DE69404448T2

DE69404448T2 - Geformter festkörper, oxidationsbleichmittel mit eingekapselter bleichmittelquelle enthaltend

Info

Publication number: DE69404448T2
Application number: DE69404448T
Authority: DE
Inventors: Victor Man; Keith Olson
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1994-01-06
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2014-01-07
Also published as: US6589443B1; AU6228094A; EP0686189A1; JP3547053B2; JPH08507095A; US20040082491A1; WO1994019447A1; DE69404448D1; EP0686189B1; NZ262555A; US5407598A; AU671908B2; US6995129B2; ES2107816T3; ATE155809T1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft geformte feste Quellen für ein aktives Bleichmittel, die zum Bleichen oder zum Reinigen eingesetzt werden können. Aktive Bleichmittel werden bei vielen Reinigungs- oder Desinfektionsverfahren eingesetzt, beispielsweise beim Spülen von Küchengeräten, Tafelgeschirr, Besteck, Kochgeschirr, und beim Reinigen von Wäsche, von Vorrichtungen für die Gesundheitspflege und von Geräten für die Herstellung von Lebensmitteln und Pharmazeutika.

Hintergrund der Erfindung

Es sind mehrere aktive Bleichmittelzusammensetzungen bekannt, darunter aktive Halogenbleichmittel. Aktive Halogenzusammensetzungen werden seit vielen Jahren bei vielen Reinigungs oder Desinfektionsverfahren eingesetzt. Halogenquellen können gasförmig (gasförmiges Cl&sub2;, Br&sub2;), flüssig (wäßriges Natriumhypochlorit) oder fest sein - Calciumhypochlorit, chloriertes Natriumtripolyphosphat, chlorierte Isocyanursäure etc.. Feststoffe können zur Bildung eines Bleichkonzentrates in Wasser aufgelöst werden. Diese Materialien können in den Reinigungsvorgang eingebracht werden, indem die gasförmige oder die flüssige Halogenquelle abgemessen und in einem Wasserstrahl auf das Reinigungsgut gerichtet wird. Feste Halogenquellen können bei vielen Reinigungsvorgängen eingesetzt werden, indem die Feststoffe unmittelbar in die Waschlauge gegeben werden oder indem eine wäßrige Lösung der Chlorquelle in den Reinigungsbereich abgemessen wird. Feste Halogenbleichmittelquellen werden sowohl in wäßrigen Lösungen als auch in Pulverform oder in Form fester Tabletten oder Blöcke verwendet. Liegt die feste aktive Bleichmittelquelle in Form fester Tabletten oder Blöcke vor, kann es Probleme bei der Steuerung der Abgabe geben. Das Material wird in Tabletten oder Blöcken in Spender für wäßrige Lösungen gegeben. Die Spender können auf unterschiedliche Bleichmittelkonzentrationen kalibriert sein, wobei oft 1 bis 10 g Halogen pro Bleichzyklus bereitgestellt werden. Im Spender werden eine oder mehrere Tabletten mechanisch gehalten, und zwar in einem festen Abstand zur Wassersprühvorrichtung. Wenn der Wassersprühstrahl auf der Oberfläche des festen Bleichmittels auftrifft, löst das Wasser einen Teil der Bleichmittelquelle auf, wobei ein flüssiges Konzentrat entsteht, das in den Reinigungs/Bleich-Gang gegeben wird. Allerdings kann Wasser von der Tablette aufgenommen werden und die ganze Tablette bzw. den ganzen Block aufweichen. Das Wasser kann auch durch einen Block hindurch in benachbarte Tabletten oder Blöcke eindringen. Durch Wasserabsorption können die Tabletten/Blöcke Risse bekommen, auseinanderbrechen, zerbröckeln oder "matschig" werden. Bei aufgeweichten Tabletten ist es oft schwierig, eine Abgabe an die Waschlauge mit ausreichender Steuerung der Bleichmittelkonzentration zu erreichen. Von einer auseinanderfallenden Tablette können sich zufallsbedingt Teile lösen, so daß zufallsbedingt unerwünschte, schädliche und im wesentlichen hohe Konzentrationen von Halogen in den Reinigungsbereich gelangen. Wenn ein größerer Teil einer aufgeweichten oder rissig gewordenen Tablette in den Spender fällt, kann der Spender von der Chlorquelle 100 bis 300 g oder mehr in den Reinigungsbereich abgeben. Chlorkonzentrationen in dieser Höhe können zu Metallkorrosion bei der Waschmaschine oder beim Spender führen, Textilien beschädigen, Farbänderungen bewirken oder andere Schäden anrichten.
Die Verkapselung aktiver Halogenbleichmittelquellen in organische und anorganische Überzüge ist offenbart worden von Brubaker, US-Patent 4 279 764; Brennen, US-Patent 3 637 509; Idudson, US-Patent 3 650 961; Alterman, US-Patente 3 983 254 und 3 908 045. Die US-A 4 933 102 und die US-A 4 681 914 offenbaren einen festen Block einer Geschirrspülmittelzusammensetzung, die eine verkapselte Bleichmittelquelle enthält. Olson, US-Patent 4 681 914, lehrt die Verwendung verkapselter Quellen von aktivem Halogen in gegossenen festen Geschirrspülmitteln. Bei Olson ist die verkapselte Halogenquelle in einem geschmolzenen ätzenden Material dispergiert, das sich zu einem Geschirrspülmittel auf Natriumhydroxidbasis verfestigt.
Es besteht somit ein beachtlicher Bedarf, für Verfahren, bei denen wäßrige Halogenquellen verwendet werden, eine feste Halogenquelle bereitzustellen, von der gleichbleibende Teile abgegeben werden können, ohne daß es zu ungesteuerten Abgabeproblemen kommt.

