DE69829864T2

DE69829864T2 - Stabile feste blockförmige waschmittelzusammensetzung

Info

Publication number: DE69829864T2
Application number: DE69829864T
Authority: DE
Inventors: E. Steven LENTSCH; E. Keith OLSON; Jason G. Wei
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: US6177392B1; ZA9710545B; AU5731898A; JP2001508106A; CA2277125C; CN1205328C; CN1243539A; WO1998030674A1; DE69829864D1; US20050119149A1; ZA98165B; US6583094B1; US20030216279A1; US7094746B2; AR011071A1; EP1019483B1; BR9808887A; MY120135A; US6831054B2; CA2277125A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft im Wesentlichen anorganische, schwach alkalische Detergenssubstanzen, die in Form eines festen Blocks hergestellt und für den Verkauf verpackt werden können. Bei der Herstellung des festen Detergens wird eine Detergensmischung extrudiert, um den Feststoff auszubilden. Das feste, in Wasser lösliche oder dispergierbare Detergens wird, ohne dass die Detergenskonzentration zu gering oder zu hoch ist, typisch von einer Auf sprüh-Abgabeeinrichtung, gleichförmig verteilt, die dadurch ein wässriges Konzentrat erzeugt, dass sie Wasser auf das lösliche Feststoffprodukt sprüht. Das wässrige Konzentrat wird zu einem Einsatzort geleitet, beispielsweise zu einer Geschirrwaschmaschine.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Verwendung von Detergenzien, die aus einem festen Block bestehen, bei Waschvorgängen in Betrieben und in der Industrie war in jener Technik bahnbrechend, die in den Fernholz et al. US-Abänderungspatenten 32.762 und 32.818 beansprucht wurde. Weiters werden zu Tabletten geformte Substanzen in den Gladfelter et al. US-Patentschriften 5,078.301, 5,198.198 und 5,234.615 gezeigt. Extrudierte Substanzen sind in der Gladfelter et al. US-Patentschrift 5,316.688 geoffenbart. Beim festen Block handelt es sich um ein sicheres, günstiges und effizientes Produktformat.
Bei der bahnbrechenden Technik wurde die wesentliche Aufmerksamkeit darauf gerichtet, wie die stark alkalische Substanz, die zu einem wesentlichen Anteil auf Natriumhydroxid basiert, gegossen und verfestigt wurde. Ursprüngliche aus einem festen Block bestehende Produkte (sowie pulverförmige Vorgängerprodukte) verwendeten einen beträchtlichen Anteil eines Erstarrungsmittels, Natriumhydroxidhydrat, um die gegossene Substanz in einem Gefrierprozess zu verfestigen, wobei der niedrige Schmelzpunkt von Natriumhydroxid-Monohydrat (etwa 50°C bis 65°C) verwendet wurde. Die aktiven Bestandteile des Detergens wurden mit dem geschmolzenen Natriumhydroxid gemischt und abgekühlt, um ein Erstarren herbeizuführen. Der resultierende Feststoff bestand aus einer Matrix aus hydratisiertem, festen Natriumhydroxid, wobei die Detergensbestandteile in der hydratisierten Matrix gelöst oder suspensiert waren. Bei diesem gegossenen Feststoff gemäß dem Stand der Technik sowie bei anderen hydratisierten Feststoffen gemäß dem Stand der Technik wurden die hydratisierten Chemikalien mit Wasser zur Reaktion gebracht und die Hydratisierungsreaktion im Wesentlichen vollständig durchgeführt. Das Natriumhydroxid führte bei Geschirrwaschsystemen sowie an anderen Einsatzorten zu einer beträchtlichen Reinigung, die ein rasches und vollständiges Beseitigen des Schmutzes erfordern. Bei diesen frühen Produkten war Natriumhydroxid ein idealer Anwärter, da die stark alkalische Eigenschaft der ätzenden Substanz zu einer ausgezeichneten Reinigung führte. Ein anderes Verfahren mit gegossenen Feststoffen aus Natriumhydroxid und Natriumkarbonat, das im Wesentlichen hydratisierte Natriumsubstanzen verwendet, wurde in den Heile et al. US-Patentschriften 4,595.520 und 4,680.134 geoffenbart.
