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DE19934690A1 - Tablettierstempel und Preßverfahren - Google Patents

Tablettierstempel und Preßverfahren

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Publication number
DE19934690A1
DE19934690A1 DE1999134690 DE19934690A DE19934690A1 DE 19934690 A1 DE19934690 A1 DE 19934690A1 DE 1999134690 DE1999134690 DE 1999134690 DE 19934690 A DE19934690 A DE 19934690A DE 19934690 A1 DE19934690 A1 DE 19934690A1
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DE
Germany
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elevations
weight
acid
tabletting
microns
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1999134690
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English (en)
Inventor
Gerhard Blasey
Dieter Jung
Andreas Lietzmann
Markus Semrau
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.)
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Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Priority to DE1999134690 priority Critical patent/DE19934690A1/de
Priority to AU64345/00A priority patent/AU6434500A/en
Priority to PCT/EP2000/006739 priority patent/WO2001007244A1/de
Priority to CA 2314414 priority patent/CA2314414A1/en
Publication of DE19934690A1 publication Critical patent/DE19934690A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
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    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/02Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a ram exerting pressure on the material in a moulding space
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

Tablettierstempel, die die Stempelanbackungen beim Tablettieren deutlich verringern und sich insbesondere zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmittelformkörpern eignen, weisen auf ihrer Preßfläche Erhebungen und Vertiefungen auf, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 _m und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 _m liegt. Durch den Einsatz solcher Tablettierstempel lassen sich unabhängig von der eingesetzten Tablettenpresse lange Tablettierintervalle ohne Reinigungsintervall und ohne negative Auswirkungen auf den einzelnen Formkörper durchführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Tablettierstempel und ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern unter Ver­ wendung solcher Tablettierstempel. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper in großen Stückzahlen, wobei die Gewichtsschwankungen der Tabletten und die Stempelanbackungen an den Tablettierstempeln 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. Mit Hilfe der Tablettiertechnologie werden heute viele Alltagsprodukte wie Batterien oder Teelichte hergestellt, wobei insbesondere Reini­ gungsmittelformkörper für das maschinelle Geschirrspülen und Waschmitteltabletten für die Haushaltswäsche von Textilien von Bedeutung sind.
Wie auch bei der Herstellung pharmazeutischer Tabletten treten bei der Produktion von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern Probleme auf, die das schwankende Gewicht und damit auch die schwankende Härte von mehreren Formkörpern innerhalb einer Serie betreffen. Gerade für Wasch- und Reinigungsmittelformkörper ist die Dichotomie zwi­ schen Härte und Zerfallszeit ein zentrales Problem - die Formkörper müssen einerseits genügend stabil sein, um nach der Verpressung 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 verhindern oder das Einspülen der Formkörper über die Einspülkammer haushaltsüblicher Waschmaschinen zu ermöglichen. Bei der Großserienfertigung läßt es sich nicht vermeiden, daß die hergestellten Formkörper sich in ihrer Härte mehr oder weniger stark unterscheiden. Da die üblicherweise zur Herstellung eingesetzten Tablettenpressen (sowohl Exzenter- als auch Rundläuferpressen) auf eine vorbestimmte Höhe verpressen (entsprechend einem konstanten Volumen), führen Dichte­ schwankungen des zu verpressenden Vorgemischs und Ungenauigkeiten bei der Dosierung des Vorgemischs zu Gewichtsschwankungen bei den fertigen Formkörpern, die zusätzlich dadurch verstärkt werden können, daß die zu verpressenden Vorgemische beim Preßvor­ gang an den Tablettierstempeln anhaften. Solche Stempelanbackungen führen zu einem Gewichtsverlust an einzelnen Tabletten und bewirken darüber hinaus, daß sich keine pla­ nen Flächen mehr verpressen lassen. Üblicherweise müssen die Tablettierstempel daher bei jeder Tablettierung daher in kurzen Zeitabständen gereinigt werden.
Zur Lösung solcher Probleme der Tablettiertechnologie werden im Stand der Technik spe­ zielle Rezepturoptimierungen oder der Einsatz von Formtrennmitteln empfohlen. Von der apparatetechnischen Seite wird empfohlen, die Stempel mit Kunststoffeinlagen zu verse­ hen oder Maschinen einzusetzen, die eine Drehung der Stempel ermöglichen. Alle ge­ nannten Lösungen führen aber nur teilweise zum Erfolg.
Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, Tablettierstempel bereitzu­ stellen, die das Problem von Stempelanbackungen beim Tablettieren deutlich verringern. Insbesondere bei der Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmittelformkörpern sollte dabei ein Verfahren bereitgestellt werden, das es unabhängig von der eingesetzten Tablet­ tenpresse ermöglicht, lange Tablettierintervalle ohne Reinigungsintervall und ohne negati­ ve Auswirkungen auf den einzelnen Formkörper durchzuführen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt, indem Tablettierstempel mit definierter Oberflächen­ struktur bereitgestellt und in Tablettierverfahren eingesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung sind somit Tablettierstempel, deren Preßfläche Erhebungen und Vertiefungen aufweist, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 µm liegt.
Die spezielle Oberflächenstruktur der Preßflächen führt bei der Tablettierung teilchenför­ miger Vorgemische zu deutlich minimierten Anbackungen, wobei die Natur des zu tablet­ tierenden Gemischs eine untergeordnete Rolle spielt. Auch die Materialien, aus denen die Preßfläche bzw. der Preßstempel bestehen, sind frei wählbar und können anderen Anforde­ rungen, beispielsweise im Hinblick auf Festigkeit, Gewicht, Verschleißneigung usw. ange­ paßt werden. Bevorzugte Oberflächenstrukturen zeigen Erhebungen und Vertiefungen, die Höhen und Abstände innerhalb engerer Bereiche aufweisen. So sind bevorzugte Tablet­ tierstempel dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Erhebungen 6 bis 180 µm, vorzugsweise 7 bis 160 µm, besonders bevorzugt 8 bis 140 µm und insbesondere 10 bis 100 µm beträgt. Analoge Angaben lassen sich zur Höhe der Erhebungen machen. In bevorzugten Tablettierstempeln beträgt die Höhe der Erhebungen 6 bis 90 µm, vorzugs­ weise 7 bis 80 µm, besonders bevorzugt 8 bis 70 µm und insbesondere 10 bis 50 µm.
Optimal niedrige Anbackungen werden erzielt, wenn die Erhebungen der Oberflächen­ strukturen eng genug beisammenstehen, um eine Berührung der zwischen den Bereichen liegenden Vertiefungen oder Absenkungen durch Partikel oder Inhaltsstoffe des zu ver­ pressenden Vorgemischs zu vermeiden. Liegen die Erhebungen der Oberflächenstrukturen eng beieinander oder sind die Vertiefungen nicht tief genug, so wirkt die Oberflächen­ struktur wieder wie eine geschlossene Oberfläche und kann besser benetzt werden, wo­ durch die Anbackungsneigung steigt. Es sollte daher angestrebt werden, daß mit zuneh­ mendem Abstand der Erhebungen auch deren Höhe zunehmen sollte.
Die Herstellung solcher Oberflächenstrukturen kann auf die unterschiedlichsten Arten er­ folgen. Es ist beispielsweise möglich, die Preßfläche eines vorgefertigten Tablettierstem­ pels einem der nachfolgend genannten Behandlungsschritte zu unterwerfen, um die ge­ wünschte Oberflächenstruktur herzustellen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Teile des Preßstempels separat mit der gewünschten Oberflächenstruktur herzustellen und diese nachfolgend mit dem übrigen Stempelteil zu verbinden. Hier ist insbesondere die Herstel­ lung von Scheiben mit den gewünschten Oberflächenstrukturen zu nennen, wobei die Scheiben im Anschluß an ihre Herstellung auf Tablettierstempel aufgebracht (beispiels­ weise angeklebt) werden und die Preßfläche bilden. Die erfindungsgemäßen Oberflächen­ strukturen lassen sich unabhängig von der Geometrie der Preßfläche realisieren, so daß plane Preßflächen mit kreisrunder, ellipsenförmiger, dreieckiger, quadratischer, rechtecki­ ger, viereckiger, fünf-, sechs-, sieben-, acht- und mehreckiger Form, aber auch mit völlig unregelmäßigen Formen wie Pfeilen, Pflanzen- oder Tierformen herstellbar sind. Besonde­ re Vorzüge bietet die erfindungsgemäße Oberflächenstruktur der Preßflächen bei nicht­ planen Preßflächen, insbesondere bei solchen, die Oberflächenstrukturen wie eingfräste oder erhabene Schriftzüge, Zeichen usw. aufweisen. Auch konvex oder konkav gekrümmte Preßflächen können erfindungsgemäß bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Oberflächenstruktur kann nachträglich auf den Stempel aufgebracht oder auf ihm erzeugt werden. Ein Aufbringen solcher Oberflächenstrukturen ist beispiels­ weise dadurch möglich, daß entsprechend große Partikel auf glattere Preßflächen haftfest aufgebracht werden. Hier hat sich insbesondere das Aufkleben von Partikeln, insbesondere Kunststoffpartikeln, bewährt. Ein nachträgliches Aufbringen der Oberflächenstrukturen ist beispielsweise auch durch Aufkleben entsprechender Folien oder Scheiben problemlos möglich. Hier bildet die Folie bzw. Scheibe die Preßfläche. Die Erzeugung der erfindungs­ gemäßen Oberflächenstrukturen auf Preßstempelflächen kann beispielsweise durch nach­ trägliches Ritzen, Prägen oder Ätzen erfolgen, wobei auch beheizte Prägestücke oder Wal­ zen zum Einsatz kommen können, was sich insbesondere bei thermoplastisch verformba­ ren Stempelflächen bewährt hat. Das Ätzen ist beispielsweise durch chemische Ätzung oder durch physikalische Ätzung, beispielsweise Ionenätzung oder Sandstrahlen, durch­ führbar.
Bei der Formgebung kann neben der Größe und dem Abstand der Erhebungen auch die Form der Erhebungen gezielt variiert werden. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Erhebungen abgerundete Spitzen aufweisen, die idealerweise halbkugelförmig sind.
Die Materialien der Preßfläche können erfindungsgemäß frei ausgewählt und damit weite­ ren Anforderungen angepaßt werden. Im Hinblick auf eine besonders große Verringerung der Stempelanbackungen hat es sich als bevorzugt herausgestellt, die Preßflächen mög­ lichst wasserabweisend zu gestalten. Hierbei sind Tablettierstempel besonders bevorzugt, bei denen mindestens die Erhebungen aus hydrophoben Polymeren oder haltbar hydropho­ bierten Materialien bestehen.
Als hydrophobe Polymere, aus denen vorzugsweise mindestens die Erhebungen bestehen, haben sich insbesondere Polyolefine, vorzugsweise Polyethylen oder Polypropylen, be­ währt. Polyethylene (PE) sind dabei zu den Polyolefinen gehörende Polymere mit Gruppie­ rungen des Typs
-[CH2-CH2]-
als charakteristischer Grundeinheit der Polymerkette. Polyethylene werden durch Polyme­ risation von Ethylen nach zwei grundsätzlich unterschiedlichen Methoden, dem Hoch­ druck- und dem Niederdruck-Verfahren hergestellt. Die resultierenden Produkte werden entsprechend häufig als Hochdruck-Polyethylen bzw. Niederdruck-Polyethylen bezeichnet; sie unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich ihres Verzweigungsgrades und damit ver­ bunden in ihrem Kristallinitätsgrad und ihrer Dichte. Beide Verfahren können als Lö­ sungspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation durchge­ führt werden.
Beim Hochdruck-Verfahren fallen verzweigte Polyethylene mit niedriger Dichte (ca. 0,915-0,935 g/cm3) und Kristallinitätsgraden von ca. 40-50% an, die man als LDPE- Typen bezeichnet. Produkte mit höherer Molmasse und dadurch bedingter verbesserter Festigkeit und Streckbarkeit tragen die Kurzbezeichnung HMW-LDPE (HMW = high mole­ cular weight). Durch Copolymerisation des Ethylens mit längerkettigen Olefinen, insbe­ sondere mit Buten und Octen, kann der ausgeprägte Verzweigungsgrad der im Hochdruck- Verfahren hergestellten Polyethylene reduziert werden; die Copolymere haben das Kurz­ zeichen LLD-PE (linear low density polyethylene).