Kurze Erörterung der Erfindung

Wir haben gefunden, daß die Steuerung der Abgabe fester Bleichmitteltabletten oder Bleichzusammensetzungen dadurch erzielt werden kann, daß man eine Tablette/Zusammensetzung aus einer Quelle eines oxidierenden Halogenbleichmittels herstellt, die eine verkapselte Quelle eines oxidierenden Halogenbleich mittels enthält. Die erfindungsgemäßen geformten festen Halogenbleichmittelzusammensetzungen sind in Anspruch 1 definiert. Alternativ dazu kann die Tablette oder der Festkörper sowohl eine unverkapselte Quelle eines pulverförmigen oder granulatförmigen Bleichmitteis als auch die verkapselte Quelle enthalten. Die fertigen Tabletten enthalten eine kontinuierliche feste Phase, die eine unverkapselte Quelle eines oxidierenden Bleichmittels enthält, wobei die verkapselte Quelle des Bleichmittels in der kontinuierlichen Phase dispergiert ist. Wenn beide zusammen verwendet werden, kann das unverkapselte Bleichmittel in einer Konzentration von 20 bis 90 Gew.-% der Tablette verwendet werden, während die verkapselte Chlorquelle in der Tablette in einer Konzentration von 10 bis 80 Gew.-% bezogen auf die Tablette verwendet wird. Wir haben gefunden, daß die verkapselte Chlorquelle die Bildung der Tablette unterstützt und die schädlichen Auswirkungen des Sprühwassers auf das feste Material wesentlich verringert. Die erfindungsgemäßen Tabletten können in den Spender gegeben werden, wo sie in Kontakt mit Sprühwasser kommen, das ein wäßriges Bleichmittel konzentrat bildet. Der Wasserstrahl löst einen gesteuerten Teil der Tablette auf, so daß eine reproduzierbare, gut gesteuerte Konzentration eines Halogens wie Chlor in die Waschlauge gelangt. Im Rahmen dieser Erfindung wird mit den Begriffen "Stück", "Tablette" oder "Block" eine Masse eines Materials bezeichnet, die mehr als 1 g hat und in Größe und Form so gestaltet ist, daß sie in einen Spender paßt, wo sie mit einem die Auflösung/- Abgabe bewirkenden Wasserstrahl in Kontakt gebracht wird. Der Wasserstrahl, der einen gesteuerten Teil der Tablette auflöst, bildet ein wäßriges Bleichmittelkonzentrat, das dem Einsatzbereich, beispielsweise einer Waschmaschine, zugeführt werden kann. Der Ausdruck "feste Quelle eines oxidierenden Bleichmittels oder eines aktiven Hallogenbleichmittels bezieht sich auf ein pulverförmiges, ein granuliertes oder ein anderes schüttfähiges festes Material, das unter Waschbedingungen ein aktives Bleichmittel freisetzen kann. Wäßrige Bleichmittelkonzentrate, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Tabletten hergestellt werden, können bis zu 10.000 Teile aktives oxidierendes Bleichmittel auf eine Million Teile wäßriger Lösung enthalten. Das Konzentrat kann in eine Waschlauge in einer Waschmaschine gegeben werden, und die Konzentration der bevorzugten Quelle für aktives bzw. von aktivem Chlor, die mit einem verschmutzten Gegenstand in Kontakt kommt, kann 5 bis 500 Teile aktives Chlor auf eine Million Teile Waschlauge betragen. Die erfindungsgemäßen Tabletten werden vorzugsweise hergestellt, indem eine pulverförmige Chlorquelle mit einer verkapselten Chlorquelle in die Form von größeren Teilchen vermischt wird. Das vermischte Pulver wird dann vorzugsweise nach einer bekannten Technik zu Tabletten verpreßt.
Bei unseren Versuchen, die zu der Erfindung geführt haben, wurden eine Reihe von Materialien eingesetzt, um pulverförmiges oder granulatförmiges Natriumdichlorisocyanurat zu brauchbaren Tabletten zu binden. Als Bindemittel wurden bei üblichen Tablettierprozessen Zusatzstoffe wie Carbowax, Fettsäuren und anorganische Stoffe eingesetzt. Insgesamt haben wir festgestellt, daß anorganische Stoffe das Tablettieren erleichtern, aber die Neigung der Chlorquelle, Wasser zu absorbieren, nicht verringern, was zum Zerbröckeln und zur ungleichmäßigen Abgabe führt. Wir haben gefunden, daß sich mit einigen organischen Stoffen brauchbare Tabletten mit geeigneten Abgabeeigenschaften bilden lassen, daß diese organischen Stoffe jedoch in Gegenwart der reaktionsfreudigen Chlorquelle instabil sind. Bei hohen Temperaturen kann der Stoff in Konzentrationen, die zum Tablettieren zweckmäßig sind, die Farbe verlieren oder schwelen. Außerdem haben wir noch andere Zusatzstoffe gefunden, die brauchbare Tabletten bilden, jedoch die Tabletten stark hydrophob machen, was dazu führt, daß es nicht gelingt, geeignete Mengen des oxidierenden Bleichmittels abzugeben. Wir haben gefunden, daß die verkapselte Quelle für oxidierendes Bleichmittel eine Reihe von Vorteilen bietet. Zum einen wirkt die verkapselte Bleichmittelquelle als Bindemittel, was die Bildung mechanisch stabiler geformter Festkörper aus Halogen freisetzendem Material ermöglicht. Außerdem ermöglicht der Überzug des verkapselten oxidierenden Bleichmittels die Steuerung der hydrophoben Eigenschaften der Tablette, so daß gesteuerte Mengen des aktiven Bleichmittels abgegeben werden können. Die als Bindemittel und als Abgabesteuerungsmittel wirkende verkapselte Chlorquelle verringert die Konzentration des Chlors in der Tablette nicht wesentlich. Schließlich ergibt sich durch das Vorhandensein der verkapselten Quelle eine stabile Tablette, von der gesteuerte, gleichmäßige Teilmengen in das wäßrige Konzentrat abgegeben werden können, das dann dem Einsatzort zum Reinigen unterschiedlicher Gegenstände zugeführt wird. Die Bleichmittelquelle kann zum Reinigen von Tafelgeschirr, Küchengeräten, Wäsche, Betttüchern, Handtüchern, Geräten zur Lebensmittel- und zur Arzneimittelherstellung und jeder sonstigen Oberfläche, die gebleicht, desinfiziert oder anderweitig der Wirkung oxidierender Bleichmittel ausgesetzt werden muß.