Auf ähnliche Weise wurde auch der Weg für eine bahnbrechende Technik, die sich auf die Verwendung von festen, zu Tabletten geformten, alkalischen Detergenszusammensetzungen, die als wasserlösliche Beutel aufgebaut waren, sowie einer extrudierten, alkalischen Feststoffsubstanz bezog, die in eine wasserlösliche Folie gewickelt war, von Ecolab Inc. aufbereitet. Diese Produkte können im wasserlöslichen Beutel direkt in einen Sprüher oder eine Abgabeeinrichtung eingesetzt werden, in denen das Wasser den Beutel auflöst und mit der löslichen Tablette oder dem extrudierten Feststoff in Berührung tritt, die wirksamen Detergensbestandteile auflöst und eine wirksame Waschlösung erzeugt, die zum Einsatzort geleitet wird.
In den letzten Jahren wurde die Aufmerksamkeit auf die Herstellung einer hoch wirksamen Detergenssubstanz aus weniger alkalischen Substanzen gerichtet, beispielsweise Soda, das auch als Natriumkarbonat bekannt ist, da sich Vorteile bei der Herstellung, der Verarbeitung usw. ergeben. Bei Natriumkarbonat handelt es sich um eine milde Base, wobei es im Wesentlichen weniger stark ist (es besitzt einen kleineren K_b) als Natriumhydroxid. Weiters ist auf einer äquivalenten molaren Basis der pH-Wert der Natriumkarbonatlösung um eine Einheit kleiner als von einer äquivalenten Lösung von Natriumhydroxid (eine Reduktion der Basenstärke um eine Größenordnung). Die Verwendung von Natriumkarbonat-Zusammensetzungen wurde in der Industrie bei hoch leistungsfähigen Reinigungsvorgängen wegen dieses Unterschieds in der Alkalität nicht wirklich in Betracht gezogen. Die Industrie nahm an, dass ein Karbonat unter den hohen Anforderungen an die Zeit, an die Belastung und die Art des Schmutzes sowie an die Temperatur, die für Betriebe und die Industrie am Reinigungsmarkt angetroffen werden, nicht entsprechend reinigen kann. Einige wenige Zusammensetzungen, die auf Natriumkarbonat basieren, sowie Feststoffe wurden in Bereichen hergestellt, in denen die Reinigungsleistung nicht an erster Stelle steht. Weitere feste Detergenzien, die aus im Wesentlichen hydratisiertem Natriumkarbonat hergestellt wurden, wobei der Karbonatgehalt zumindest etwa sieben Mol Hydratwasser pro Mol Karbonat enthielt, waren hinsichtlich der Abmessungen nicht stabil. Das im Wesentlichen hydratisierte, blockförmige Detergens neigte beim Altern zu einem Aufquellen und zu einer Rissbildung. Dieses Aufquellen und diese Rissbildung wurden auf eine Veränderung des Hydratisierungszustands des Natriumkarbonats innerhalb des Blocks zurückgeführt. Schließlich kann die Verarbeitung eines geschmolzenen Hydrats Stabilitätsprobleme bei der Herstellung der Substanzen hervorrufen. Bestimmte Substanzen können sich bei hohen Schmelztemperaturen beim Vorhandensein von Wasser zersetzen oder sich in weniger aktive oder inaktive Substanzen umwandeln.
EP-0,363.852 beschreibt eine teilchenförmige Verbindung, die Natriumkarbonat, Natriumperkarbonat sowie einen Stabilisator enthält. Diese Zusammensetzung wird als Soda-Peroxygenträger beschrieben. WO 92/02611 ist auf den Hersteller von festen, gegossenen, nicht aufquellenden Detergenszusammensetzungen gerichtet. Diese Bezugsquelle beschreibt allgemein Reinigungsverbindungen, die hydratisierbare Chemikalien enthalten, die verschiedene hydratisierte Formen mit beträchtlich unterschiedlichen Dichten bilden können.
EP-A-0,364.840 offenbart eine Verbindung mit einem Phosphonat als Stabilisator, das die physikalischen Eigenschaften der Verbindung zu verändern scheint.
