenüber V2 67,1 N). Außerdem liegen die "Ausreißer" nicht so drastisch hoch (Höchster Wert E2 : 55 N, V2 : 73 N). Zusätzlich wird wieder beobachtet, daß in beiden Fällen (V2 bzw. E2) die Dosierung des Vorgemischs bei fast identischem Mittelwert mit einer vergleichbar geringen Mittelwertabweichung, Stan­ dardabweichung und Varianz erfolgt. Die resultierenden Waschmitteltabletten hingegen streuen im Falle des Vergleichsbeispiels V2 extrem stark um den Mittelwert, was sich in den für E2 geringeren Werten für die Mittelwertabweichung, Standardabweichung und Varianz widerspiegelt.
In einer dritten Versuchsreihe (Formkörperserien E3 bzw. V3) wurde die Dosierung des Vorgemischs auf einen Zielwert von 40 g erhöht und die Einstellung (Exzenterstellung, Eintauchtiefe) der Zielhärte (gleiche Härte wie bei E1 und V1) beibehalten. Durch die hö­ here Menge an Vorgemisch werden insgesamt weichere Tabletten erwartet. Analog der in Beispiel 2 angegebenen Erklärung läßt sich dies durch einen abgesenkten Unterstempel, d. h. eine größere Füllhöhe an Vorgemisch in der Matrize bei gleicher Eintauchtiefe, d. h. einem geringeren Verdichtungsgrad, verstehen. Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt für je 10 verpreßte Formkörper die Menge an dosiertem Vorgemisch sowie die Härte des jeweils resultierenden Formkörpers.
Tabelle 3
Waschmittelformkörper [physikalische Daten]
Tabelle 3 zeigt, daß durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise die Härte der Wasch­ mitteltabletten nicht so drastisch abnimmt wie dies bei Einsatz herkömmlicher Apparate der Fall ist (Mittelwert E3 : 40,2 N gegenüber V3 33,2 N). Zusätzlich wird wieder beob­ achtet, daß in beiden Fällen (V3 bzw. E3) die Dosierung des Vorgemischs bei fast identi­ schem Mittelwert mit einer vergleichbar geringen Mittelwertabweichung, Standardabwei­ chung und Varianz erfolgt. Die resultierenden Waschmitteltabletten hingegen streuen im Falle des Vergleichsbeispiels V3 wiederum deutlich stärker um den Mittelwert, was sich in den für E3 geringeren Werten für die Mittelwertabweichung, Standardabweichung und Varianz widerspiegelt.
Insgesamt werden durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise also Ungenauigkeiten bei der Dosierung des Vorgemischs wesentlich besser toleriert als bei der herkömmlichen Verpressung. Die genannten Unter- bzw. Überdosierungen führen nicht mehr zu unakzep­ tabel weichen bzw. harten Tabletten, vielmehr wird die Streuung der Tablettenhärten deut­ lich verringert. Auch die Zerfallszeiten der Formkörper werden hierdurch einheitlicher, was sich in der Tabelle 4 zeigt, in der die Ergebnisse des nachfolgend beschriebenen Zer­ fallstests aufgeführt sind. Aus den Serien der Beispiele E1, E2, E3, V1, V2 und V3 wurden jeweils zwei Tabletten in ein Becherglas mit Wasser gelegt (600 ml Wasser, Temperatur 30°C) und die Zeit bis zum vollständigen Tablettenzerfall gemessen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigt Tabelle 4.
Tabelle 4
Waschmitteltabletten [physikalische Daten]
Die Ergebnisse zeigen, daß Tabletten mit vergleichbaren Härten (V1 und E3) vergleichbare Zerfallszeiten aufweisen, was angesichts des identischen Vorgemischs auch erwartet wur­ de. Vergleicht man die Zerfallszeiten der Preßversuche (d. h. E1 gegen V1, E2 gegen V2, E3 gegen V3), so zeigen die erfindungsgemäß produzierten Tabletten hinsichtlich der Zer­ fallszeit ein von den Mengenschwankungen unabhängigeres Profil.
In den vorstehenden Beispielen wiesen Tabletten mit geringerem Gewicht höhere Härten und Tabletten mit höherem Gewicht geringere Härten auf, da bei der verwendeten Exzen­ terpresse das Gewicht über die Füllhöhe des Vorgemischs eingestellt wurde. Bei einer Rundläuferpresse ergeben sich andere Bedingungen: Die Füllhöhe bleibt konstant und Ge­ wichtsschwankungen der Formkörper resultieren aus schwankenden Schüttgewichten des Vorgemischs oder aus ungenauer Dosierung. Dies hat zur Folge, daß auf einer Rundläu­ fertablettenpresse die schwereren Tabletten gleichzeitig eine höhere Härte aufweisen.
Bei Exzenterpressen ergeben sich durch die längeren Druckhaltezeiten geringere Härte­ schwankungen, weshalb für den Nachweis der Wirksamkeit die Tablettengewichte über die Füllhöhe in der Matrize stärker variiert wurden, als dies bei Rundläuferpressen der Fall ist. Der Begriff "Druckhaltezeit" ist dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht streng akademisch zu verstehen (Zeitraum, über den ein Druck "gehalten" wird, also konstant bleibt), sondern als der Zeitraum, innerhalb dessen mehr als 5% der maximalen Preßkraft wirken.