Kurze Erörterung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Darstellung eines mit einer Wassersprüheinrichtung arbeitenden Spenders, der einen Behälter umschließt, welcher drei der bevorzugten erfindungsgemäßen halogenhaltigen, runden Tabletten enthält.
Figur 2 ist eine graphische Darstellung der gesteuerten Abgabe von Chlor in einer gleichbleibenden Menge von etwa 5 g Chlor pro Abgabezyklus bei Verwendung der erfindungsgemäßen Tabletten.
Figur 3 ist eine graphische Darstellung der ungesteuerten Abgabe von Tabletten nach dem Stand der Technik, die nicht der Erfindung entsprechen, was zu Spitzen ungesteuerter Chlorabgabe führt, die wesentlich über 5 g pro Zyklus liegen.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Aktives oxidierendes Bleichmittel

Die erfindungsgemäße feste Zusammensetzung in Form von Stücken, Tabletten oder Blöcken kann eine Quelle für ein aktives oxidierendes Bleichmittel, beispielsweise ein aktives Halogen oder aktiven Sauerstoff, sowie eine verkapselte Quelle für ein aktives oxidierendes Halogenbleichmittel enthalten.
Die in der kontinuierlichen Phase der erfindungsgemäßen festen Tablette und im Kern der verkapselten Halogenquelle verwendete Quelle für ein aktives Halogen kann eine Halogen freisetzende Substanz enthalten, die geeignet ist, aktives Halogen, beispielsweise freies elementares Halogen (Cl, Br, Cl&sub2;, Br&sub2;) oder -OCl&supmin; oder -OBr&supmin; unter Bedingungen freizusetzen, wie sie normalerweise beim Reinigen und Bleichen unterschiedlicher Reinigungsobjekte mit Reinigungsmitteln geschaffen werden. Die Halogen freisetzende Verbindung setzt vorzugsweise Chlor oder Brom frei. Das am meisten bevorzugte Halogen ist Chlor. Chlor freisetzende Verbindungen sind beispielsweise Kaliumdichlorisocyanurat, Natriumdichlorisocyanurat, chloriertestrinatriumphosphat, Calciumhypochlorit, Lithiumhypochlorit, Monochloramm, Dichloramin, [(Monotrichlor)-tetra(monokaliumdichlor)]pentaisocyanurat, 1,3-Dichlor-5,5-dimethylidantonon, p-Toluolsulfodichloramid, Trichlormelamin, N- Chloramin, N-Chlorsuccinimid, N,N'-Dichlorazodicarbonamid, N-Chloracetylharnstoff, N,N-Dichlorbiuril, chloriertes Dicyandiamid, Trichlorcyanursäure und Dichlorglykoharnstoff. Chlorierte Isocyanuratmaterialien, einschließlich Dichlorisocyanyratdihydrat, Natriumdichlorisocyanurat und Kaliumdichlorisocyanurat, sind bevorzugte Chlorquellen, die für die kontinuierliche feste Phase und als Kernsubstanz des verkapselten Materials geeignet sind. Im Handel sind chlorierte Isocyanurate von Monsanto oder Olin und anderen Herstellern erhältlich.

Verkapseltes Material

Wir haben gefunden, daß die Kombination einer festen Bleichmittelquelle mit einer verkapselten Bleichmittelquelle in einem Stück, einem Block oder einer Tablette dem Festkörper gut steuerbare Abgabeeigenschaften beim Kontakt mit Wasser sowie Bindemitteleigenschaften verleiht. Die erfindungsgemäße verkapselte Chlorquelle umfaßt als Kern die Chlorquelle und mindestens eine Verkapselungsschicht. Die Verkapselungsschicht kann aus einem anorganischen oder aus einem organischen Material sein. Außerdem kann der Chlorquellenkern mit zwei, drei oder mehr geeigneten Schichten überzogen sein. Als bevorzugt haben wir einen zweilagigen Überzug gefunden, bei dem der Kern mit einer inneren, anorganischen Schicht und mit einer äußeren, organischen Schicht, die eine für Waschlaugen zweckmäßige Substanz (Reinigungsmittel, Maskierungsmittel, Builder und Schmutzträger) enthält, überzogen ist. Im Rahmen dieser Anmeldung umfaßt der Begriff "Verkapselungsmittel" feste lösliche anorganische Verbindungen, die als inerte Füllstoffe für Reinigungsmittelzusammensetzungen verwendet werden, und lösliche anorganische Builder, die in Reinigungsmittelzusammensetzungen verwendet werden, zur Reinigungswirkung der Zusammensetzung beitragen und kaum mit Halogenbleichmitteln reagieren. Die äußere, organische Phase der Verkapselung kann eine Reihe von Verkapselungsmaterialien umfassen, die aus Stoffen mit kleinen Molekülen, Monomeren oder Polymeren ausgewählt werden können.