Dementsprechend entstand ein beträchtlicher Bedarf an mechanisch stabilen Karbonat-Detergensprodukten, die im Vergleich zu den auf stark alkalischen Stoffen basierenden Detergenzien eine äquivalente Reinigungsleistung besitzen. Weiters entstand ein wesentlicher Bedarf an erfolgreichen Nichtschmelz-Verfahren für die Herstellung von auf Natriumkarbonat basierenden Detergenzien, die einen Feststoff mit minimalen Hydratwassermengen bilden, die der Natronlauge zugeordnet sind. Diese Produkte und Verfahren müssen Bestandteile vereinigen und erfolgreich ein stabiles Feststoffprodukt herstellen, das verpackt, gelagert, vertrieben und an einer Vielzahl von Einsatzorten verwendet werden kann.
KURZE ERÖRTERUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein aus einem festen Block bestehendes Detergens, das auf einer Kombination eines Karbonathydrats und einer nicht hydratisierten Karbonatart basiert, die mit einem neuen hydratisierten Stoff verfestigt werden, der von uns E-Form Hydratverbindung genannt wird. Der Feststoff kann andere Reinigungsbestandteile sowie eine geregelte Menge von Wasser enthalten. Das auf feste, auf einem Karbonat basierende Detergens wird mit dem E-Form Hydrat verfestigt, das als Bindesubstanz oder Bindemittel wirkt, die durch den Feststoff verteilt sind.
Das E-Form Bindemittel enthält ein Minimum an organischem Phosphonat sowie Wasser, wobei auch ein Karbonat beigegeben werden kann. Das aus einem festen Block bestehende Detergens verwendet einen wesentlichen Anteil, der ausreicht, um die Reinigungseigenschaften zu erreichen, von hydratisiertem Karbonat und nichthydratisiertem Karbonat, die in einem neuen Herstellungsverfahren in feste Form zu einem neuartigen Aufbau geformt werden, bei dem es sich um ein neuartiges E-Form Bindemittel handelt. Der feste Zusammenhalt des Detergens, das wasserfreies Karbonat sowie andere Reinigungsverbindungen umfasst, wird durch das Vorhandensein des E-Form Bindemittelanteils aufrecht erhalten, der ein organisches Phosphonat, im Wesentlichen das gesamte Wasser, das dem Detergenssystem beigegeben wird, sowie eine zugeordnete Fraktion des Karbonats umfasst. Diese E-Form Hydrat-Bindekomponente ist durch den Feststoff verteilt und bindet hydratisiertes Karbonat und nichthydratisiertes Karbonat sowie andere Detergensbestandteile zu einem stabilen, aus einem festen Block bestehenden Detergens.
Das Alkalimetallkarbonat wird in einer Zusammensetzung verwendet, die zusätzlich eine wirksame Menge eines die Härte maskierenden Mittels enthält, das sowohl Härteionen maskiert, beispielsweise Kalzium, Magnesium und Mangan, aber auch Schmutz beseitigt und Suspensionseigenschaften besitzt. Die Zusammensetzungen können weiters ein Surfaktantensystem enthalten, das, in Kombination mit dem Natriumkarbonat sowie anderen Bestandteilen, bei typischen Betriebstemperaturen und Konzentrationen den Schmutz wirkungsvoll beseitigt. Das blockförmige Detergens kann weiters andere übliche Zusatzstoffe enthalten, beispielsweise Surfaktanten, Aufbaustoffe, Verdickungsmittel, Mittel, die eine Wiederablagerung von Schmutz verhindern, Enzyme, Chlorquellen, oxidierende oder reduzierende Bleichmittel, Antischaummittel, Spülhilfen, Farbstoffe, Duftstoffe usw.