Die Makromoleküle der Polyethylene aus Niederdruck-Verfahren sind weitgehend linear und unverzweigt. Diese Polyethylene (HDPE) haben Kristallinitätsgrade von 60-80% und eine Dichte von ca. 0,94-0,965 g/cm3. Sie sind als Materialien für zumindest die Erhebun­ gen besonders geeignet, wobei es bevorzugt ist, wenn die gesamte Preßfläche aus diesen Materialien besteht.
Polypropylene (PP) sind thermoplastische Polymere des Propylens mit Grundeinheiten des Typs
-[CH(CH3)-CH2]-
Polypropylene können durch stereospezifische Polymerisation von Propylen in der Gas­ phase oder in Suspension zu hochkristallinen isotaktischen oder zu weniger kristallinen syndiotaktischen bzw. zu amorphen ataktischen Polypropylenen hergestellt werden. Tech­ nisch wichtig ist insbesondere das isotaktische Polypropylen, bei dem alle Methylgruppen auf einer Seite der Polymerkette lokalisiert sind. Polypropylen zeichnet sich durch hohe Härte, Rückstellfähigkeit, Steifheit und Wärmebeständigkeit aus und ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit ein ideales Material für die Erhebungen.
Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Polypropylene erreicht man durch Verstärkung mit Talkum, Kreide, Holzmehl oder Glasfasern, und auch das Aufbringen metallischer Überzüge ist möglich.
Erfindungsgemäße Tablettierstempel, in denen mindestens die Erhebungen aus einem Po­ lyolefin, vorzugsweise aus Polyethylen oder Polypropylen, bestehen, sind bevorzugt.
Weitere im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Tablettierstempel sind da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens die Erhebungen aus Polyvinylidenfluorid oder Po­ lytetrafluorethylen bestehen.
Polyvinylidenfluoride, die kurz auch als PVDF oder PVF2 bezeichnet werden, sind aus Vinylidenfluorid herstellbare Polymere mit der Grundeinheit:
-[CH2 CF2]-
Polyvinylidenfluoride sind thermoplastische, leicht verarbeitbare Fluorkunststoffe mit ho­ her Beständigkeit gegenüber Temperatur- und Chemikalien-Einwirkung, erreichen in die­ ser Hinsicht aber nicht PTFE-Qualität. Der Kristallinitätsgrad der Polyvinylidenfluoride hängt ab von ihrer thermischen Vorgeschichte: Schnelles Abkühlen dünner Formteile (Fo­ lien) führt zu transparenten (amorphen), langsames Abkühlen (oder Nachtempern) zu hochkristallinen Produkten.
Polyvinylidenfluoride zeichnen sich durch hohe mechanische Festigkeit, Steifheit und Zä­ higkeit auch bei tiefen Temperaturen aus und sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung hervorragend als Materialien für die Erhebungen auf den Preßflächen oder für ganze Preß­ flächen oder Preßstempel geeignet.
Polytetrafluorethylene sind Polymere des Tetrafluorethylens mit der Grundeinheit:
-[CF2-CF2]-
die auch mit dem Kurzzeichen PTFE bezeichnet werden. Ein anderer verbreiteter Name für derartige Polymere ist die Bezeichnung Teflon®, ein Warenzeichen der Firma Du Pont für Polytetrafluorethylen (PTFE), das, 1938 von R. J. Plunkett bei Du Pont entwickelt, seit 1941 hergestellt und seit 1943 unter dem Warenzeichen vertrieben wird.
Technische Polytetrafluoethylene haben Polymerisationsgrade von n = ca. 5000-100000, die Molmassen von ca. 500000-10000000 g/mol entsprechen. Die Polymerisation der Mo­ nomeren wird radikalisch initiiert im wäßrigen Medium in Ab- oder Anwesenheit von Sta­ bilisatoren durchgeführt. Im ersten Falle resultiert im Anfangsstadium der Polymerisation eine Dispersion der Polytetrafluoethylene, die im weiteren Reaktionsverlauf koagulieren. Es resultiert ein Granulat, das nach Aufarbeitung zur gewünschten Partikelgröße vermah­ len wird. Feinpulvrige Polytetrafluorethylen-Produkte werden bei Verwendung von Emul­ gatoren in einer Art von Emulsionspolymerisation als metastabile Dispersion erhalten, die zur Isolierung der Polymere leicht gebrochen werden kann. Unter geeigneten Bedingungen sind beim Einsatz ionischer Tenside als Stabilisatoren auch feinteilige stabile Dispersionen mit Feststoff-Gehalten von 60-65% herstellbar.
Polytetrafluoethylene sind thermoelastische Polymere mit hoher Linearität, relativ hohem (bis 70%) Kristallinitätsgrad und einem Schmelzpunkt von ca. 327°C, bei dem sie glasartig transparent werden. Polytetrafluoethylene besitzen eine äußerst hohe Chemikalienbestän­ digkeit und können in einem sehr breiten Temperaturbereich (-200° bis 250°) eingesetzt werden; sie besitzen hohe thermische Beständigkeit (maximale Dauergebrauchstemperatur ca. 260°). Polytetrafluoethylene besitzen ein nur sehr geringes Adhäsionsvermögen, was sie in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Oberflächenstrukturen zu idealen Materiali­ en für Preßflächen oder ganze Preßstempel macht. Für besonders anspruchsvolle Anwen­ dungen, bei denen z. B. hohe Kriechfestigkeit und niedriges Kaltfließen gefordert werden, können Polytetrafluoethylene durch Beimischen von Glasfasern, Kohlefasern, Ruß, Mo­ lybdänsulfid oder Polymeren wie Polyimiden, Polyetherketonen, bzw. Polyphenylensulfi­ den verstärkt werden.
Neben den Polyolefinen und Fluorpolymeren sind Polyamide im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbare Materialien für die Erhebungen. Polyamide sind hochmolekulare Verbindungen, die aus durch Peptid-Bindungen verknüpften Bausteinen bestehen. Die synthetischen Polyamide (PA) sind bis auf wenige Ausnahmen thermoplasti­ sche, kettenförmige Polymere mit wiederkehrenden Säureamid-Gruppierungen in der Hauptkette. Nach dem chemischen Aufbau lassen sich die sogenannten Homopolyamide in zwei Gruppen einteilen: den Aminocarbonsäure-Typen (AS) und den Diamin- Dicarbonsäure-Typen (AA-SS); dabei bezeichnen A Amino-Gruppen und S Carboxy- Gruppen. Erstere werden aus einem Baustein durch Polykondensation (Aminosäure) oder Polymerisation (ω-Lactam), letztere aus zwei Bausteinen durch Polykondensation (Diamin und Dicarbonsäure) gebildet.
Codiert werden die Polyamide aus unverzweigten aliphatischen Bausteinen nach der An­ zahl der C-Atome. So ist die Bezeichnung PA 6 beispielsweise das aus 6- Aminocapronsäure oder ε-Caprolactam aufgebaute Polyamid und. PA 12 ist ein Poly(ε­ laurinlactam) aus ε-Laurinlactam. Beim Typ AA-SS werden zuerst die Kohlenstoff-Anzahl des Diamins und dann die der Dicarbonsäure genannt: PA 66 (Polyhexamethylenadipina­ mid) entsteht aus Hexamethylendiamin (1,6-Hexandiamin) und Adipinsäure, PA 610 (Po­ lyhexamethylensebacinamid) aus 1,6-Hexandiamin und Sebacinsäure, PA 612 (Polyhexa­ methylendodecanamid) aus 1,6-Hexandiamin und Dodecandisäure. Die genannten Polya­ mid-Typen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Materialien für die Erhebungen auf den Oberflächen bzw. für die Oberflächen selbst. In im Rahmen der vor­ liegenden Erfindung bevorzugten Tablettierstempeln bestehen mindestens die Erhebungen aus einem Polyamid, vorzugsweise aus PA 6, PA 12, PA 66, PA 610 oder PA 612.
Weitere bevorzugte Materialien für die Erhebungen sind Polyurethane. Tablettierstempel, bei denen mindestens die Erhebungen aus einem Polyurethan bestehen, sind ebenfalls be­ vorzugt.
Polyurethane (PUR) sind durch Polyaddition aus zwei- und höherwertigen Alkoholen und Isocyanaten zugängliche Polymere (Polyaddukte) mit Gruppierungen des Typs
-[CO-NH-R2-NH-CO-O-R1-O]-
als charakteristische Grundeinheiten der Basis-Makromoleküle, bei denen R1 für einen niedermolekularen oder polymeren Diol-Rest und R2 für eine aliphatische oder aromati­ sche Gruppe steht. Technisch wichtige PUR werden hergestellt aus Polyester- und/oder Polyetherdiolen und beispielsweise aus 2,4- bzw. 2,6-Toluoldiisocyanat (TDI, R2=C6H3- CH3), 4,4'-Methylendi(phenylisocyanat) (MDI, R2=C6H4-CH2-C6H4) oder Hexamethylen­ diisocyanat [HMDI, R2=(CH2)6].
Die genannten Kunststoffe können allein als Materialien für die Erhebungen eingesetzt werden, sie können aber auch mit Beschichtungen oder Laminierungen aus Metallen oder anderen Stoffen versehen werden. Besonders bewährt hat sich im Rahmen der vorliegen­ den Erfindung der Einsatz glasfaserverstärkter Kunststoffe als Material für Preßflächen, auf die die genannten Strukturen aufgebracht werden. Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind Verbundwerkstoffe aus einer Kombination von einer Matrix aus Polymeren und als Verstärker wirkenden Glasfasern. Die zur Faserverstärkung verwendeten Glasma­ terialien liegen in den GFK als Fasern, Garne, Rovings (Glasseidenstränge), Vliese, Gewe­ be oder Matten vor. Als polymere Matrixsysteme für GFK sind sowohl Duroplaste (wie beispielsweise Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze, Phenol- u. Furanharze), als auch Thermoplaste (wie beispielsweise Polyamide, Polycarbonate, Polyacetale, Polyphenylen­ oxide und -sulfide, Polypropylene und Styrolcopolymere) geeignet. Das Gewichtsverhält­ nis zwischen Verstärkerstoff und Polymermatrix liegt üblicherweise im Bereich von 10 : 90-65 : 35, wobei die Festigkeitseigenschaften der GFK in der Regel bis zu einem Ver­ stärkergehalt von ca. 40 Gew.-% zunehmen.
Die Herstellung der GFK erfolgt vorwiegend in Preßverfahren; weitere wichtige Ferti­ gungsverfahren sind Handlaminier-, Faserspritz-, kontinuierliche Imprägnier-, Wickel- und Schleuderverfahren. Vielfach geht man auch von sogenannten Prepregs, mit Harzen vo­ rimprägnierte Glasfasenmaterialien, aus, die unter Anwendung von Druck in der Wärme gehärtet werden. Die GFK zeichnen sich gegenüber den nicht verstärkten Matrixpolymeren durch erhöhte Zug-, Biege- und Druckfestigkeit, Schlagzähigkeit, Formbeständigkeit und Stabilität gegenüber dem Einfluß von Wärme, Säuren, Salzen, Gasen oder Lösungsmitteln aus. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben sich insbesondere glasfaserverstärktes Polyterafluoethylen und glasfaserverstärkte Polyamide als Materialien für die Preßflächen oder Tablettierstempel bewährt. Tablettierstempel, bei denen mindestens die Erhebungen aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise einem glasfaserverstärkten Poly­ tetrafluorethylen oder Polyamid, bestehen, sind demnach bevorzugt.
Bei den genannten Verbundwerkstoffen ist es möglich, die Oberflächenstrukturen aus Ver­ bundwerkstoffpulver oder -folien herzustellen, es können aber auch ganze Tablettierstem­ pel aus den Verbundwerkstoffen bereitet werden, die nachträglich mit der erfindungsge­ mäßen Oberflächenstruktur versehen werden, siehe oben.