Organische Umhüllungen

Zu den organischen Zusammensetzungen mit kleinen Molekülen, die für die äußere Verkapselungsschicht verwendet werden können, gehören eine Vielzahl wasserlöslicher organischer Verbindungen.
Eine bevorzugte Gruppe von organischen Verkapselungsmaterialien mit kleinen Molekülen bilden synthetische Tensidverbindungen. Die Hülle aus synthetischem Tensid muß bei den Lager- oder Einsatztemperaturen, die während der Lagerung des Produkts auftreten können, beispielsweise Temperaturen von etwa 15 bis 50 ºC, ausreichend fest bleiben, und sie muß auch bei den Temperaturen, die bei der Verarbeitung des Produkts auftreten können, stabil bleiben. Für die erfindungsgemäßen Verkapselungen geeignete synthetische Tenside sind anionische, kationische, nichtionische und amphotere Tensidzusammensetzungen. Anionische Tenside, die für die erfindungsgemäßen Verkapselungszusammensetzungen geeignet sind, sind beispielsweise ein kernige aromatische Alkalimetallsulfonate mit höherem Alkyl wie Alkylbenzolsulfonat, Xylolsulfonat, Alphaolefinsulfonat, primäre und sekundäre Alkylsulfate. Für ionische Reinigungsmittel können Alkalimetallsalze von Fettsäuren, die üblicherweise als Seifen eingestuft werden, verwendet werden. Beispiele für solche Seifen sind Natrium- und Kaliumsalze von acyclischen Monocarbonsäuren mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen. Ein für Umhüllungszusammensetzungen besonders geeignetes synthetisches Tensid ist Natriumalkylsulfonat mit etwa 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Natriumoctylsulfonat. Typische nichtionische Tenside sind gewöhnlich Substanzen, die polymeres Ethylenoxid, Propylenoxid oder Heteropolymere oder Blockcopolymere davon enthalten. Diese Substanzen können gewonnen werden als Kondensationsprodukte von Alkylphenolen, die beliebige Alkylgruppen mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen aufweisen, mit einem langkettigen Fettalkohol oder einer lang kettigen Fettsäure Diese nichtionischen Tenside sind wohlbekannt und für den Fachmann verfügbar. Kationische und amphotere Tenside sind bekannt, aber für diese Anwendungen nicht bevorzugt. Für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeignete Builder sind beispielsweise schwach sauer, neutral oder alkalisch reagierende anorganische oder organische Verbindungen, insbesondere anorganische oder organische Komplexbildner wie Bicarbonate, Carbonate, Borate und Silicate der Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze. Die Alkalimetallortho-, -meta-, -pyro- und -tripolyphosphate sind geeignete Füllstoffe/Maskierungsmittel. Eine weitere Gruppe geeigneter Builder sind unlösliche Natriumaluminiumsilicate. Generell können die erfindungsgemäßen geformten festen Quellen für aktive Bleichmittel außerdem noch andere Komponenten enthalten, die in unterschiedlichem Grad physikalische oder chemische Eigenschaften verleihen. Inhaltsstoffe wie optische Bindemittel, Deodorantien, Schmutzträger, Farbstoffe, Duftstoffe und Dispergiermittel können den geformten Festkörpern zugesetzt werden, um ihnen bekannte Eigenschaften zu verleihen.

Lösliche anorganische Umhüllungen

Für die Umhüllung des erfindungsgemäßen verkapselten Stoffs geeignete anorganische Stoffe sind beispielsweise Alkalien wie Natrium bicarbonat, Natriumsesquicarbonat, Natriumborat, Kaliumbicarbonat, Kaliumsesquicarbonat, Kaliumborat, Phosphate wie Diammoniumphosphat, Monocalciumphosphat, Monohydrat, Tricalciumphosphat, Calciumpyrophosphat, Eisenpyrophosphat, Magnesiumphosphat, Monokaliumorthophosphat, Kaliumpyrophosphat, Dinatriumorthophosphatdihydrat, Trinatriumorthophosphatdecahydrat, Tetranatriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumpolyphosphatverbindungen, Natriumhexametaphosphat, Kaliumtripolyphosphat, Kaliumpolyphosphatverbindungen, neutrale oder lösliche Salze wie Natriumsulfat, Natriumchloridsilicate, anorganische Maskierungsmittel und Schmutzträger sowie Hydrate davon. Für die Umhüllung der Verkapselung geeignete Builderverbindungen sind beispielsweise Tetranatrium- oder Tetrakaliumpyrophosphat, Pentanatrium- oder Pentakaliumtripolyphosphat, Natrium- oder Kaliumsilicate, hydratisierter oder wasserfreier Borax, Natrium- oder Kaliumsesquicarbonat, Phytate und Polyphosphonate.
Die Herstellung der verkapselten Quelle des oxidierenden Bleichmittels kann erfolgen, indem zunächst eine erste anorganische schützende und passivierende Umhüllung des Kemmatenals hergestellt wird, die zweckmäßigerweise unter Verwendung einer Vorrichtung zur Wirbelbeschichtung aufgebracht wird. Zur Herstellung der verkapselten Materialien werden die Teilchen in die Wirbelkammer des Wirbelbetts gebracht. Das Bett aus den zu beschichtenden Teilchen wird dann durch die fluidisierende Atmosphäre in der Schwebe gehalten. Typischerweise wird eine Düse in das Wirbelbett oder auf eine Stelle in der Nähe des Wirbelbetts gerichtet, durch die das Beschichtungsmaterial in Flüssigkeitströpfchen in einem auseinanderlaufenden Muster entlang der oberen Oberfläche des Bettes abgegeben wird. Eine Beschichtungslösung wird bei der Temperatur auf das Bett aufgebracht, die für das rasche Trocknen der Beschichtungslösung auf den Kernteilchen erforderlich ist. Lösungsmitteldämpfe können mit einem Gebläse aus dem Wirbelbett entfernt werden. Sobald die Teilchen vollständig mit einer ersten Hülle überzogen sind, können mittels einer bekannten Technik in ähnlicher Weise weitere Umhüllungen gebildet werden. Das erfindungsgemäße verkapselte Oxidationsmittel kann einen Kern aus dem aktiven oxidierenden Bleichmittel mit 20 bis 90 Gew.-% und eine Umhüllung mit 10 bis 80 Gew.-% umfassen. Bei doppelter Umhüllung kann das verkapselte Material einen Kern aus dem oxidierenden Bleichmittel mit 20 bis 90 Gew.-%, eine erste, passivierende anorganische Umhüllung mit 0,5 bis 50 Gew.-% und eine zweite Umhüllung aus einem synthetischen Tensid mit 5 bis 70 Gew.-% umfassen. Insbesondere umfaßt das oxidierende Bleichmittel mit einfacher Umhüllung einen Bleichmittelkern mit 30 bis 80 Gew.-% und eine Umhüllung aus einem synthetischen Tensid mit 20 bis 70 Gew.-%, am bevorzugtesten einen Kern aus dem oxidierenden Bleichmittel mit 40 bis 55 Gew.-% und eine erste Umhüllung mit 45 bis 60 Gew.-%. Die am meisten bevorzugte Ausführungsform des verkapselten oxidierenden Bleichmittels mit doppelter Umhüllung umfaßt einen Bleichmittelkern mit 30 bis 80 Gew.-%, eine erste anorganische Umhüllung mit 5 bis 50 Gew.-% und eine zweite Umhüllung aus einem synthetischen Tensid mit 5 bis 50 Gew.-%. In der Überzugsschicht können noch andere Substanzen enthalten sein, beispielsweise Additive, wie sie üblicherweise beim Bleichen oder Waschen von Wäsche bzw. beim Spülen von Geschirr usw. eingesetzt werden. Typische Beispiele dafür sind die bekannten Schmutzträger, Korrosionsinhibitoren, Farbstoffe, Duftstoffe, Füllstoffe, optischen Aufheller, Enzyme, Desinfektionsmittel und Vergrauungsinhibitoren.