Derartige blockförmige Detergenssubstanzen sind im Wesentlichen frei von einem Bestandteil, der mit dem Alkalimetallkarbonat für das Hydratwasser konkurrieren und die Verfestigung behindern kann. Die gebräuchlichste störende Substanz enthält eine zweite Alkalitätsquelle. Das Detergens enthält eine Menge der zweiten Alkalitätsquelle, die nicht ausreicht, um die Verfestigung zu stören, sowie weniger als 5 Gewichtsprozente, vorzugsweise weniger als 4 Gewichtsprozente, von üblichen Alkalitätsquellen, die entweder Natriumhydroxid oder ein alkalisches Natriumsilikat enthalten, wobei das Verhältnis Na₂O : SiO₂ größer als oder gleich etwa 1 ist. Obwohl ein kleiner Anteil an Natriumhydroxid in der Zusammensetzung vorhanden sein kann, um die Wirkung zu unterstützen, kann das Vorhandensein einer beträchtlichen Menge von Natriumhydroxid die Verfestigung stören. Natriumhydroxid bindet in diesen Zusammensetzungen vorzugsweise Wasser und verhindert tatsächlich, dass Wasser einen Beitrag zum E-Form Hydrat-Bindemittel und bei der Verfestigung des Karbonats leistet. Auf molarer Basis enthält die feste Detergenssubstanz mehr als 5 Mol Natriumkarbonat pro gesamtem Mol sowohl von Natriumhydroxid als auch von Natriumsilikat.
Wir haben herausgefunden, dass eine hoch wirksame Detergenssubstanz mit wenig Wasser (d.h. weniger als 11,5 Gewichtsprozenten, genauer gesagt weniger als 10 Gewichtsprozenten Wasser) bezogen auf den Block hergestellt werden kann. Die festen Detergenszusammensetzungen von Fernholz et al. benötigten in Abhängigkeit von der Verbindung für eine erfolgreiche Verarbeitung ein Minimum von etwa 12 bis 15 Gewichtsprozenten Hydratwasser. Das Fernholz-Verfestigungsverfahren benötigt Wasser, damit die Substanzen im Fluid oder in der Schmelze ausreichend fließen können, wenn sie verarbeitet oder erhitzt werden, so dass sie in eine Form gegossen werden können, beispielsweise in eine Flasche oder Kapsel aus Kunststoff, um sich zu verfestigen. Bei weniger Mengen von Wasser würde die Substanz zu dickflüssig werden, um für eine effektive Produktherstellung zu fließen. Die auf einem Karbonat basierenden Substanzen können jedoch in Extrusionsverfahren mit wenig Wasser hergestellt werden. Wir haben herausgefunden, dass dann, wenn die Substanzen extrudiert werden, das Hydratwasser dazu neigt, dass es sich mit dem Phosphonatbestandteil und, in Abhängigkeit von den Bedingungen, mit einer Fraktion des wasserfreien Natriumkarbonats verbindet, das bei der Herstellung der Substanzen verwendet wird. Wenn sich beigegebenes Wasser mit anderen Substanzen, beispielsweise Natriumhydroxid oder Natriumsilikaten, verbindet, erfolgt eine unzureichende Verfestigung, wobei dies zu einem Produkt führt, das einem Schlamm, einer Paste oder einem Brei ähnlich nassem Beton gleicht. wir haben herausgefunden, dass die Gesamtmenge von Wasser, die in den aus einem festen Block bestehenden Detergenzien der Erfindung vorhanden ist, weniger als etwa 11 bis 12 Gewichtsprozente Wasser, basierend auf der gesamten chemischen Verbindung (ohne dem Gewicht des Behälters), beträgt. Das feste Detergens enthält weniger als etwa 1,3, vorzugsweise etwa 0,9 bis 1,3 Mol Wasser pro Mol des Karbonats, am besten etwa 1,25 Mol Wasser pro Mol des Karbonats. Wenn man dies für den Zweck dieser Patentanmeldung berücksichtigt, bezieht sich das Hydratwasser, das in diesen Ansprüchen angeführt wird, in erster Linie auf das Wasser, das der Verbindung beigegeben wird, das primär das Bindemittel hydratisiert und sich mit ihm verbindet, das eine Fraktion des Natriumkarbonats, des Phosphonats und des Hydratwassers umfasst.