Weitere Materialien, aus denen mindestens die Erhebungen auf den Preßflächen der erfin­ dungsgemäßen Preßstempel, vorzugsweise aber die gesamten Preßflächen oder Preßstem­ pel bestehen können, sind beispielsweise Silikone oder silanisierte hydrophile Oberflächen. Auch Metalle sind als Materialien, aus denen mindestens die Erhebungen auf den Preßflä­ chen der erfindungsgemäßen Preßstempel, vorzugsweise aber die gesamten Preßflächen oder Preßstempel bestehen können, geeignet. Hier bieten sich neben den bekannten Stählen und Edelstählen des Standes der Technik insbesondere Titan und Titanlegierungen, Tantal- und Tantallegierungen sowie Wolfram- und Wolframlegierungen an. Prinzipiell sind je­ doch alle Metalle gut geeignet, wobei die Auswahl der Materialien mit Rücksicht auf das zu tablettierende Gut getroffen werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch Verpressen eines teilchenförmigen Vorgemischs, bei dem die zur Ver­ pressung eingesetzten Tablettierstempel auf ihrer Preßfläche Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 µm liegt.
Wie bereits einleitend erwähnt, werden unabhängig von den physikalischen und chemi­ schen Eigenschaften des Vorgemischs deutlich verringerte Stempelanbackungen erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher für sämtliche Tablettierprozesse vorteilhaft anzuwenden. Lediglich beispielhaft seien hier die Herstellung von pharmazeutischen Ta­ bletten, die Tablettierung von Batterieteilen, die Herstellung von Nahrungs- und Tierfut­ termitteln, die Tablettierung von Kerzen und anderen Konsumgütern sowie die Herstellung von technischen Tabletten wie Kohlebriketts, Katalysatoren in Tablettenform o. ä. genannt.
Mit besonderem Vorteil läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Tablettierung "klebriger" Vorgemische einsetzen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung kompakter Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper tablettiert werden. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren, bei dem das teilchenförmige Vorgemisch eine Wasch- oder Reinigungsmittelzusammensetzung ist und die Formkörper Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper sind.
Preßfähige Vorgemische für Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper enthalten üblicher­ weise mindestens ein tensidhaltiges Granulat, das mit weiteren Wasch- oder Reinigungs­ mittel-Inhaltsstoffen zum zu verpressenden Vorgemisch abgemischt und nachfolgend ver­ preßt wird. In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren enthält teilchenförmige Vorge­ misch tensidhaltige(s) Granulat(e) und weist ein Schüttgewicht von mindestens 500 g/l, vorzugsweise mindestens 600 g/l und insbesondere mindestens 700 g/l auf.
Die Herstellung tensidhaltiger Granulate ist im Stand der Technik breit beschrieben. Neben den herkömmlichen Granulier- und Agglomerationsverfahren, die in den unterschiedlichsten Mischgranulatoren und Mischagglomeratoren durchgeführt werden können, sind beispiels­ weise auch Preßagglomerationsverfahren einsetzbar.
Die Granulierung kann in einer Vielzahl von in der Wasch- und Reinigungsmittelindustrie üblicherweise eingesetzten Apparaten durchgeführt werden. Als Mischer können dabei sowohl Hochintensitätsmischer ("high-sliear mixer") als auch normale Mischer mit gerin­ geren Umlaufgeschwindigkeiten verwendet werden. Geeignete Mischer sind beispielswei­ se Eirich®-Mischer der Serien R oder RV (Warenzeichen der Maschinenfabrik Gustav Ei­ rich, Hardheim), der Schugi® Flexomix, die Fukae® FS-G-Mischer (Warenzeichen der Fu­ kae Powtech, Kogyo Co., Japan), die Lödige® FM-, KM- und CB-Mischer (Warenzeichen der Lödige Maschinenbau GmbH, Paderborn) oder die Drais®-Serien T oder K-T (Waren­ zeichen der Drais-Werke GmbH, Mannheim). Die Verweilzeiten der Granulate in den Mi­ schern liegen im Bereich von weniger als 60 Sekunden, wobei die Verweilzeit auch von der Umlaufgeschwindigkeit des Mischers abhängt. Hierbei verkürzen sich die Verweilzei­ ten entsprechend, je schneller der Mischer läuft. Bevorzugt betragen die Verweilzeiten der Granulate im Mischer unter einer Minute, vorzugsweise unter 15 Sekunden.
In bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren weist das Tensidgranulat Teilchengrößen zwischen 200 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 400 und 1800 µm und insbesondere zwischen 600 und 1400 µm auf.
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 grenzflächenaktive 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-Alkylsulfate 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 C7-21-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 Verfahren zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern bevorzugt, bei denen der Gehalt des Tensidgranulats an anionischen Tensiden 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% und insbesondere 15 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Tensidgranulats, beträgt.
Bei der Auswahl der anionischen Tenside, stehen der Formulierungsfreiheit keine einzu­ haltenden Rahmenbedingungen im Weg. Bevorzugte Tensidgranulate weisen jedoch einen Gehalt an Seife auf, der 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des hergestellten Wasch- und Reinigungsmittelformkörpers, übersteigt. Bevorzugt einzusetzende anionische Tenside sind dabei die Alkylbenzolsulfonate und Fettalkoholsulfate, wobei bevorzugte 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 Ge­ wicht 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 öder 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 58/217598 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 erfindungsgemäßen Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper können bevorzugt Al­ kylpolyglycoside enthalten, wobei Gehalte an APG über 0,2 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Formkörper, bevorzugt sind. Besonders bevorzugte Wasch- und Reinigungsmit­ telformkörper enthalten APG in Mengen von 0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-% und insbesondere 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 (I),
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 (II),
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.
In im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt herstellbaren Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörpern beträgt der Gehalt des Tensidgranulats an nichtionischen Tensi­ den 1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 10 Gew.-% und insbesondere 5 bis 7,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Tensidgranulats.
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 Herstellverfahren für Wasch- oder Reini­ gungsmittelformkörper bevorzugt, bei denen der Tensidgehalt des tensidhaltigen Granulats 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Tensidgranulat, beträgt.
Das Tensidgranulat kann in den Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern oder in einzel­ nen Phasen mehrphasiger Formkörper in variierenden Mengen eingesetzt werden. Erfindungsgemäß hergestellte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, bei denen der Anteil des tensidhaltigen Granulats an den Wasch- und Reinigungsmittelformkörpern bzw. an einer einzelnen Phase des Wasch- und Reinigungsmittelformkörpers 40 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 85 Gew.-% und insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht, beträgt, sind dabei bevorzugt. Solche erfindungsgemäßen Verfah­ ren sind dadurch gekennzeichnet, daß das Tensidgranulat mit weiteren Aufbereitungskom­ ponenten zu einem preßfähigen Vorgemisch abgemischt wird, welches 40 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 85 Gew.-% und insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, des Tensidgranulats enthält.
Es kann aus anwendungstechnischer Sicht Vorteile haben, wenn bestimmte Tensidklassen in einigen Phasen der Wasch- und Reinigungsmittelformkörper oder im gesamten Form­ körper, d. h. in allen Phasen, nicht enthalten sind. Eine weitere wichtige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht daher vor, daß mindestens eine Phase der Formkörper frei von nichtionischen Tensiden ist.
Umgekehrt kann aber auch durch den Gehalt einzelner Phasen oder des gesamten Form­ körpers, d. h. aller Phasen, an bestimmten Tensiden ein positiver Effekt erzielt werden. Das Einbringen der oben beschriebenen Alkylpolyglycoside hat sich dabei als vorteilhaft er­ wiesen, so daß Wasch- und Reinigungsmittelformkörper bevorzugt sind, in denen minde­ stens eine Phase der Formkörper Alkylpolyglycoside enthält.
Ähnlich wie bei den nichtionischen Tensiden können auch aus dem Weglassen von anioni­ schen Tensiden aus einzelnen oder allen Phasen Wasch- und Reinigungsmittelformkörper resultieren, die sich für bestimmte Anwendungsgebiete besser eignen. Es sind daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Wasch- und Reinigungsmittelformkörper denk­ bar, bei denen mindestens eine Phase der Formkörper frei von anionischen Tensiden ist.
Neben den waschaktiven Substanzen sind Gerüststoffe die wichtigsten Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln. In den Tensidgranulaten, aber auch als Bestandteil des Vorgemischs können alle üblicherweise in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzten Gerüststoffe enthalten sein, insbesondere also Zeolithe, Silikate, Carbonate, organische Cobuilder und - wo keine ökologischen Vorurteile gegen ihren Einsatz bestehen - auch die Phosphate. Letztere sind insbesondere in Reinigungsmitteltabletten für das maschinelle Geschirrspülen bevorzugt einzusetzende Gerüststoffe.
Als Silikate eignen sich alle Salze der Orthokieselsäure Si(OH)4 und deren Kondensations­ produkte. Der besseren Übersichtlichkeit wegen formuliert man die Silikate formelmäßig häufig nicht wie die übrigen Salze, sondern man zerlegt sie formal in Oxide. Obwohl die Silikate sehr unterschiedliche Strukturen haben können, liegt ihnen das folgende einfache Bauprinzip zugrunde: Jedes Si-Atom ist stets von vier O-Atomen umgeben, und nur die verschiedenartige Verknüpfung dieser SiO4-Einheiten liefert die einzelnen Silicat-Klassen.
Den ersten Haupttyp bilden Silikate mit selbständigen, "diskreten" Anionen wie beispiels­ weise Ortho-Silikate mit dem Anion [SiO4]2- (sogenannte Nesosilicate oder "Insel- Silikate"), oder Di- bzw. Trisilikate (sogenannte Sorosilicate oder Gruppen-Silikate), oder Cyclosilicate (Ring-Silikate), bei denen sind die [SiO4]-Tetraeder zu Ringen angeordnet sind. Als zweiter Haupttyp sind sogenannte Ino-Silikate (Ketten- und Band-Silikate) be­ kannt. In diesen sind die [SiO4]-Tetraeder zu Ketten zusammengelagert, d. h. zu eindimen­ sional unbegrenzten Gebilden, die praktisch Polymere des Anions [SiO3]2- sind. Hierzu gehört die große Zahl der Metasilikate. Durch die Vereinigung je zweier Ketten entstehen Doppelketten oder Bänder mit dem Anion [Si4O11]6- . Phyllosilicate (Blatt- und Schicht- Silikate) bilden den dritten Haupttyp. In diesen Silikaten sind die [SiO4]-Tetraeder jeweils in einer Ebene miteinander verkettet; sie bilden also Schichtengitter und sind Polymere des Anions [Si4O10]4-. Der vierte Haupttyp sind die Tecto-Silikate (Gerüstsilicate), in denen sich die Verkettung der [SiO4]-Tetraeder in allen drei Raumrichtungen fortsetzt. Hier han­ delt es sich praktisch um Polymere von SiO2.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Gerüststoffe besonders 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-Natriumdisilikat beispielsweise nach dem Verfahren erhalten werden kann, das in der internationalen 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.
Der eingesetzte feinkristalline, synthetische und gebundenes Wasser enthaltende Zeolith ist vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mi­ schungen aus A, X und/oder P. Kommerziell erhältlich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbar ist beispielsweise auch ein Co-Kristallisat aus Zeolith X und Zeolith A (ca. 80 Gew.-% Zeolith X), das von der Firma CONDEA Augusta S.p.A. unter dem Markennamen VEGOBOND AX® vertrieben wird und durch die Formel
nNa2O.(1-n)K2O.Al2O3.(2-2,5)SiO2.(3,5-5,5)H2O
beschrieben werden kann. Der Zeolith kann dabei sowohl als Gerüststoff in einem granula­ ren Compound eingesetzt, als auch zu einer Art "Abpuderung" der gesamten zu verpres­ senden Mischung verwendet werden, wobei üblicherweise beide Wege zur Inkorporation des Zeoliths in das Vorgemisch genutzt werden. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 µm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter Coun­ ter) 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. Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben die Alka­ limetallphosphate unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- bzw. Pentakaliumtri­ phosphat (Natrium- bzw. Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungsmittel- Industrie die größte Bedeutung.
Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall- (ins­ besondere Natrium- und Kalium-) -Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen man Metaphosphorsäuren (HPO3)n und Orthophosphorsäure H3PO4 neben höhermolekula­ ren Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei mehrere Vorteile in sich: Sie wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen bzw. Kalkinkru­ stationen in Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.
Natriumdihydrogenphosphat, NaH2PO4, existiert als Dihydrat (Dichte 1,91 gcm-3, Schmelzpunkt 60°) und als Monohydrat (Dichte 2,04 gcm-3). Beide Salze sind weiße, in Wasser sehr leicht lösliche Pulver, die beim Erhitzen das Kristallwasser verlieren und bei 200°C in das schwach saure Diphosphat (Dinatriumhydrogendiphosphat, Na2H2P2O7), bei höherer Temperatur in Natiumtrimetaphosphat (Na3P3O9) und Maddrellsches Salz (siehe unten), übergehen. NaH2PO4 reagiert sauer; es entsteht, wenn Phosphorsäure mit Natron­ lauge auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt und die Maische versprüht wird. Kaliumdihy­ drogenphosphat (primäres oder einbasiges Kaliumphosphat, Kaliumbiphosphat, KDP), KH2PO4, ist ein weißes Salz der Dichte 2,33 gcm-3, hat einen Schmelzpunkt 253° [Zerset­ zung unter Bildung von Kaliumpolyphosphat (KPO3)x] und ist leicht löslich in Wasser.
Dinatriumhydrogenphosphat (sekundäres Natriumphosphat), Na2HPO4, ist ein farbloses, sehr leicht wasserlösliches kristallines Salz. Es existiert wasserfrei und mit 2 Mol. (Dichte 2,066 gcm-3, Wasserverlust bei 95°), 7 Mol. (Dichte 1,68 gcm-3, Schmelzpunkt 48° unter Verlust von 5 H2O) und 12 Mol. Wasser (Dichte 1,52 gcm-3, Schmelzpunkt 35° unter Verlust von 5 H2O), wird bei 100° wasserfrei und geht bei stärkerem Erhitzen in das Diphosphat Na4P2O7 über. Dinatriumhydrogenphosphat wird durch Neutralisation von Phosphorsäure mit Sodalösung unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator her­ gestellt. Dikaliumhydrogenphosphat (sekundäres od. zweibasiges Kaliumphosphat), K2HPO4, ist ein amorphes, weißes Salz, das in Wasser leicht löslich ist.
Trinatriumphosphat, tertiäres Natriumphosphat, Na3PO4, sind farblose Kristalle, die als Dodecahydrat eine Dichte von 1,62 gcm-3 und einen Schmelzpunkt von 73-76°C (Zerset­ zung), als Decahydrat (entsprechend 19-20% P2O5) einen Schmelzpunkt von 100°C und in wasserfreier Form (entsprechend 39-40% P2O5) eine Dichte von 2,536 gcm-3 aufweisen. Trinatriumphosphat ist in Wasser unter alkalischer Reaktion leicht löslich und wird durch Eindampfen einer Lösung aus genau 1 Mol Dinatriumphosphat und 1 Mol NaOH herge­ stellt. Trikaliumphosphat (tertiäres oder dreibasiges Kaliumphosphat), K3PO4, ist ein wei­ ßes, zerfließliches, körniges Pulver der Dichte 2,56 gcm-3, hat einen Schmelzpunkt von 1340° und ist in Wasser mit alkalischer Reaktion leicht löslich. Es entsteht z. B. beim Er­ hitzen von Thomasschlacke mit Kohle und Kaliumsulfat. Trotz des höheren Preises werden in der Reinigungsmittel-Industrie die leichter löslichen, daher hochwirksamen, Kaliump­ hosphate gegenüber entsprechenden Natrium-Verbindungen vielfach bevorzugt.
Tetranatriumdiphosphat (Natriumpyrophosphat), Na4P2O7, existiert in wasserfreier Form (Dichte 2,534 gcm-3, Schmelzpunkt 988°, auch 880° angegeben) und als Decahydrat (Dichte 1,815-1,836 gcm-3, Schmelzpunkt 94° unter Wasserverlust). Bei Substanzen sind farblose, in Wasser mit alkalischer Reaktion lösliche Kristalle. Na4P2O7 entsteht beim Er­ hitzen von Dinatriumphosphat auf <200° oder indem man Phosphorsäure mit Soda im stöchiometrischem Verhältnis umsetzt und die Lösung durch Versprühen entwässert. Das Decahydrat komplexiert Schwermetall-Salze und Härtebildner und verringert daher die Härte des Wassers. Kaliumdiphosphat (Kaliumpyrophosphat), K4P2O7, existiert in Form des Trihydrats und stellt ein farbloses, hygroskopisches Pulver mit der Dichte 2,33 gcm-3 dar, das in Wasser löslich ist, wobei der pH-Wert der 1%igen Lösung bei 25° 10,4 beträgt.
Durch Kondensation des NaH2PO4 bzw. des KH2PO4 entstehen höhermol. Natrium- und Kaliumphosphate, bei denen man cyclische Vertreter, die Natrium- bzw. Kaliummetaphos­ phate und kettenförmige Typen, die Natrium- bzw. Kaliumpolyphosphate, unterscheiden kann. Insbesondere für letztere sind eine Vielzahl von Bezeichnungen in Gebrauch: Schmelz- oder Glühphosphate, Grahamsches Salz, Kurrolsches und Maddrellsches Salz.
Alle höheren Natrium- und Kaliumphosphate werden gemeinsam als kondensierte Phos­ phate bezeichnet.
Das technisch wichtige Pentanatriumtriphosphat, Na5P3O10 (Natriumtripolyphosphat), ist ein wasserfrei oder mit 6 H2O kristallisierendes, nicht hygroskopisches, weißes, wasser­ lösliches Salz der allgemeinen Formel NaO-[P(O)(ONa)-O]n-Na mit n = 3. In 100 g Was­ ser lösen sich bei Zimmertemperatur etwa 17 g, bei 60° ca. 20 g, bei 100° rund 32 g des kristallwasserfreien Salzes; nach zweistündigem Erhitzen der Lösung auf 100° entstehen durch Hydrolyse etwa 8% Orthophosphat und 15% Diphosphat. Bei der Herstellung von Pentanatriumtriphosphat wird Phosphorsäure mit Sodalösung oder Natronlauge im stöchiometrischen Verhältnis zur Reaktion gebracht und die Lösung durch Versprühen entwässert. Ähnlich wie Grahamsches Salz und Natriumdiphosphat löst Pentanatriumtri­ phosphat viele unlösliche Metall-Verbindungen (auch Kalkseifen usw.). Pentakaliumtri­ phosphat, K5P3O10 (Kaliumtripolyphosphat), kommt beispielsweise in Form einer 50 Gew.-% -igen Lösung (< 23% P2O5, 25% K2O) in den Handel. Die Kaliumpolyphosphate finden in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie breite Verwendung. Weiter existieren auch Natriumkaliumtripolyphosphate, welche ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Er­ findung einsetzbar sind. Diese entstehen beispielsweise, wenn man Natriumtrimetaphos­ phat mit KOH hydrolysiert:
(NaPO3)3 + 2 KOH → Na3K2P3O10 + H2O
Diese sind erfindungsgemäß genau wie Natriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus diesen beiden einsetzbar; auch Mischungen aus Natriumtripolyphos­ phat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus Kaliumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Gemische aus Natriumtripolyphosphat und Kaliumtri­ polyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat sind erfindungsgemäß einsetzbar.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Gerüststoffen kann das Tensidgranulat auch Polymere, sogenannte Cobuilder, enthalten. Diese können auch Bestandteil des Vorge­ mischs sein, ohne im Tensidgranulat vorzuliegen. Eine wichtige Klasse von Polymeren mit Cobuildereigenschaften sind die polymeren Polycarboxylate. Solche (co)polymeren Poly­ carboxylate sind beispielsweise die Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Poly­ methacrylsäure, beispielsweise solche mit einer relativen Molekülmasse von 500 bis 70000 g/mol.
Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen MW, der jeweiligen Säureform, die grund­ sätzlich mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV- Detektor eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäu­ re-Standard, der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten Poly­ meren realistische Molgewichtswerte liefert. Diese Angaben weichen deutlich von den Molgewichtsangaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren als Standard eingesetzt werden. Die gegen Polystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen sind in der Regel deutlich höher als die in dieser Schrift angegebenen Molmassen.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von 2000 bis 20000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus die­ ser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2000 bis 10000 g/mol, und besonders bevorzugt von 3000 bis 5000 g/mol, aufweisen, bevorzugt sein.
Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als beson­ ders geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis 90 Gew.-% Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Mole­ külmasse, bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2000 bis 70000 g/mol, vor­ zugsweise 20000 bis 50000 g/mol und insbesondere 30000 bis 40000 g/mol.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthal­ ten. Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei verschiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol bzw. Vinylalkohol-Derivate oder die als Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker- Derivate enthalten.
Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die in den deutschen Patentanmeldungen DE- A-43 03 320 und DE-A-44 17 734 beschrieben werden und als Monomere vorzugsweise Acrolein und Acrylsäure/Acrylsäuresalze bzw. Acrolein und Vinylacetat aufweisen. Eben­ so sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren, deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Polyaspa­ raginsäuren bzw. deren Salze und Derivate, von denen in der deutschen Patentanmeldung DE-A-195 40 086 offenbart wird, daß sie neben Cobuilder-Eigenschaften auch eine bleich­ stabilisierende Wirkung aufweisen.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dial­ dehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxyl­ gruppen aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialde­ hyden wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus Polyolcarbonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten.
Als weitere organische Cobuilder können in den erfindungsgemäßen Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörpern insbesondere Polycarboxylate/Polycarbonsäuren, Dextrine, wei­ tere organische Cobuilder (siehe unten) sowie Phosphonate eingesetzt werden. Diese Stoffklassen werden nachfolgend beschrieben.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natrium­ salze einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citro­ nensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu beanstanden ist, sowie Mischungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adi­ pinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus die­ sen.
Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Die Säuren besitzen neben ihrer Buil­ derwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerungskomponente und dienen somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen ph-Wertes von Wasch- oder Reinigungsmitteln. Insbesondere sind hierbei Citronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen.
Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere bzw. Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten werden können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzymkata­ lysierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydrolysepro­ dukte mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500000 g/mol. Dabei ist ein Poly­ saccharid mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbesondere von 2 bis 30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wirkung eines Polysaccharids im Vergleich zu Dextrose, welche ein DE von 100 besitzt, ist. Brauchbar sind sowohl Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglu­ cosesirupe mit einem DE zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und Weißdextrine mit höheren Molmassen im Bereich von 2000 bis 30000 g/mol.
Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungs­ produkte mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion des Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Derartige oxidierte Dextrine und Verfahren ihrer Herstellung sind beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen EP-A-0 232 202, EP-A-0 427 349, EP-A-0 472 042 und EP-A-0 542 496 sowie den inter­ nationalen Patentanmeldungen WO 92/18542, WO 93/08251, WO 93/16110, WO 94/28030, WO 95/07303, WO 95/12619 und WO 95/20608 bekannt. Ebenfalls ge­ eignet ist ein oxidiertes Oligosaccharid gemäß der deutschen Patentanmeldung DE-A- 196 00 018. Ein an C6 des Saccharidrings oxidiertes Produkt kann besonders vorteilhaft sein.
Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendia­ mindisuccinat, sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin-N,N'- disuccinat (EDDS) bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet. Weiterhin bevorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Gly­ cerintrisuccinate. Geeignete Einsatzmengen liegen in zeolithhaltigen und/oder silicathalti­ gen Formulierungen bei 3 bis 15 Gew.-%.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbon­ säuren bzw. deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und welche mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie maxi­ mal zwei Säuregruppen enthalten. Derartige Cobuilder werden beispielsweise in der inter­ nationalen Patentanmeldung WO 95/20029 beschrieben.
Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschaften stellen die Phosphonate dar. Da­ bei handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- bzw. Aminoalkanphosphonate. Unter den Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP) von besonderer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt, wobei das Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als Aminoalkanphosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP), Diethylentriaminpentamethylenphosphonat (DTPMP) sowie deren höhere Ho­ mologe in Frage. Sie werden vorzugsweise in Form der neutral reagierenden Natriumsalze, z. B. als Hexanatriumsalz der EDTMP bzw. als Hepta- und Octa-Natriumsalz der DTPMP, eingesetzt. Als Builder wird dabei aus der Klasse der Phosphonate bevorzugt HEDP ver­ wendet. Die Aminoalkanphosphonate besitzen zudem ein ausgeprägtes Schwermetallbin­ devermögen. Dementsprechend kann es, insbesondere wenn die Mittel auch Bleiche ent­ halten, bevorzugt sein, Aminoalkanphosphonate, insbesondere DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus den genannten Phosphonaten zu verwenden.
Darüber hinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkali­ ionen auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.
Die Menge an Gerüststoff beträgt üblicherweise zwischen 10 und 70 Gew.-%, vorzugs­ weise zwischen 15 und 60 Gew.-% und insbesondere zwischen 20 und 50 Gew.-%. Wie­ derum ist die Menge an eingesetzten Buildern abhängig vom Verwendungszweck. Es hat sich gezeigt, daß zu hohe Mengen an Carbonaten in den Tensidgranulaten in bestimmten Rezepturen problematisch sein können, weshalb es in solchen Rezepturen vorteilhaft ist, die Carbonate nicht über das Tensidgranulat in die Wasch- oder Reinigungsmittelform­ körper einzubringen, sondern als Bestandteil des Vorgemischs, sofern ihr Einsatz ge­ wünscht ist. Bei solchen Rezepturen ist die Herstellung von Wasch- und Reinigungsmit­ telformkörpern bevorzugt, bei denen der Gehalt des Tensidgranulats an Natrium und/oder Kaliumcarbonat unter 15 Gew.-%, vorzugsweise unter 10 Gew.-% und insbesondere unter 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Tensidgranulats, beträgt.
Neben den genannten Bestandteilen Tensid und Gerüststoff, können die erfindungsgemäß hergestellten Wasch- und Reinigungsmittelformkörper und damit die zu verpressenden Vorgemische weiterhin einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Desintegrations­ hilfsmittel, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfüm­ träger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikonöle, Antiredepositions­ mittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbübertragungsinhibitoren und Korrosionsinhibitoren enthalten. Bei den nachstehenden Angaben zu den einzelnen Sub­ stanzen werden diese zum Teil als Bestandteil des Vorgemischs, zum Teil als Bestandteil der aus diesem Vorgemisch hergestellten Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper be­ schrieben.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen hat das Natriumpercarbonat besondere Bedeutung. Dabei ist "Natriumpercarbonat" eine in unspe­ zifischer Weise verwendete Bezeichnung für Natriumcarbonat-Peroxohydrate, welche streng genommen keine "Percarbonate" (also Salze der Perkohlensäure) sondern Wasser­ stoffperoxid-Addukte an Natriumcarbonat sind. Die Handelsware hat die durchschnittliche Zusammensetzung 2 Na2CO3 . 3 H2O2 und ist damit kein Peroxycarbonat. Natriumpercar­ bonat bildet ein weißes, wasserlösliches Pulver der Dichte 2,14 gcm-3, das leicht in Natri­ umcarbonat und bleichend bzw. oxidierend wirkenden Sauerstoff zerfällt.
Natriumcarbonatperoxohydrat wurde erstmals 1899 durch Fällung mit Ethanol aus einer Lösung von Natriumcarbonat in Wasserstoffperoxid erhalten, aber irrtümlich als Peroxy­ carbonat angesehen. Erst 1909 wurde die Verbindung als Wasserstoffperoxid- Anlagerungsverbindung erkannt, dennoch hat die historische Bezeichnung "Natriumper­ carbonat" sich in der Praxis durchgesetzt.
Die industrielle Herstellung von Natriumpercarbonat wird überwiegend durch Fällung aus wäßriger Lösung (sogenanntes Naßverfahren) hergestellt. Hierbei werden wäßrige Lösun­ gen von Natriumcarbonat und Wasserstoffperoxid vereinigt und das Natriumpercarbonat durch Aussalzmittel (überwiegend Natriumchlorid), Kristallisierhilfsmittel (beispielsweise Polyphosphate, Polyacrylate) und Stabilisatoren (beispielsweise Mg2+-Ionen) gefällt. Das ausgefällte Salz, das noch 5 bis 12 Gew.-% Mutterlauge enthält, wird anschließend abzen­ trifuigiert und in Fließbett-Trocknern bei 90°C getrocknet. Das Schüttgewicht des Fertig­ produkts kann je nach Herstellungsprozeß zwischen 800 und 1200 g/l schwanken. In der Regel wird das Percarbonat durch ein zusätzliches Coating stabilisiert. Coatingverfahren und Stoffe, die zur Beschichtung eingesetzt werden, sind in der Patentliteratur breit be­ schrieben. Grundsätzlich können erfindungsgemäß alle handelsüblichen Percarbonattypen eingesetzt werden, wie sie beispielsweise von den Firmen Solvay Interox, Degussa, Kemi­ ra oder Akzo angeboten werden.
Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Natriumperborattetrahydrat und Na­ triumperboratmonohydrat, Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate sowie H2O2 liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Perbenzoate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure, Phthaloiminopersäure oder Diperdodecandisäure. 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 Textil­ wäsche eingesetzt werden, ist eine Kombination von Natriumpercarbonat mit Natriumses­ quicarbonat bevorzugt, unabhängig davon, welche weiteren Inhaltsstoffe in den Formkör­ pern 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 typische organische Bleichmittel sind die Peroxysäu­ ren, wobei als Beispiele besonders die Alkylperoxysäuren und die Arylperoxysäuren ge­ nannt werden. Bevorzugte Vertreter sind (a) die Peroxybenzoesäure und ihre ringsubstitu­ ierten Derivate, wie Alkylperoxybenzoesäuren, aber auch Peroxy-α-Naphtoesäure und Magnesiummonoperphthalat, (b) die aliphatischen oder substituiert aliphatischen Peroxy­ säuren, wie Peroxylaurinsäure, Peroxystearinsäure, ε-Phthalimidoperoxycapronsäure [Phthaloiminoperoxyhexansäure (PAP)], o-Carboxybenzamidoperoxycapronsäure, N- nonenylamidoperadipinsäure und N-nonenylamidopersuccinate, und (c) aliphatische und araliphatische Peroxydicarbonsäuren, wie 1,12-Diperoxycarbonsäure, 1,9- Diperoxyazelainsäure, Diperocysebacinsäure, Diperoxybrassylsäure, die Diperoxyphthal­ säuren, 2-Decyldiperoxybutan-1,4-disäure, N,N-Terephthaloyl-di(6-aminopercapronsäue) 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 in das Vorgemisch zur Her­ stellung der Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper eingearbeitet werden. Bleichakti­ vatoren, die die Wirkung der Bleichmittel unterstützen, sind beispielsweise Verbindungen, die eine oder mehrere N- bzw. O-Acylgruppen enthalten, wie Substanzen aus der Klasse der Anhydride, der Ester, der Imide und der acylierten Imidazole oder Oxime. Beispiele sind Tetraacetylethylendiamin (TAED), Tetraacetylmethylendiamin (TAMD) und Tetraa­ cetylhexylendiamin (TAHD), aber auch Pentaacetylglucose (PAG), 1,5-Diacetyl-2,2- dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT) und Isatosäureanhydrid (ISA).
Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C- Atomzahl und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), acylierte Triazinderivate, insbesondere 1,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazin (DADHT), acylierte Glykolurile, insbesondere Tetraacetylglykoluril (TAGU), N- Acylimide, insbesondere N-Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, acylierte mehrwertige Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylenglykoldiacetat, 2,5-Diacetoxy-2,5-dihydrofuran, n-Methyl-Morpholinium-Acetonitril-Methylsulfat (MMA), und die aus den deutschen Patentanmeldungen DE 196 16 693 und DE 196 16 767 bekannten Enolester sowie acetyliertes Sorbitol und Mannitol beziehungsweise deren Mischungen (SORMAN), acylierte Zuckerderivate, insbesondere Pentaacetylglukose (PAG), Pentaacetylfruktose, Tetraacetylxylose und Octaacetyllactose sowie acetyliertes, gegebenenfalls N-alkyliertes Glucamin und Gluconolacton, und/oder N-acylierte Lactame, beispielsweise N- Benzoylcaprolactam. Hydrophil substituierte Acylacetale und Acyllactame werden ebenfalls bevorzugt eingesetzt. Auch Kombinationen konventioneller Bleichaktivatoren können eingesetzt werden.
Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch sogenannte Bleichkatalysatoren eingearbeitet werden. Bei diesen Stoffen handelt es sich um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze bzw. Übergangsmetallkomplexe wie bei­ spielsweise Mn-, Fe-, Co-, Ru - oder Mo-Salenkomplexe oder -carbonylkomplexe. Auch Mn-, Fe-, Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N-haltigen Tripod-Liganden sowie Co-, Fe-, Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als Bleichkatalysatoren verwendbar.
Bevorzugt werden Bleichaktivatoren aus der Gruppe der mehrfach acylierte Alkylen­ diamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), N-Acylimide, insbesondere N- Nonanoylsuccinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- bzw. iso-NOBS), n-Methyl-Morpholinium-Acetonitril- Methylsulfat (MMA), vorzugsweise in Mengen bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, besonders 2 bis 8 Gew.-% und besonders bevorzugt 2 bis 6 Gew.-% bezo­ gen auf das gesamte Mittel, eingesetzt.
Bleichverstärkende Übergangsmetallkomplexe, insbesondere mit den Zentralatomen Mn, Fe, Co, Cu, Mo, V, Ti und/oder Ru, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Mangan und/oder Cobaltsalze und/oder -komplexe, besonders bevorzugt der Cobalt(ammin)- Komplexe, der Cobalt(acetat)-Komplexe, der Cobalt(Carbonyl)-Komplexe, der Chloride des Cobalts oder Mangans, des Mangansulfats werden in üblichen Mengen, vorzugsweise in einer Menge bis zu 5 Gew.-%, insbesondere von 0,0025 Gew.-% bis 1 Gew.-% und be­ sonders bevorzugt von 0,01 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Mittel, eingesetzt. Aber in spezielle Fällen kann auch mehr Bleichaktivator eingesetzt wer­ den.
Wegen ihrer oxidierenden Wirkung ist es vorteilhaft, die Bleichmittel von anderen Inhalts­ stoffen zu trennen, wozu sich insbesondere Mehrphasenformkörper eignen. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper, in denen eine der Phasen des Formkörpers Bleichmittel ent­ hält, während eine andere Phase Bleichaktivatoren enthält, sind bevorzugt.
Auch die Trennung der Bleichmittel von anderen Inhaltsstoffen kann vorteilhaft sein. Mehrphasige Formkörper, bei denen eine Phase Bleichmittel enthält, während eine andere Phase Enzyme enthält, sind ebenfalls bevorzugt. Als Enzyme kommen dabei insbesondere solche aus der Klassen der Hydrolasen wie der Proteasen, Esterasen, Lipasen bzw. lipoly­ tisch wirkende Enzyme, Amylasen, Cellulasen bzw. andere Glykosylhydrolasen und Ge­ mische der genannten Enzyme in Frage. Alle diese Hydrolasen tragen in der Wäsche zur Entfernung von Verfleckungen wie protein-, fett- oder stärkehaltigen Verfleckungen und Vergrauungen bei. Cellulasen und andere Glykosylhydrolasen können darüber hinaus durch das Entfernen von Pilling und Mikrofibrillen zur Farberhaltung und zur Erhöhung der Weichheit des Textils beitragen. Zur Bleiche bzw. zur Hemmung der Farbübertragung können auch Oxidoreduktasen eingesetzt werden. Besonders gut geeignet sind aus Bakte­ rienstämmen oder Pilzen wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Streptomyceus gri­ seus, Coprinus Cinereus und Humicola insolens sowie aus deren gentechnisch modifizier­ ten Varianten gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Vorzugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere Proteasen, die aus Bacillus lentus gewonnen werden, ein­ gesetzt. Dabei sind Enzymmischungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder Protease und Cellulase oder aus Cellulase und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder aus Protease, Amylase und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder Protease, Lipase bzw. li­ polytisch wirkenden Enzymen und Cellulase, insbesondere jedoch Protease und/oder Lipa­ se-haltige Mischungen bzw. Mischungen mit lipolytisch wirkenden Enzymen von beson­ derem Interesse. Beispiele für derartige lipolytisch wirkende Enzyme sind die bekannten Cutinasen. Auch Peroxidasen oder Oxidasen haben sich in einigen Fällen als geeignet er­ wiesen. Zu den geeigneten Amylasen zählen insbesondere alpha-Amylasen, Iso-Amylasen, Pullulanasen und Pektinasen. Als Cellulasen werden vorzugsweise Cellobiohydrolasen, Endoglucanasen und -Glucosidasen, die auch Cellobiasen genannt werden, bzw. Mischun­ gen aus diesen eingesetzt. Da sich verschiedene Cellulase-Typen durch ihre CMCase- und Avicelase-Aktivitäten unterscheiden, können durch gezielte Mischungen der Cellulasen die gewünschten Aktivitäten eingestellt werden.