Herstellungsverfahren

Die erfindungsgemäßen geformten Feststoffe können nach einer Reihe bekannter Formgebungstechniken hergestellt werden. Die geformten Feststoffe können mit Preßverfahren, durch Einsatz geschmolzener Bindemittel und anderer dem Fachmann bekannten Techniken hergestellt werden. Das Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen geformten Feststoffzusammensetzungen umfaßt im allgemeinen zwei Schritte. Zunächst werden die für die geformten Festkörper verwendeten pulverförmigen Inhaltsstoffe in einen Mischer gegeben, um ein homogenes Pulvergemisch herzustellen. Es können allgemein verfügbare Mischer, beispielsweise Bandmischer verwendet werden. Das homogene Pulvergemisch wird dann in eine allgemein verfügbare Presse gegeben, die die Pulver zu einer geformten Tablette oder zu einem geformten Stück oder Block verpressen kann. Im allgemeinen wird das vorgemischte Pulver oder Granulat in einen Trichter mit Einspeisungseinrichtungen gegeben und in eine Tablettiereinrichtung abgemessen. Die Tablettengröße kann zwischen 1 und 100 Gramm und darüber liegen. Vorzugsweise umfaßt die Tablette zwischen 500 und 2000 Gramm; sie kann jede geeignete Form erhalten. Eine gängige Form, die sich mit den meisten Tablettierpressen herstellen läßt, sind Scheiben oder Zylinder. Der Zylinderdurchmesser kann zwischen etwa 0,64 und 12,7 cm (1/4 bis 5 Zoll) oder darüber liegen bei einer Dicke zwischen 0,64 und 12,7 cm (1/4 bis 5 Zoll), vorzugsweise zwischen 1,3 und 7,6 cm (0,5 bis 3 Zoll).

Ausführliche Erörterung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt einen Teil des Spenders im Querschnitt, der zur Einleitung des aktiven Halogenbleichmittel konzentrats unter Verwendung der erfindungsgemäßen geformten Festkörper verwendet wird. In Fig. 1 kann das Spendergehäuse 10, ein Teil eines Spendergehäuses, das für die Abgabe von einem, zwei oder mehr verkapselten Feststoffen eingerichtet sein kann, für die Abgabe der erfindungsgemäßen geformten Festkörper konfiguriert sein. Ein Beispiel für den mit der Figur dargestellten Spender ist der Spender Solid System III . Derartige Spender werden zur Waschmittelabgabe verwendet. Figur 1 zeigt eine Spritzdüse 11 mit einem konusförmigen Sprühstrahl 12, der von der Düse 11 auf die Oberfläche der geformten Festkörper 16 gerichtet wird, die in einer Plastikpatrone 17 enthalten sind, die dann mit einem Gewindeanschlußstück 20 und einem Bund 21, die mit dem Düsengehäuse 22 zusammenwirken, mit dem Spender verbunden wird. Beim Betrieb des Spenders wird durch die Zuleitung 13 Süßwasser in den Spender geleitet und durch die Düse 11 auf den geformten Festkörper 16 gesprüht, wodurch ein Konzentrat entsteht. Das Konzentrat fließt dann abwärts durch die Öffnung der Kapsel 20 und durch das Sieb 19 zum Auslaß 15. Wenn sich größere Stücke von dem geformten Festkörper abgelöst haben, werden diese von dem Sieb 19 aufgefangen.
Figur 2 ist eine graphische Darstellung, die zeigt, daß bei der Abgabe der erfindungsgemäßen geformten Festkörper eine steuerbare Abgabemenge zwischen 10 und 20 g des geformten Festkörpers pro Sprühzyklus erreicht werden kann. In der Figur ist keine Abgabe unerwünscht hoher Spitzenwerte, d.h. großer Mengen von Chlorbleiche, gezeigt.
In krassem Gegensatz dazu zeigt Figur 3 die ungesteuerte Abgabe mit hohen Spitzenwerten, d.h. hohen Konzentrationen von Chlorbleiche bei Verwendung der herkömmlichen gepreßten Tablette, die chloriertes Isocyanurat ohne verkapselte Stoffe enthält. Die Figur zeigt kleine Spitzen von bis zu 30 Gramm Chlorbleiche pro Sprühzyklus, jedoch auch beachtliche Chlorbleiche-Spitzenwerte von bis zu etwa 30 Gramm pro Sprühzyklus. Derartige Chlorbleiche-Spitzenwerte können größere Schäden sowohl an der Wascheinrichtung als auch bei der Wäsche anrichten.