Eine Chemikalie mit Hydratwasser, das zum Verfahren oder in Produkte dieser Erfindung beigegeben wird, wobei die Hydratisierung mit dieser Chemikalie verbunden bleibt (das also nicht von der Chemikalie abgegeben wird und sich mit einer anderen verbindet), wird bei dieser Beschreibung nicht dem beigegebenen Hydratwasser hinzugerechnet. Bevorzugte harte, in ihren Abmessungen stabile, feste Detergenzien enthalten etwa 5 bis 20 Gewichtsprozente, vorzugsweise 10 bis 15 Gewichtsprozente, wasserfreies Karbonat. Der Rest des Karbonats besteht aus Karbonat-Monohydrat. weiters kann eine kleine Menge von Natriumkarbonat-Monohydrat bei der Herstellung des Detergens verwendet werden, wobei jedoch dieses Hydratwasser in die Berechnung einfließt.
Für Zwecke dieser Anmeldung sollen unter dem Ausdruck "fester Block" extrudierte Tablettensubstanzen, die ein Gewicht von mehr als 10 Gramm, d.h. von 50 Gramm bis zu 250 Gramm, besitzen, ein extrudierter Feststoff mit einem Gewicht von etwa 100 Gramm oder mehr oder ein Detergens aus einem festen Block verstanden werden, der eine Masse zwischen etwa 1 und 10 Kilogramm besitzt.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung einer aus einem festen Block bestehenden Detergenszusammensetzung gerichtet, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weniger als 12 Gewichtsprozente Wasser enthält; wobei der Block ein Detergens enthält, wobei das Verfahren enthält:

(i) Vereinigen von: (a) etwa 25 bis 80 Gewichtsprozente eines wasserfreien Alkalimetallkarbonats; (b) etwa 1 bis 30 Gewichtsprozente eines organischen Phosphonats als Mittel zur Maskierung der Härte; und (c) etwa 0,01 bis weniger als 1,3 Mol Wasser pro Mol Karbonat, um eine gemischte Masse zu bilden, in der die Bestandteile im Wesentlichen gleichmäßig verteilt sind; und
(ii) Entladen der gemischten Masse durch eine Düse oder eine andere Formeinrichtung, um einen Feststoff auszubilden, der ein nichthydratisiertes Alkalimetallkarbonat sowie ein Bindemittel enthält, das ein hydratisiertes Alkalimetallkarbonat sowie ein organisches Phosphonat für die Verfestigung enthält;

Die Erfindung ist weiters auf eine aus einem festen Block bestehende Geschirrwaschmittel-Verbindung gerichtet, die man mit dem oben erwähnten Verfahren erhalten kann.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den angeschlossenen Ansprüchen geoffenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigt:
1 ein ternäres Phasendiagramm, das die Anteile an Natriumkarbonat, Wasser und eines Aminotri (Methylenphosphonat) als Maskierungsmittel zeigt, die die Herstellung des aus einem festen Block bestehenden Detergens ermöglichen, das das E-Form Hydrat, wasserfreies Karbonat sowie ein Karbonathydrat mit Temperaturen des Zerfallbeginns enthält, wie sie in den getönten Bereichen dargestellt sind;
2 bis 10 verschiedene Kurven von Daten von DCS-(differential scanning calorimeter)-Messungen, die sich auf ein Natriumkarbonat-Monohydrat; eine Feststoffverbindung eines Natriumkarbonats und eines Organophosphonats sowie auf ein festes Detergens beziehen, das eine Masse von wasserfreiem Natriumkarbonat enthält, das zu einem Block gebunden ist, wobei die Daten die Herstellung eines neuartigen E-Form Bindemittels zeigen, das eine hydratisierte Verbindung eines Natriumkarbonats und eines Organophosphonats umfasst, wobei diese Fig. den neuartigen Hydratisierungszustand und den E-Form Aufbau der Erfindung zeigen;
11 die isometrische Darstellung des verpackten, festen Detergens; und
12 ein Diagramm, in dem eine verbesserte Abgabekennlinie des die E-Form enthaltenden, festen Detergens dargestellt ist, wenn es mit einem stark alkalischen Feststoff verglichen wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die aus einem festen Block bestehenden Detergenzien der Erfindung enthalten eine Alkalitätsquelle, ein organisches Phosphonat-Maskierungsmittel und ein E-Form Hydrat-Bindemittel.