In Reinigungsmitteltabletten für das maschinelle Geschirrspülen werden naturgemäß ande­ re Enzyme eingesetzt, um den unterschiedlichen behandelten Substraten und Verschmut­ zungen Rechnung zu tragen. Hier kommen insbesondere solche aus der Klassen der Hy­ drolasen wie der Proteasen, Esterasen, Lipasen bzw. lipolytisch wirkende Enzyme, Amyla­ sen, Glykosylhydrolasen und Gemische der genannten Enzyme in Frage. Alle diese Hy­ drolasen tragen zur Entfernung von Anschmutzungen wie protein-, fett- oder stärkehaltigen Verfleckungen bei. Zur Bleiche können auch Oxidoreduktasen eingesetzt werden. Beson­ ders gut geeignet sind aus Bakterienstämmen oder Pilzen wie Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Streptomyceus griseus, Coprinus Cinereus und Humicola insolens sowie aus deren gentechnisch modifizierten Varianten gewonnene enzymatische Wirkstoffe. Vor­ zugsweise werden Proteasen vom Subtilisin-Typ und insbesondere Proteasen, die aus Ba­ cillus lentus gewonnen werden, eingesetzt. Dabei sind Enzymmischungen, beispielsweise aus Protease und Amylase oder Protease und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder aus Protease, Amylase und Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen oder Pro­ tease, Lipase bzw. lipolytisch wirkenden Enzymen, insbesondere jedoch Protease und/oder Lipase-haltige Mischungen bzw. Mischungen mit lipolytisch wirkenden Enzymen von be­ sonderem Interesse. Beispiele für derartige lipolytisch wirkende Enzyme sind die bekann­ ten Cutinasen. Auch Peroxidasen oder Oxidasen haben sich in einigen Fällen als geeignet erwiesen. Zu den geeigneten Amylasen zählen insbesondere alpha-Amylasen, Iso- Amylasen, Pullulanasen und Pektinasen.
Die Enzyme können an Trägerstoffe adsorbiert oder in Hüllsubstanzen eingebettet sein, um sie gegen vorzeitige Zersetzung zu schützen. Der Anteil der Enzyme, Enzymmischungen oder Enzymgranulate kann beispielsweise etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis etwa 4,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das bzw. die Vorgemisch(e), betragen.
Korrosionsinhibitoren können zum Schutze des Spülgutes oder der Maschine ebenfalls in die Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper eingearbeitet werden, wobei im Bereich des maschinellen Geschirrspülens Silberschutzmittel eine besondere Bedeutung haben. Ein­ setzbar sind die bekannten Substanzen des Standes der Technik. Allgemein können vor allem Silberschutzmittel ausgewählt aus der Gruppe der Triazole, der Benzotriazole, der Bisbenzotriazole, der Aminotriazole, der Alkylaminotriazole und der Übergangsmetallsal­ ze oder -komplexe eingesetzt werden. Besonders bevorzugt zu verwenden sind Benzotria­ zol und/oder Alkylaminotriazol. Man findet in Reinigerformulierungen darüber hinaus häufig aktivchlorhaltige Mittel, die das Korrodieren der Silberoberfläche deutlich vermin­ dern können. In chlorfreien Reinigern werden besonders Sauerstoff und stickstoffhaltige organische redoxaktive Verbindungen, wie zwei- und dreiwertige Phenole, z. B. Hydro­ chinon, Brenzkatechin, Hydroxyhydrochinon, Gallussäure, Phloroglucin, Pyrogallol bzw. Derivate dieser Verbindungsklassen. Auch salz- und komplexartige anorganische Verbin­ dungen, wie Salze der Metalle Mn, Ti, Zr, Hf; V, Co und Ce finden häufig Verwendung. Bevorzugt sind hierbei die Übergangsmetallsalze, die ausgewählt sind aus der Gruppe der Mangan und/oder Cobaltsalze und/oder -komplexe, besonders bevorzugt der Cobalt(ammin)-Komplexe, der Cobalt(acetat)-Komplexe, der Cobalt-(Carbonyl)- Komplexe, der Chloride des Cobalts oder Mangans und des Mangansulfats. Ebenfalls kön­ nen Zinkverbindungen zur Verhinderung der Korrosion am Spülgut eingesetzt werden.
Werden Korrosiosschutzmittel in mehrphasigen Formkörpern eingesetzt, so ist es bevor­ zugt, diese von den Bleichmitteln zu trennen. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper, bei denen eine Phase Bleichmittel enthält, während eine andere Phase Korrosionsschutz­ mittel enthält, sind demnach bevorzugt.
Weitere Inhaltsstoffe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung Bestandteil der Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper sein können, sind beispielsweise Farbstoffe, optische Aufheller, Duftstoffe, soil-release-Verbindungen, soil-repellents, Antioxidantien, Fluores­ zenzmittel, Schauminhibitoren, Silikon- und/oder Paraffinöle, Farbübertragungsinhibito­ ren, Vergrauungsinhibitoren, Waschkraftverstärker usw.
Um den ästhetischen Eindruck der erfindungsgemäß hergestellten Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörper zu verbessern, können sie ganz oder teilweise mit geeigneten Farb­ stoffen eingefärbt werden. Bevorzugte Farbstoffe, deren Auswahl dem Fachmann keinerlei Schwierigkeit bereitet, besitzen eine hohe Lagerstabilität und Unempfindlichkeit gegen­ über den übrigen Inhaltsstoffen der Mittel und gegen Licht sowie keine ausgeprägte Sub­ stantivität gegenüber den behandelten Substraten wie beispielsweise Textilfasern oder Ge­ schirrteilen, um diese nicht anzufärben.
Bevorzugt für den Einsatz in erfindungsgemäß hergestellten Waschmittelformkörpern sind alle Färbemittel, die im Waschprozeß oxidativ zerstört werden können sowie Mischungen derselben mit geeigneten blauen Farbstoffen, sog. Blautönern. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen Färbemittel einzusetzen, die in Wasser oder bei Raumtemperatur in flüssigen organischen Substanzen löslich sind. Geeignet sind beispielsweise anionische Färbemittel, z. B. anionische Nitrosofarbstoffe. Ein mögliches Färbemittel ist beispielsweise Naphtholgrün (Colour Index (CI) Teil 1: Acid Green 1; Teil 2: 10020), das als Handels­ produkt beispielsweise als Basacid® Grün 970 von der Fa. BASF, Ludwigshafen, erhältlich ist, sowie Mischungen dieser mit geeigneten blauen Farbstoffen. Als weitere Färbemittel kommen Pigmosol® Blau 6900 (CI 74160), Pigmosol® Grün 8730 (CI 74260), Basonyl® Rot 545 FL (CI 45170), Sandolan® Rhodamin EB400 (CI 45100), Basacid® Gelb 094 (CI 47005), Sicovit® Patentblau 85 E 131 (CI 42051), Acid Blue 183 (CAS 12217-22-0, CI Acidblue 183), Pigment Blue 15 (CI 74160), Supranol® Blau GLW (CAS 12219-32-8, CI Acidblue 221)), Nylosan® Gelb N-7GL SGR (CAS 61814-57-1, CI Acidyellow 218) und/oder Sandolan® Blau (CI Acid Blue 182, CAS 12219-26-0) zum Einsatz.
Bei der Wahl des Färbemittels muß beachtet werden, daß die Färbemittel keine zu starke Affinität gegenüber den textilen Oberflächen und hier insbesondere gegenüber Kunstfasern aufweisen. Gleichzeitig ist auch bei der Wahl geeigneter Färbemittel zu berücksichtigen, daß Färbemittel unterschiedliche Stabilitäten gegenüber der Oxidation aufweisen. Im all­ gemeinen gilt, daß wasserunlösliche Färbemittel gegen Oxidation stabiler sind als wasser­ lösliche Färbemittel. Abhängig von der Löslichkeit und damit auch von der Oxidati­ onsempfindlichkeit variiert die Konzentration des Färbemittels in den Wasch- oder Reini­ gungsmitteln. Bei gut wasserlöslichen Färbemitteln, z. B. dem oben genannten Basacid® Grün oder dem gleichfalls oben genannten Sandolan® Blau, werden typischerweise Fär­ bemittel-Konzentrationen im Bereich von einigen 10-2 bis 10-3 Gew.-% gewählt. Bei den auf Grund ihrer Brillanz insbesondere bevorzugten, allerdings weniger gut wasserlöslichen Pigmentfarbstoffen, z. B. den oben genannten Pigmosol®-Farbstoffen, liegt die geeignete Konzentration des Färbemittels in Wasch- oder Reinigungsmitteln dagegen typischerweise bei einigen 10-3 bis 10-4 Gew.-%.
Die erfindungsgemäß zu verpressenden Vorgemische können einen oder mehrere opti­ sche(n) Aufheller enthalten. Diese Stoffe, die auch "Weißtöner" genannt werden, werden in modernen Waschmittel eingesetzt, da sogar frisch gewaschene und gebleichte weiße Wäsche einen leichten Gelbstich aufweist. Optische Aufheller sind organische Farbstoffe, die einen Teil der unsichtbaren UV-Strahlung des Sonnenlichts in längerwelliges blaues Licht umwandeln. Die Emission dieses blauen Lichts ergänzt die "Lücke" im vom Textil reflektierten Licht, so daß ein mit optischem Aufheller behandeltes Textil dem Auge wei­ ßer und heller erscheint. Da der Wirkungsmechanismus von Aufhellern deren Aufziehen auf die Fasern voraussetzt, unterscheidet man je nach "anzufärbenden" Fasern beispiels­ weise Aufheller für Baumwolle, Polyamid- oder Polyesterfasern. Die handelsüblichen für die Inkorporation in Waschmittel geeigneten Aufheller gehören dabei im wesentlichen fünf Strukturgruppen an. Der Stilben-, der Diphenylstilben-, der Cumann-Chinolin-, der Diphe­ nylpyrazolingruppe und der Gruppe der Kombination von Benzoxazol oder Benzimidazol mit konjugierten Systemen. Ein Überblick über gängige Aufheller ist beispielsweise in G. Jakobi, A. Löhr "Detergents and Textile Washing"; VCH Verlag, Weinheim, 1987, Sei­ ten 94 bis 100 zu finden. Geeignet sind z. B. Salze der 4,4'-Bis[(4-anilino-6-morpholino-s­ triazin-2-yl)amino]-stilben-2,2'-disulfonsäure oder gleichartig aufgebaute Verbindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine Diethanolaminogruppe, eine Methylamino­ gruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe tragen. Weiterhin kön­ nen Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle anwesend sein, z. B. die Alkali­ salze des 4,4'-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4'-Bis(4-chlor-3-sulfostyryl)-diphenyls, oder 4-(4-Chlorstyryl)-4'-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische der vorgenannten Aufheller können verwendet werden.