Beispiele und Daten

Es wurden eine Reihe von Beispielen für geformte Festkörper hergestellt, die zur Abgabe aktiver Halogenkonzentrate verwendet werden können. Die Festkörper wurden getestet um nachzuweisen, daß sie gesteuerte gleichbleibende Mengen von Bleichmittelkonzentrat abgeben können, ohne schädliche, überhöhte Mengen von oxidierendem Bleichmittel abzugeben. Wir haben unsere Versuche unter Verwendung gängiger Quellen von Chlorbleiche durchgeführt, wir sind jedoch überzeugt, daß die Erfindung mit einer Reihe von pulverförmigen Quellen von Halogenbleichmitteln funktioniert. Wir gehen davon aus, daß eine vorteilhafte Wechselwirkung zwischen dem pulverförmigen Bleichmittel und der Verkapselung besteht, die eine stabile Tablette, eine gesteuerte Abgabe und ausreichend hydrophobe Eigenschaften bewirkt, die verhindern, daß das zur Abgabe verwendete Wasser die Tablette während der Abgabe zerstört. Die nachfolgenden Beispiele beinhalten die beste Ausführungsform.

Beispiel 1

Es wurden eine Reihe geformter Festkörper in Form eines Zylinders mit 10,2 cm (4 Zoll) Durchmesser und etwa 2,5 cm (1 Zoll) Höhe hergestellt, die insgesamt etwa 600 Gramm Substanz enthielten. Die Tabletten enthielten unterschiedliche Anteile von Additiven. Die für die Tablette verwendeten Inhaltsstoffe wurden in einen mechanischen Mischer gegeben und bis zur gleichmäßigen Durchmischung geschüttelt. Dann wurde das Material in eine Handtablettenpresse gegeben. Das Pulver wurde mit einem Druck von etwa 48,9 kN (11.000 lbs) innerhalb von etwa 30 Sekunden komprimiert. Die entstandenen geformten Festkörper sind in nachstehender Tabelle I angegeben. Tabelle I
Die verwendete Quelle für aktives Halogen war ein Natriumsalzdihydrat der chlorierten Isocyanursäure (CDB-56). Die festen 600-Gramm-Tabletten von 10,2 cm (4 Zoll) mit unterschiedlichen Bindemitteln und sonstigen Inhaltsstoffen wurden dann in einem automatischen Spender getestet. Von jeder Sorte wurden jeweils drei Tabletten zusammen in eine Einwegflasche oder -kapsel aus Kunststoff gegeben. Die Kapsel mit den Tabletten wurde umgekehrt auf eine Wägezelle gesetzt, die fortlaufend ihr Gewicht anzeigte. Während eines Betriebszyklus mit 15 Sekunden Sprühdauer/15 Minuten Sprühpause wurde ein nach oben auf das Pellet gerichteter Wasserstrahl versprüht. Es wurde 51,7 ºC (125 ºF) warmes Wasser bei einem Druck von 55,2 Kilopascal (8 psi) eingesetzt. Die Beispiele 1 bis 5, die zu 1 bis 3 Gew.-% eine Reihe anorganischer und organischer Bindemittelzusätze enthielten, zeigten starke Aufweichungserscheinungen, was zu einer ungesteuerten Abgabe führte. Ein Beispiel für eine ungesteuerte Abgabe ist in Figur 3 wiedergegeben, einer graphischen Darstellung des mit der Tablette von Beispiel 3 durchgeführten Abgabeversuchs. Bei der Abgabe während des Zyklus von 100 bis 105, des Zyklus von 200 bis 225, des Zyklus von 300 bis 310 und des Zyklus bei etwa 380 wurden hohe, ungesteuerte Spitzenwerte an Chlorkonzentration von wesentlich mehr als 20 Gramm pro Abgabezyklus erreicht. Die Höchstmenge der bei diesem Versuch abgegebenen Chlorquelle betrug 134,17 Gramm gegen Ende des Versuchs. Das Phänomen des "Aufweichens" zeigt sich durch ungewöhnlich hohe Spitzenwerte von ungesteuerter Chlorabgabe, denen normalerweise Zyklen mit äußerst geringen Abgabemengen vorausgehen. Wir nehmen mit anderen Worten an, daß die geformten Festkörper Wasser von der Spritzdüse in sich aufnehmen, wodurch sie nach und nach ihre mechanische Festigkeit verlieren, anfänglich Risse bekommen und schließlich zerbröckeln, was zur Freisetzung größerer Stücke in den Spenderstrom führt. Das Phänomen des "Aufweichens" wurde auch optisch als langsame Zunahme der Höhe der Tablette und Entwicklung von feinen und größeren Rissen beobachtet. Es wurden auch Videozeitaufnahmen der Tabletten während der Abgabe angefertigt. Diese optischen Beobachtungen wurden zusammen mit den Abga bezahlen zur Beurteilung des Abgabeverhaltens der unterschiedlichen Tabletten herangezogen. Auch die Tabletten 6 und 7, die unter Verwendung von 1 bis 2 Gew.-% Laurinsäure hergestellt wurden, zeigten gravierende Aufweichungserscheinungen. Die Tablette von Beispiel 10, bei der zu 10 % ein Polyethylenglykol-Bindemittelsystem (Carbowax 8000) verwendet wurde, zeigte ein hervorragendes Abgabeprofil, beim Wärmebeständigkeitstest jedoch zeigten die Carbowax enthaltenden Materialien Entfärbung und eine deutliche temperaturbedingte Unbeständigkeit zwischen Chorquelle und Carbowax. Die Beispiele 11 bis 14, die zu jeweils 15, 20, 25 bzw. 30 Gew.