Aktive Bestandteile
Das vorliegende Verfahren ist für die Herstellung einer Vielfalt von festen Reinigungsverbindungen geeignet, beispielsweise von Detergenszusammensetzungen aus extrudierten Tabletten, extrudierten Blöcken usw. Die Reinigungsverbindungen der Erfindung enthalten ein herkömmliches alkalisches Karbonat-Reinigungsmittel sowie andere aktive Bestandteile, die sich in Übereinstimmung mit der Art der Verbindung ändern, die hergestellt werden soll.
Die wesentlichen Bestandteile sind:
Zusammensetzung der Feststoffmatrix
Wenn sich diese Substanz verfestigt, bildet sich eine einzige E-Form Hydratbindemittelverbindung. Bei diesem Hydratbindemittel handelt es sich um kein einfaches Hydrat des Karbonatanteils. Wir nehmen an, dass das feste Detergens einen Hauptanteil an Karbonat-Monohydrat, einen Teil eines nichthydratisierten (im Wesentlichen wasserfreien) Alkalimetallkarbonats sowie die E-Form Bindemittelverbindung enthält, die eine Fraktion der Karbonatsubstanz, eine Menge des Organophosphonats und Hydratwasser umfasst. Die alkalische Detergenszusammensetzung kann eine Menge einer Alkalitätsquelle, die die Verfestigung nicht stört, sowie geringe aber wirksame Mengen von anderen Bestandteilen enthalten, beispielsweise ein oder mehrere Surfaktanten, ein Chelier/Maskierungs-Mittel, das ein Phosphonat enthält (das für sich ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt), ein Polyphosphat, ein Bleichmittel, beispielsweise eine eingekapselte Bleichflüssigkeit, Natriumhypochlorit oder Wasserstoffperoxid, ein Enzym, beispielsweise Lipase, eine Protease oder eine Amylase, und Ähnliches.
Alkalische Quellen
Die Reinigungsverbindung, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wird, kann geringe aber wirksame Mengen von einer oder mehreren alkalischen Quellen enthalten, um die Reinigung von Substraten zu verstärken und die Leistungsfähigkeit der Verbindung beim Entfernen von Schmutz zu verbessern. Die alkalische Matrix wird durch das Vorhandensein der Bindemittel-Hydratverbindung, die ihr Hydratwasser enthält, zu einem Feststoff gebunden. Die Verbindung enthält etwa 10 bis 80 Gewichtsprozente, vorzugsweise etwa 15 bis 70 Gewichtsprozente, einer Alkalimetallkarbonat-Quelle, am besten etwa 20 bis 60 Gewichtsprozente. Die gesamte Alkalitätsquelle kann etwa 5 Gewichtsprozente oder weniger eines Alkalimetallhydroxids oder Silikats enthalten. Ein Metallkarbonat, beispielsweise Natrium- oder Kaliumkarbonat, Bikarbonat, Sesquikarbonat, Gemische davon und Ähnliches, kann verwendet werden. Geeignete Alkalimetallhydroxide enthalten beispielsweise Natrium- oder Kaliumhydroxid. Ein Alkalimetallhydroxid kann der Verbindung in Form von festen Pastillen, in wässriger Lösung gelöst, oder in einer Kombination davon beigegeben werden. Alkalimetallhydroxide sind im Handel als Feststoffe in Form von geprillten Feststoffen oder Pastillen mit einer Mischung von Teilchengrößen oder als wässrige Lösung erhältlich, beispielsweise als Lösung mit 50 Gewichtsprozenten und 73 Gewichtsprozenten. Beispiele von brauchbaren alkalischen Quellen umfassen ein Metallsilikat, beispielsweise Natrium- oder Kaliumsilikat (mit einem M₂O : SiO₂ Verhältnis von 1 : 2,4 bis 5 : 1, wobei M ein Alkalimetall kennzeichnet) oder Metasilikat; ein Metallborat, beispielsweise Natrium- oder Kaliumborat, und Ähnliches; Ethanolamine und Amine; sowie andere ähnliche alkalische Quellen.