Duftstoffe werden den erfindungsgemäßen Mitteln zugesetzt, um den ästhetischen Ein­ druck der Produkte zu verbessern und dem Verbraucher neben der Leistung des Produkts 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 Koh­ lenwasserstoffe verwendet werden. Riechstoffverbindungen vom Typ der Ester sind z. B. Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dime­ thylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat; Ethyhnethyl­ phenyl-glycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsalicylat. Zu den Ethern zählen beispielsweise Benzylethylether, zu den Aldehyden z. B. die linearen Alka­ nale mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cyclamenaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial und Bourgeonal, zu den Ketonen z. B. die Jonone, α- Isomethylionon und Methyl-cedrylketon, zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol, zu den Kohlenwasserstoffen gehö­ ren hauptsächlich die Terpene wie Limonen und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mi­ schungen verschiedener Riechstoffe verwendet, die gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen. Solche Parfümöle können auch natürliche Riechstoffgemische enthal­ ten, wie sie aus pflanzlichen Quellen zugänglich sind, z. B. Pine-, Citrus-, Jasmin-, Pat­ chouly-, Rosen- oder Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet sind Muskateller, Salbeiöl, Ka­ millenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl, Zimtblätteröl, Lindenblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl sowie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl.
Üblicherweise liegt der Gehalt der erfindungsgemäß hergestellten Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörper an Duftstoffen bis zu 2 Gew.-% der gesamten Formulierung. Die Duftstoffe können direkt in die erfindungsgemäßen Mittel eingearbeitet werden, es kann aber auch vorteilhaft sein, die Duftstoffe auf Träger aufzubringen, die die Haftung des Par­ füms auf der Wäsche verstärken und durch eine langsamere Duftfreisetzung für langan­ haltenden Duft der Textilien sorgen. Als solche Trägermaterialien haben sich beispielswei­ se Cyclodextrine bewährt, wobei die Cyclodextrin-Parflim-Komplexe zusätzlich noch mit weiteren Hilfsstoffen beschichtet werden können.
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 erfindungsgemäßen Waschmittel, das diese Öl- und fettlösende Komponente enthält, gewaschen wurde. Zu den bevorzugten Öl- und fettlösenden Komponenten zählen beispielsweise nichtionische Celluloseether wie Methyl­ cellulose und Methylhydroxypropylcellulose mit einem Anteil an Methoxyl-Gruppen von 15 bis 30 Gew.-% und an Hydroxypropoxyl-Gruppen von 1 bis 15 Gew.-%, jeweils bezo­ gen auf den nichtionischen Celluloseether, sowie die aus dem Stand der Technik bekannten Polymere der Phthalsäure und/oder der Terephthalsäure bzw. von deren Derivaten, insbe­ sondere Polymere aus Ethylenterephthalaten und/oder Polyethylenglykolterephthalaten oder anionisch und/oder nichtionisch modifizierten Derivaten von diesen. Besonders be­ vorzugt von diesen sind die sulfonierten Derivate der Phthalsäure- und der Terephthalsäu­ re-Polymere.
Als Schauminhibitoren, die in den erfindungsgemäßen Mitteln eingesetzt werden können, kommen beispielsweise Seifen, Paraffine oder Silikonöle in Betracht, die gegebenenfalls auf Trägermaterialien aufgebracht sein können.
Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Faser abgelösten Schmutz in der Flotte suspendiert zu halten und so das Wiederaufziehen des Schmutzes zu verhindern. Hierzu sind wasserlösliche Kolloide meist organischer Natur geeignet, beispielsweise die wasserlöslichen Salze polymerer Carbonsäuren, Leim, Gelatine, Salze von Ethersulfonsäu­ ren der Stärke oder der Cellulose oder Salze von sauren Schwefelsäureestern der Cellulose oder der Stärke. Auch wasserlösliche, saure Gruppen enthaltende Polyamide sind für die­ sen Zweck geeignet. Weiterhin lassen sich lösliche Stärkepräparate und andere als die obengenannten Stärkeprodukte verwenden, z. B. abgebaute Stärke, Aldehydstärken usw. Auch Polyvinylpyrrolidon ist brauchbar. Bevorzugt werden jedoch Celluloseether wie Carboxymethylcellulose (Na-Salz), Methylcellulose, Hydroxyalkylcellulose und Mische­ ther wie Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Methylcarboxy­ methylcellulose und deren Gemische in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Mittel, eingesetzt.
Da textile Flächengebilde, insbesondere aus Reyon, Zellwolle, Baumwolle und deren Mi­ schungen, zum Knittern eigen können, weil die Einzelfasern gegen Durchbiegen, Knicken. Pressen und Quetschen quer zur Faserrichtung empfindlich sind, können die erfindungs­ gemäß hergestellten Mittel synthetische Knitterschutzmittel enthalten. Hierzu zählen bei­ spielsweise synthetische Produkte auf der Basis von Fettsäuren, Fettsäureestern. Fettsäure­ amiden, -alkylolestern, -alkylolamiden oder Fettalkoholen, die meist mit Ethylenoxid um­ gesetzt sind, oder Produkte auf der Basis von Lecithin oder modifizierter Phosphorsäuree­ ster.
Zur Bekämpfung von Mikroorganismen können die erfindungsgemäßen Mittel antimikro­ bielle Wirkstoffe enthalten. Hierbei unterscheidet man je nach antimikrobiellem Spektrum und Wirkungsmechanismus zwischen Bakteriostatika und Bakteriziden, Fungiostatika und Fungiziden usw. Wichtige Stoffe aus diesen Gruppen sind beispielsweise Benzalkonium­ chloride, Alkylarlylsulfonate, Halogenphenole und Phenolmercuriacetat, wobei auch gänz­ lich auf diese Verbindungen verzichtet werden kann.
Um unerwünschte, durch Sauerstoffeinwirkung und andere oxidative Prozesse verursachte Veränderungen an den Mitteln und/oder den behandelten Textilien zu verhindern, können die Mittel Antioxidantien enthalten. Zu dieser Verbindungsklasse gehören beispielsweise substituierte Phenole, Hydrochinone, Brenzcatechnine und aromatische Amine sowie or­ ganische Sulfide, Polysulfide, Dithiocarbamate, Phosphite und Phosphonate.
Ein erhöht 14328 00070 552 001000280000000200012000285911421700040 0002019934690 00004 14209er Tragekomfort kann aus der zusätzlichen Verwendung von Antistatika resultie­ ren, die den erfindungsgemäßen Mitteln zusätzlich beigefügt werden. Antistatika vergrö­ ßern die Oberflächenleitfähigkeit und ermöglichen damit ein verbessertes Abfließen gebil­ deter Ladungen. Äußere Antistatika sind in der Regel Substanzen mit wenigstens einem hydrophilen Molekülliganden und geben auf den Oberflächen einen mehr oder minder hy­ groskopischen Film. Diese zumeist grenzflächenaktiven Antistatika lassen sich in stick­ stoffhaltige (Amine, Amide, quartäre Ammoniumverbindungen), phosphorhaltige (Phos­ phorsäureester) und schwefelhaltige (Alkylsulfonate, Alkylsulfate) Antistatika unterteilen. Externe Antistatika sind beispielsweise in den Patentanmeldungen FR 1,156,513, GB 873 214 und GB 839 407 beschrieben. Die hier offenbarten Lauryl- (bzw. Stearyl-) dimethyl­ benzylammoniumchloride eignen sich als Antistatika für Textilien bzw. als Zusatz zu Waschmitteln, wobei zusätzlich ein Avivageeffekt erzielt wird.
Zur Verbesserung des Wasserabsorptionsvermögens, der Wiederbenetzbarkeit der behan­ delten Textilien und zur Erleichterung des Bügelns der behandelten Textilien können in den erfindungsgemäß zu verarbeitenden Vorgemischen beispielsweise Silikonderivate ein­ gesetzt werden. Diese verbessern zusätzlich das Ausspülverhalten der Mittel durch ihre schauminhibierenden Eigenschaften. Bevorzugte Silikonderivate sind beispielsweise Poly­ dialkyl- oder Alkylarylsiloxane, bei denen die Alkylgruppen ein bis fünf C-Atome aufwei­ sen und ganz oder teilweise fluoriert sind. Bevorzugte Silikone sind Polydimethylsiloxane, die gegebenenfalls derivatisiert sein können und dann aminofunktionell oder quaterniert sind bzw. Si-OH-, Si-H- und/oder Si-Cl-Bindungen aufweisen. Die Viskositäten der be­ vorzugten Silikone liegen bei 25°C im Bereich zwischen 100 und 100.000 Centistokes, wobei die Silikone in Mengen zwischen 0,2 und 5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mit­ tel eingesetzt werden können.
Schließlich können die Vorgemische und die daraus hergestellten Mittel auch UV- Absorber enthalten, die auf die behandelten Textilien aufziehen und die Lichtbeständigkeit der Fasern verbessern. Verbindungen, die diese gewünschten Eigenschaften aufweisen, sind beispielsweise die durch strahlungslose Desaktivierung wirksamen Verbindungen und Derivate des Benzophenons mit Substituenten in 2- und/oder 4-Stellung. Weiterhin sind auch substituierte Benzotriazole, in 3-Stellung phenylsubstituierte Acrylate (Zimtsäurede­ rivate), gegebenenfalls mit Cyanogruppen in 2-Stellung, Salicylate, organische Ni- Komplexe sowie Naturstoffe wie Umbelliferon und die körpereigene Urocansäure geeig­ net.
Bei allen vorstehend genannten Inhaltsstoffen können vorteilhafte Eigenschaften daraus resultieren, sie von anderen Inhaltsstoffen zu trennen bzw. sie mit bestimmten anderen Inhaltsstoffen gemeinsam zu konfektionieren. Bei mehrphasigen Formkörpern können die einzelnen Phasen auch einen unterschiedlichen Gehalt an demselben Inhaltsstoff aufwei­ sen, wodurch Vorteile erzielt werden können. Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper, bei denen mindestens zwei Phasen denselben Wirkstoff in unterschiedlichen Mengen ent­ halten, sind dabei bevorzugt. Der Begriff "unterschiedliche Menge" bezieht sich dabei wie bereits erläutert, nicht auf die absolute Menge des Inhaltsstoffs in der Phase, sondern auf die Relativmenge, bezogen auf das Phasengewicht, stellt also eine Gew.-%-Angabe, bezo­ gen auf die einzelnen Phase, dar.
Um den Zerfall hochverdichteter Formkörper zu erleichtern, ist es möglich, Desintegrati­ onshilfsmittel, sogenannte Tablettensprengmittel, in diese einzuarbeiten, um die Zerfalls­ zeiten zu verkürzen. Unter Tablettensprengmitteln bzw. Zerfallsbeschleunigern werden gemäß Römpp (9. Auflage, Bd. 6, S. 4440) und Voigt "Lehrbuch der pharmazeutischen Technologie" (6. Auflage, 1987, S. 182-184) Hilfsstoffe verstanden, die für den raschen Zerfall von Tabletten in Wasser oder Magensaft und für die Freisetzung der Pharmaka in resorbierbarer Form sorgen.
Diese Stoffe, die auch aufgrund ihrer Wirkung als "Spreng"mittel bezeichnet werden, ver­ größern bei Wasserzutritt ihr Volumen, wobei einerseits das Eigenvolumen vergrößert (Quellung), andererseits auch über die Freisetzung von Gasen ein Druck erzeugt werden kann, der die Tablette in kleinere Partikel zerfallen läßt. Altbekannte Desintegrationshilfs­ mittel sind beispielsweise Carbonat/Citronensäure-Systeme, wobei auch andere organische Säuren eingesetzt werden können. Quellende Desintegrationshilfsmittel sind beispielsweise synthetische Polymere wie Polyvinylpyrrolidon (PVP) oder natürliche Polymere bzw. mo­ difizierte Naturstoffe wie Cellulose und Stärke und ihre Derivate, Alginate oder Casein- Derivate.
Bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittelformkörper enthalten 0,5 bis 10 Gew.-%, vor­ zugsweise 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere 4 bis 6 Gew.-% eines oder mehrerer Desinte­ grationshilfsmittel, jeweils bezogen auf das Formkörpergewicht.