Bezugszeichenliste
1
Tablettierstempel
2
Stempelunterteil
3
Preßfläche
4
Stempelschaft
5
ringförmige Wandung (Unterteil)
6
ringförmige Wandung (Oberteil)
7
Stempeloberteil
8
Schraubenfeder
9
Gewinde
10
Kontermutter
11
Bohrung

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch Verpressen eines teilchenförmigen Vorgemischs, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftweg der Tablettenpresse ein nach­ giebiges Element mit einer definierten Federkonstante eingebaut ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Feder­ konstante des nachgiebigen Elements zur Federkonstante der Formkörper im Bereich von 50 : 1 bis 1 : 50, vorzugsweise von 25 : 1 bis 1 : 25, besonders bevorzugt von 10 : 1 bis 1 : 10 und insbesondere von 5 : 1 bis 1 : 5 unter besonderer Bevorzugung des Bereichs von 1 : 1 bis 1 : 3, beträgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach­ giebige Element an der Druckrolle und/oder Druckschiene oder am bzw. im Preßstem­ pel eingebaut ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nach­ giebige Element eine Schraubenfeder, ein Tellerfederpaket oder eine Gasdruckfeder ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nach­ giebige Element eine Vorspannung aufweist, die 5 bis 100%, vorzugsweise 20 bis 90% und insbesondere 50 bis 80% der minimalen Preßkraft beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nach­ giebige Element eine Vorspannung aufweist, die 5 bis 100%, vorzugsweise 20 bis 90% und insbesondere 50 bis 80% der mittleren Preßkraft beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nach­ giebige Element eine Vorspannung aufweist, die 5 bis 99%, vorzugsweise 20 bis 90% und insbesondere 50 bis 80% der maximalen Preßkraft beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder­ konstante der Formkörper im Bereich von 100 bis 25.000 Nmm-1, vorzugsweise von 250 bis 10.000 Nmm-1, besonders bevorzugt von 500 bis 7500 Nmm-1 und insbesonde­ re von 750 bis 5000 Nmm-1, liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das teil­ chenförmige Vorgemisch eine Wasch- und Reinigungsmittelzusammensetzung ist und die Formkörper Wasch- und Reinigungsmittelformkörper sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Vorge­ misch tensidhaltige(s) Granulat(e) enthält und ein Schüttgewicht von mindestens 500 g/l, vorzugsweise mindestens 600 g/l und insbesondere mindestens 700 g/l aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige Granulat Teilchengrößen zwischen 100 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 200 und 1800 µm, besonders bevorzugt zwischen 400 und 1600 µm und insbesondere zwischen 600 und 1400 µm, aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das tensidhaltige Granulat anionische und/oder nichtionische Tenside sowie Gerüststoffe enthält und Gesamt-Tensidgehalte von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise minde­ stens 15 Gew.-% und insbesondere mindestens 20 Gew.-%, aufweist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das teil­ chenförmige Vorgemisch zusätzlich einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Desintegrationshilfsmittel, Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikon­ öle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbüber­ tragungsinhibitoren und Korrosionsinhibitoren enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das teil­ chenförmige Vorgemisch ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein Desintegra­ tionshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulierter oder kompaktierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Vorgemisch, enthält.
15. Tablettenpresse zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Wasch- und Rei­ nigungsmittelformkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß an der/den Druckrolle(n) und/oder an der/den Druckschiene(n) (jeweils) ein nachgiebiges Element mit einer de­ finierten Federkonstante eingebaut ist.
16. Tablettenpresse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstante des nachgiebigen Elements 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise 10 bis 250.000 Nmm-1, besonders bevorzugt 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere 750 bis 15.000 Nmm-1, beträgt.
17. Preßstempel zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. am Preßstempel (je­ weils) ein nachgiebiges Element mit einer definierten Federkonstante eingebaut ist.
18. Preßstempel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstante des nachgiebigen Elements 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise 10 bis 250.000 Nmm-1, besonders bevorzugt 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere 750 bis 15.000 Nmm-1, beträgt.
19. Verwendung von Tablettenpressen, an deren Druckrolle(n) und/oder an deren Druck­ schiene(n) jeweils ein nachgiebiges Element mit einer definierten Federkonstante, vor­ zugsweise mit einer Federkonstante von 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise von 10 bis 250.000 Nmm-1, besonders bevorzugt von 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere von 750 bis 15.000 Nmm-1, eingebaut ist, zur Herstellung von Formkörpern, insbeson­ dere von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern.
20. Verwendung von Preßstempeln, bei denen am bzw. im Preßstempel (jeweils) ein nach­ giebiges Element mit einer definierten Federkonstante, vorzugsweise mit einer Feder­ konstante von 2 bis 1.000.000 Nmm-1, vorzugsweise von 10 bis 250.000 Nmm-1, be­ sonders bevorzugt von 100 bis 37.500 Nmm-1 und insbesondere von 750 bis 15.000 Nmm-1, eingebaut ist, zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern.
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