-% eine verkapselte Chlorquelle enthielten, zeigten hervorragende Abgabeprofile und Temperaturbeständigkeit. Das Beispiel 8, das vollständig aus einer verkapselten Chlorquelle bestand, zeigte hervorragende Abgabeeigenschaften. Allerdings ist die ausschließliche Verwendung von verkapseltem Material teuer und vom kaufmännischen Standpunkt aus uninteressant. Das Beispiel 15 mit Calciumhypochlorit zeigte hervorragende Abgabeeigenschaften, hatte jedoch den Nachteil, daß bei Verwendung dieser Chlorquelle größere Mengen von Härteionen (Calciumsalze) in die Waschlauge gelangen können.
Mit einer handbetriebenen Laborpresse wurden mit einem Druck von 26,7 kN (6.000 lbs) bei einer Preßdauer von 30 Sekunden 10 Gramm schwere Proben der in Tabelle II ausgewiesenen Formulierungen hergestellt. Wir führten einen Einweichtest durch, indem wir Tabletten in 5 Gramm gefärbtes Wasser (Farbstoff Sudan IV) in einem Uhrglas gaben und zu mehreren Zeitpunkten den Zustand der Tabletten notierten. Die Tabletten wurden 10 Minuten lang beobachtet und ihr Aussehen festgehalten. Insbesondere haben wir auf Aufquellen, Rißbildung, Auseinanderfallen, chemische Blasenbildung und Wärmefreisetzung geachtet. Tabelle II Testmaterialien für Tauchtest festes Bleichmittel in Tablettenform
¹ chloriertes Isocyanurat
² Polyacrylsäure
Die Probe Nr.1, die zu 10 Gew.-% eine verkapselte Halogenquelle enthielt, nahm Wasser auf und bildete Risse. Die Tablette zerbröckelte jedoch nicht, was bedeutet, daß die Tablette der Belastung bei der Abgabe standhielt. Bei den Tabletten 3 und 5 bildeten sich nach dem Eintauchen kleine Risse, nach 10 Minuten waren sie jedoch noch ganz, was bedeutet, daß sie für eine gesteuerte Abgabe geeignet sid. Die Tabletten 7 und 9, die zu 5 bis 10 Gew.-% einen Methylether eines Polyethylengklykol-Gießhilfsmittels enthielten, bildeten Risse und zeigten thermische Instabilität. Die Tabletten 11 und 13, die wasserfreies Natriummetasilicat und ein Bindemittel enthielten, bildeten Bläschen und setzten Wärme frei, was zeigt, daß Metasilicat als Bindemittel ungeeignet ist. Die Tablette 15, die Natriumtripolyphosphat (geringer Dichte) enthielt, war sehr hydrophil, nahm beträchtliche Mengen Wasser auf und zerbröckelte ganz und gar, was bedeutet, daß sie für eine exakt gesteuerte Abgabe ungeeignet ist. Auch die Tablette 29, die einen Natriumzeolith enthielt, zerfiel vollständig. Die Tablette 37, die zu 10 Gew.-% eine Polyacrylsäurezusammensetzung enthielt, ergab beim Pressen keine ausreichend feste Tablette. Die Tablette 39, die zu 10 Gew.-% Britesil-Silicat enthielt, nahm Wasser auf, bildete Risse und quoll auf, was zu einem gewissen Zerfall führte, d.h. sie ist für eine gesteuerte Abgabe ungeeignet. Die Tablette 41, die lineares Alkylsulfonat enthielt, bildete Risse und nahm bei der Abgabe beträchtliche Mengen Wasser auf. Die Tablette 66, die zu 2,5 Gew.-% Drakeol enthielt, nahm anfangs kein Wasser auf, nahm jedoch etwas Wasser auf, war aber hydrophob und lieferte keine ausreichende Menge der Halogenquelle. Die Tablette 69 bildete Risse und nahm Wasser auf, d.h. sie war völlig ungeeignet für die Abgabe gesteuerter Chlormengen.
Diese Ergebnisse und andere Versuche, die wir mit den geformten Feststoffen, die die bei dieser Erfindung verwendete verkapselte Halogenquelle enthielten, durchgeführt haben, zeigen, daß die Verwendung der verkapselten Halogenquelle den erfindungsgemäßen geformten Festkörpern zwei wichtige Eigenschaften verleiht. Zum einen fungiert die Halogenquelle als Bindemittel und ermöglicht die effiziente Herstellung eines geformten Festkörpers, der mechanisch stabil und brauchbar ist. Zum anderen ermöglicht die verkapselte Chlorquelle die gesteuerte Abgabe eines Halogenbleichmitteis am Einsatzort. Wir haben gefunden, daß bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Tabletten eine Reihe anderer Bindemittel, aktiver Reinigungsmittel, Tenside usw. verwendet werden kann, daß jedoch nur die verkapselte Chlorquelle alle Eigenschaften verleiht, die für eine mechanisch stabile Tablette, die einfache Herstellung, die gesteuerte Abgabe von Chlor und hochwirksames Bleichen erforderlich sind, ohne daß chemische Inkompatibilitäten auftreten.