Als bevorzugte Desintegrationsmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, so daß bevorzugte Wasch- und Reini­ gungsmittelformkörper ein solches Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere 4 bis 6 Gew.-% enthalten. Reine Cellulose weist die formale Bruttozusammensetzung (C6H10O5)n auf und stellt formal betrachtet ein β-1,4-Polyacetal von Cellobiose dar, die ihrerseits aus zwei Molekülen Glucose aufgebaut ist. Geeignete Cellulosen bestehen dabei aus ca. 500 bis 5000 Glucose-Einheiten und haben demzufolge durchschnittliche Molmassen von 50.000 bis 500.000. Als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis verwendbar sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Cellulose-Derivate, die durch polymeranaloge Reaktionen aus Cellulose erhältlich sind. Solche chemisch modifizierten Cellulosen umfassen dabei beispielsweise Produkte aus Veresterungen bzw. Veretherungen, in denen Hydroxy- Wasserstoffatome substituiert wurden. Aber auch Cellulosen, in denen die Hydroxy- Gruppen gegen funktionelle Gruppen, die nicht über ein Sauerstoffatom gebunden sind, ersetzt wurden, lassen sich als Cellulose-Derivate einsetzen. In die Gruppe der Cellulose- Derivate fallen beispielsweise Alkalicellulosen, Carboxymethylcellulose (CMC), Cellulo­ seester und -ether sowie Aminocellulosen. Die genannten Cellulosederivate werden vor­ zugsweise nicht allein als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis eingesetzt, sondern in Mischung mit Cellulose verwendet. Der Gehalt dieser Mischungen an Cellulosederivaten beträgt vorzugsweise unterhalb 50 Gew.-%, besonders bevorzugt unterhalb 20 Gew.-%, bezogen auf das Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis. Besonders bevorzugt wird als Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis reine Cellulose eingesetzt, die frei von Cellulose­ derivaten ist.
Die als Desintegrationshilfsmittel eingesetzte Cellulose wird vorzugsweise nicht in feintei­ liger Form eingesetzt, sondern vor dem Zumischen zu den zu verpressenden Vorgemischen in eine gröbere Form überführt, beispielsweise granuliert oder kompaktiert. Wasch- und Reinigungsmittelformkörper, die Sprengmittel in granularer oder gegebenenfalls cogranu­ lierter Form enthalten, werden in den deutschen Patentanmeldungen DE 197 09 991 (Ste­ fan Herzog) und DE 197 10 254 (Henkel) sowie der internationalen Patentanmeldung WO98/40463 (Henkel) beschrieben. Diesen Schriften sind auch nähere Angaben zur Her­ stellung granulierter, kompaktierter oder cogranulierter Cellulosesprengmittel zu entneh­ men. Die Teilchengrößen solcher Desintegrationsmittel liegen zumeist oberhalb 200 µm, vorzugsweise zu mindestens 90 Gew.-% zwischen 300 und 1600 µm und insbesondere zu mindestens 90 Gew.-% zwischen 400 und 1200 µm. Die vorstehend genannten und in den zitierten Schriften näher beschriebenen gröberen Desintegrationshilfsmittel auf Cellulose­ basis sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt als Desintegrationshilfsmittel einzusetzen und im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung Arbocel® TF-30-HG von der Firma Rettenmaier erhältlich.
Als weiteres Desintegrationsmittel auf Cellulosebasis oder als Bestandteil dieser Kompo­ nente kann mikrokristalline Cellulose verwendet werden. Diese mikrokristalline Cellulose wird durch partielle Hydrolyse von Cellulosen unter solchen Bedingungen erhalten, die nur die amorphen Bereiche (ca. 30% der Gesamt-Cellulosemasse) der Cellulosen angreifen und vollständig auflösen, die kristallinen Bereiche (ca. 70%) aber unbeschadet lassen. Eine nachfolgende Desaggregation der durch die Hydrolyse entstehenden mikrofeinen Cellulo­ sen liefert die mikrokristallinen Cellulosen, die Primärteilchengrößen von ca. 5 µm aufwei­ sen und beispielsweise zu Granulaten mit einer mittleren Teilchengröße von 200 µm kom­ paktierbar sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Verfahren sind dadurch gekennzeich­ net, daß das teilchenförmige Vorgemisch ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein Desintegrationshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulierter oder kompaktierter Form, in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 7 Gew.-% und insbesondere von 4 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Vorgemisch, ent­ hält.
Auch bei dem bzw. den Desintegrationshilfsmittel(n) können besondere Effekte aus dem teilweisen oder völligen Weglassen solcher Stoffe aus einzelnen Phasen mehrphasiger Formkörper resultieren. So ist es beispielsweise bevorzugt, mehrphasige, insbesondere mehrschichtige, Formkörper herzustellen, deren einzelnen Phasen ein Desintegrationsmit­ tel in unterschiedlichen Mengen enthalten. Auf diese Weise können Wirkstoffe aus einer Phase kontrolliert, beispielsweise beschleunigt oder retardiert, freigesetzt werden, woraus sich anwendungstechnische Vorteile ergeben.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Tablet­ tierstempeln, die auf ihrer Preßfläche Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 µm liegt, zur Verringerung von Stempelanbackungen.
Unabhängig vom zu tablettierenden Gut, also bei der Herstellung von Tabletten auf den Gebieten der Pharmazie, der Lebensmitteltechnologie, der Batterietechnik oder der Kon­ sumgüterherstellung führt der Einsatz von Preßstempeln mit den genannten Oberflächen­ strukturen zu deutlich verringerten Stempelanbackungen.
Insbesondere bei stark adhäsiven Vorgemischen zeigt der Einsatz der erfindungsgemäßen Tablettierstempel deutlich und unerwartete Vorteile. Solche Vorgemische können insbe­ sondere Wasch- oder Reinigungsmittelzusammensetzungen sein, so daß die Verwendung von Tablettierstempeln, die auf ihrer Preßfläche Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 µm liegt, zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungs­ mittelformkörpern ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
Beispiele
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Tablettierstempels E1 wurde ein Tablettierstem­ pel aus Polytetrafluoethylen (PTFE) mit Sprühkleber bedüst und mit Teflonpulver (mittlere Partikelgröße: 11 µm) beschichtet. Ein weiterer erfindungsgemäßer Tablettierstempel E2 wurde erhalten, indem die Preßfläche eines Tablettierstempels aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) mit einem Warmluftgerät bis in den thermoplastischen Zustand gleichmäßig er­ wärmt wurde. Anschließend wurde ein Siebgewebe auf die Preßfläche gedrückt und wieder entfernt. Hierdurch bildeten sich Erhebungen von 21 µm mittlerer Höhe in einem mittleren Abstand von 38 µm. Als Vergleichsbeispiel V wurde ein unbehandelter Tablettierstempel aus PTFE eingesetzt.
Die Stempel E1, E2 und V wurden als Oberstempel in eine Korsch-Exzenterpresse einge­ baut, wo sie zur Herstellung von Waschmitteltabletten eingesetzt wurden.
Hierzu wurde durch Granulation in einem 130-Liter-Pflugscharmischer der Firma Lödige ein tensidhaltiges Granulat (Zusammensetzung siehe Tabelle 1) hergestellt, das als Basis für ein teilchenförmiges Vorgemisch verwendet wurde. Im Anschluß an die Granulation wurde das Granulat in einer Wirbelschichtapparatur der Firma Glatt bei einer Zulufttempe­ ratur von 60°C über einen Zeitraum von 30 Minuten getrocknet. Nach der Trocknung wur­ den Feinanteile < 0,4 mm und Grobkornanteile < 1,6 mm abgesiebt. Das Vorgemisch wur­ de durch Abmischung des tensidhaltigen Granulats mit Bleichmittel, Bleichaktivator sowie weiteren Aufbereitungskomponenten hergestellt. Das Vorgemisch wurde dann in der mit den Stempeln E1, E2 und V bestückten Korsch-Exzenterpresse zu Tabletten (Durchmesser: 44 mm, Höhe: 22 mm, Gewicht: 37,5 g) verpreßt. Die Zusammensetzung des zu verpres­ senden Vorgemischs (und damit der Formkörper) zeigt Tabelle 2.
Tabelle 1
Zusammensetzung des Tensidgranulats [Gew.-%]
Tabelle 2
Zusammensetzung des Vorgemischs [Gew.-%]
Die Oberstempel E1, E2 und V wurden zu Beginn des Versuchs und nach der Herstellung von jeweils 10 Waschmitteltabletten mit einer diametralen Bruchfestigkeit von ca. 30 N verwogen. Aus der Differenz der Meßwerte ließ sich das Gewicht der Stempelanbackun­ gen direkt berechnen. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigt Tabelle 3:
Tabelle 3
Gewicht der Anbackungen [g]
Man erkennt deutlich, daß sich die Stempelanbackungen durch die erfindungsgemäßen Stempel mit definierter Oberflächenstruktur signifikant verringern lassen.

Claims (19)

1. Tablettierstempel, dadurch gekennzeichnet, daß seine Preßfläche Erhebungen und Ver­ tiefungen aufweist, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 µm liegt.
2. Tablettierstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwi­ schen den Erhebungen 6 bis 180 µm, vorzugsweise 7 bis 160 µm, besonders bevorzugt 8 bis 140 µm und insbesondere 10 bis 100 µm beträgt.
3. Tablettierstempel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Erhebungen 6 bis 90 µm, vorzugsweise 7 bis 80 µm, besonders bevorzugt 8 bis 70 µm und insbesondere 10 bis 50 µm beträgt.
4. Tablettierstempel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Erhebungen aus hydrophoben Polymeren oder haltbar hydrophobierten Materialien bestehen.
5. Tablettierstempel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Erhebungen aus einem Polyolefin, vorzugsweise aus Polyethylen oder Polypropylen, bestehen.
6. Tablettierstempel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Erhebungen aus Polyvinylidenfluorid oder Polytetrafluorethylen beste­ hen.
7. Tablettierstempel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Erhebungen aus einem Polyamid, vorzugsweise aus PA 6, PA 12, PA 66, PA 610 oder PA 612, bestehen.
8. Tablettierstempel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Erhebungen aus einem Polyurethan bestehen.
9. Tablettierstempel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Erhebungen aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise einem glasfaserverstärkten Polytetrafluorethylen oder Polyamid, bestehen.
10. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch Verpressen eines teilchenförmigen Vorgemischs, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verpressung eingesetzten Tablet­ tierstempel auf ihrer Preßfläche Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhe­ bungen zwischen 5 und 100 µm liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Vor­ gemisch eine Wasch- oder Reinigungsmittelzusammensetzung ist und die Formkörper Wasch- oder Reinigungsmittelformkörper sind.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Vor­ gemisch 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.
13. Verfahren nach Anspruch 12, 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.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, 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.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ten­ sidgranulat mit weiteren Aufbereitungskomponenten zu einem preßfähigen Vorge­ misch abgemischt wird, welches 40 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 85 Gew.-% und insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, des Tensidgranulats enthält.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verpressende Vorgemisch weiterhin einen oder mehrere Stoffe aus der Gruppe der Desintegrationshilfsmittel, Bleichmittel, Bleichalctivatoren, Enzyme, pH-Stellmittel, Duftstoffe, Parfümträger, Fluoreszenzmittel, Farbstoffe, Schauminhibitoren, Silikon­ öle, Antiredepositionsmittel, optischen Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Farbüber­ tragungsinhibitoren und Korrosionsinhibitoren enthält.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das teil­ chenförmige Vorgemisch ein Desintegrationshilfsmittel, vorzugsweise ein Desintegra­ tionshilfsmittel auf Cellulosebasis, vorzugsweise in granularer, cogranulierter oder kornpaktierter 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.
18. Verwendung von Tablettierstempeln, die auf ihrer Preßfläche Erhebungen und Vertie­ fungen aufweisen, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 µm liegt, zur Verringerung von Stempelanbackungen.
19. Verwendung von Tablettierstempeln, die auf ihrer Preßfläche Erhebungen und Vertie­ fungen aufweisen, wobei der Abstand zwischen den Erhebungen zwischen 5 und 200 µm und die Höhe der Erhebungen zwischen 5 und 100 µm liegt, zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmittelformkörpern.
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