Reinigungsmittel
Die Verbindung enthält zumindest ein Reinigungsmittel, das vorzugsweise ein Surfaktant oder ein Surfaktantensystem ist. Eine Vielfalt von Surfaktanten kann in einer Reinigungsverbindung verwendet werden, einschließlich anionischen, nichtionischen, kationischen und zwitterionischen Surfaktanten, die im Handel bei einer Vielzahl von Quellen erhältlich sind. Anionische und nichtionische Mittel werden bevorzugt. Für eine Erörterung der Surfaktanten sei auf Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, dritte Ausgabe, Band 8, Seite 900–912 verwiesen. Die Reinigungsverbindung enthält ein Reinigungsmittel in einer Menge, die wirksam ist, um ein gewünschtes Reinigungsniveau zu erreichen, vorzugsweise etwa 0 bis 20 Gewichtsprozente, besser etwa 1,5 bis 15 Gewichtsprozente.
Anionische Surfaktanten, die bei den vorliegenden Reinigungsverbindungen nützlich sind, umfassen beispielsweise Karboxylate, wie etwa Alkylkarboxylate (Salze der Karboxylsäure) und Polyalkoxykarboxylate, Alkoholethoxylatkarboxylate, Nonylphenolethoxylatkarboxylate und Ähnliches; Sulfonate, wie etwa Alkylsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylarylsulfonate, sulfonierte Fettsäureester und Ähnliches; Sulfate, wie etwa sulfatierte Alkohole, sulfatierte, Alkoholethoxylate, sulfatierte Alkylphenole, Alkylsulfate, Sulfosuccinate, Alkyläthersulfate und Ähnliches; sowie Phosphatester, wie etwa Alkylphosphatester und Ähnliches, sowie Ähnliches. Bevorzugte anionische Stoffe sind Natriumalkylarylsulfonat, Alpha-Olefinsulfonat und Fettalkoholsulfate.
Nichtionische Surfaktanten, die bei Reinigungsmitteln nützlich sind, umfassen jene Surfaktanten, die ein Polyalkylenoxidpolymer als Teil des Surfaktantmoleküls besitzen. Derartige nichtionische Surfaktanten umfassen beispielsweise Polyethylenglykoläther von Fettalkoholen mit endständigen Chlor-, Benzyl-, Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl- sowie anderen ähnlichen Alkylgruppen; Polyalkylenoxid-freie nichtionische Stoffe, wie etwa Alkylpolyglykoside; Sorbitan- und Saccaroseester und deren Ethoxylate; alkoxyliertes Ethylendiamin; Alkoholalkoxylate, wie etwa Alkoholethoxylatpropoxylate, Alkoholpropoxylate, Alkoholpropoxylatethoxylatpropoxylate, Alkoholethoxylatbutoxylate und Ähnliches; Nonylphenolethoxylat, Polyoxyethylenglykoläther und Ähnliches; Karboxylsäureester, wie etwa Glyzerinester, Polyoxyethylenester, ethoxylierte und Glykolester von Fettsäuren und Ähnliches; Karboxylamide, wie etwa Diethanolaminkondensate, Monoalkanolaminkondensate, Polyoxyethylenfettsäureamide und Ähnliches; und Polyalkylenoxidblockcopolymere, die ein Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymer umfassen, wie etwa jene, die unter dem Warenzeichen PLURONIC^TM (BASF-Wyandotte) vertrieben werden, und Ähnliches; sowie andere ähnliche nichtionische Verbindungen. Silikonsurfaktanten, beispielsweise ABIL^® B8852, können ebenfalls Verwendung finden.
Kationische Surfaktanten, die für einen Einschluss in eine Reinigungsverbindung nützlich sind, um ein Gewebe hygienisch oder weich zu machen, umfassen Amine, wie etwa primäre, sekundäre und tertiäre Monoamine mit C₁₈ Alkyl- oder Alkenylketten, ethoxylierte Alkylamine, Alkoxylate von Ethylendiamin, Imidazole, wie etwa ein 1-(2-Hydroxyethyl)-2-Imidazolin, ein 2-Alkyl-1-(2-Hydroxyethyl)-2-Imidazolin und Ähnliches; sowie quartäre Ammoniumsalze, beispielsweise Alkylquartärammoniumchloride-Surfaktanten, wie etwa n-Alkyl (C₁₂-C₁₈) Dimethylbenzylammoniumchlorid, n-Tetradecyldimethylbenzylammoniumchlorid-Monohydrat, ein Naphtylen-substituiertes quartäres Ammoniumchlorid, wie etwa Dimethyl-1-Naphthylmethylammoniumchlorid und Ähnliches; sowie andere ähnliche kationische Surfaktanten.