Claims

1. Geformte feste Halogen-Bleichzusammensetzung, enthaltend eine kontinuierliche feste Phase einer Bleichmittelquelle für aktives Halogen und 10 bis 80 Gew.-%, bezogen auf den Feststoff, einer verkapselten Bleichmittelquelle für aktives Halogen, wobei die Verkapselung eine Quelle für aktives Halogen und mindestens eine Verkapselungsschicht aufweist.

2. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem der geformte Feststoff ein zylindrischer Feststoff mit einer Dicke von 10 bis 80 Millimeter und einem Durchmesser von 20 bis 150 Millimeter ist, wobei die Verkapselung gleichmäßig über die feste Phase verteilt ist.

3. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem die Masse des Feststoffs mindestens 1 Gramm beträgt und die Verkapselung einen Durchmesser von nicht mehr als 5 Millimeter hat.

4. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem die Bleichmittelquelle für aktives Halogen eine Quelle für aktives Chlor enthält.

5. Feststoff nach Anspruch 4, bei dem die Quelle für aktives Chlor chloriertes Trinatriumphosphat, chloriertes Natriumtripolyphosphat oder Gemische davon enthält.

6. Feststoff nach Anspruch 2, bei dem die Quelle für aktives Halogen der kontinuierlichen Phase oder die Hal ogenquelle der Verkapselung eine chlorierte Isocyanursäureverbindung enthält.

7. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem die Verkapselung einen Kern einer Quelle für aktives Halogen und mindestens eine organische Verkapselungsschicht aufweist.

8. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem die Verkapselung einen eine Quelle für aktives Halogen enthaltenden Kern und mindestens eine anorganische Verkapselungsschicht aufweist.

9. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem die Verkapselung einen Kern einer Quelle für aktives Halogen, eine erste anorganische innere Schicht und eine zweite organische äußere Schicht aufweist.

10. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem die kontinuierliche feste Phase auch ein Bindemittel enthält (Tablettierungshilfe).

11. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem der Feststoff einen komprimierten Feststoff umfaßt.

12. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem die Teilchengröße der kontinuierlichen Phase 0,2 bis 5 Millimeter beträgt.

13. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem der Feststoff außerdem ein Netzmittel enthält.

14. Feststoff nach Anspruch 1, bei dem der Feststoff außerdem ein Komplexierungsmittel enthält.

15. Feste Chlor-Bleichmittelzusammensetzung als Tablette, enthaltend eine kontinuierliche feste Phase einer Quelle für aktives Chlor und 10 bis 80 Gew.-%, bezogen auf den Feststoff, einer verkapselten chlorierten Isocyanursäure, wobei die Verkapselung einen aktiven Kern aus chlorierter Isocyanursäure und mindestens eine Verkapselungsschicht aufweist.

16. Feststoff nach Anspruch 15, bei dem der Durchmesser des Feststoffs 20 bis 80 Millimeter beträgt und eine Dicke von 50 bis 150 Millimeter aufweist und das verkapselte chlorierte Isocyanurat gleichmäßig über die feste Phase verteilt ist.

17. Feststoff nach Anspruch 15, bei dem die Chlorquelle der kontinuierlichen festen Phase auch chlorierte Isocyanursäure enthält.

18. Feststoff nach Anspruch 16, der eine Masse von mindestens 1 Gramm aufweist und dessen Teilchen einen Durchmesser von nicht größer als 5 Millimeter haben.

19. Feststoff nach Anspruch 15, bei dem die feste Phase chloriertes Trinatriumphosphat, chloriertes Trinatriumpolyphosphat, Calciumhypochlorit oder Gemische davon enthält.

20. Feststoff nach Anspruch 16, bei dem die Verkapselung mindestens eine anorganische Schicht aufweist.

21. Feststoff nach Anspruch 16, bei dem die Verkapselung mindestens eine organische Schicht aufweist.

22. Feststoff nach Anspruch 16, bei dem die Verkapselung einen Kern aus chlorierter Isocyanursäure, eine erste innere organische Schicht und eine äußere organische Schicht aufweist.

23. Feststoff nach Anspruch 16, bei dem die feste Phase außerdem ein Verdünnungsmittel enthält.

24. Feststoff nach Anspruch 16, bei dem die kontinuierliche Phase außerdem ein Bindemittel enthält (Tablettierungshilfe).

25. Feststoff nach Anspruch 16, bei dem die kontinuierliche Phase außerdem ein Netzmittel enthält.

26. Feststoff nach Anspruch 16, bei dem die kontinuierliche Phase außerdem ein Komplexierungsmittel enthält.

27. Verfahren zum Waschen von Wäsche mit einem wäßrigen Bleichmittel, wobei das Verfahren umfaßt, daß man eine Wäschebeladung mit einer wäßrigen Bleichlösung in Kontakt bringt, die hergestellt ist durch Inkontaktbringen des Bleichfeststoffs gemäß Anspruch 1 mit einem wäßrigen Spray.

28. Verfahren zum Waschen von Wäsche mit einem wäßrigen Bleichmittel, wobei das Verfahren umfaßt, daß man eine Wäschebeladung mit einer wäßrigen Bleichlösung in Kontakt bringt, die hergestellt ist durch Inkontaktbringen des Bleichfeststoffs gemäß Anspruch 16 mit einem wäßrigen Spray.