Andere Zusatzmittel
Feste Reinigungsverbindungen, die erfindungsgemäß hergestellt werden, können weiters herkömmliche Zusatzmittel umfassen, beispielsweise ein Chelier/Maskierungs-Mittel, ein Bleichmittel, eine Alkaliquelle, ein sekundäres Härtemittel oder ein Änderungsmittel für die Löslichkeit, einen Detergensfüllstoff, ein Antischaummittel, ein Mittel, das eine Wiederablagerung verhindert, eine Substanz oder ein System, die einen Threshold-Effekt ausüben, ein Mittel zur Verbesserung des äußeren Eindrucks (d.h. ein Farbstoff, Duftstoff), und Ähnliches. Beigaben und andere zusätzliche Bestandteile werden sich in Übereinstimmung mit der Art der Verbindung ändern, die hergestellt wird. Die Verbindung enthält ein Chelier/Maskierungs-Mittel, beispielsweise eine Aminokarboxylsäure, ein kondensiertes Phosphat, ein Phosphonat, ein Polyakrylat und Ähnliches. Im Allgemeinen handelt es sich bei einem Chelatbildner um ein Molekül, das die Metallionen koordinieren (d.h. binden) kann, die allgemein im natürlichen Wasser vorkommen, um zu verhindern, dass die Metallionen die Wirkung der anderen zum Waschen dienenden Bestandteile einer Reinigungsverbindung stören. Das Chelier/Maskierungs-Mittel kann weiters auch als Substanz dienen, die einen Threshold-Effekt ausübt, wenn es in einer wirksamen Menge enthalten ist. Eine Reinigungsverbindung enthält etwa 0,1 bis 70 Gewichtsprozente, vorzugsweise etwa 5 bis 60 Gewichtsprozente, eines Chelier/Maskierungs-Mittels.
Verwendbare Aminokarboxylsäuren umfassen beispielsweise N-Hydroxyethyliminodiessigsäure, Nitrilotriessigsäure (NTA), Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), N-Hydroxyethyl-Ethylendiamintriessigsäure (HEDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA) und Ähnliches.
Beispiele von kondensierten Phosphaten, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen Natrium- und Kaliumorthophosphat, Natrium- und Kaliumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumhexametaphosphat und Ähnliches. Ein kondensiertes Phosphat kann weiters, bis zu einem gewissen Grad, zur Verfestigung der Verbindung dadurch beitragen, dass das in der Verbindung enthaltene freie Wasser als Hydratwasser fixiert wird.
Die Verbindung muss ein Phosphonat enthalten, beispielsweise 1-Hydroxyethan-1, 1-Diphosphonsäure CH₃C(OH)[PO(OH)₂]₂; Aminotri (Methylenphosphonsäure) N[CH₂PO(OH)₂]₃; Aminotri (Methylenphosphonat), Natriumsalz
2-Hydroxyethyliminobis (Methylenphosphonsäure) HOCH₂CH₂N[CH₂PO(OH)₂]₂; Diethylentriaminpenta (Methylenphosphonsäure) (HO)₂POCH₂N[CH₂CH₂N[CH₂PO(OH)₂]₂]₂; Diethylentriaminpenta (Methylenphosphonat), Natriumsalz C₉H(_28-x)N₃Na_xO₁₅P₅ (x = 7); Hexamethylendiamin (Tetramethylenphosphonat), Kaliumsalz C₁₀H_(28-x)N₂K_xO₁₂P₄ (x = 6); Bis (Hexamethylen) Triamin (Pentamethylenphosphonsäure) (HO₂)POCH₂N[(CH₂)₆N[CH₂PO(OH)₂]₂]₂; und phosphorige Säure H₃PO₃.
Eine bevorzugte Phosphonatkombination ist ATMP und DTPMP. Ein neutralisiertes oder alkalisches Phosphonat oder eine Kombination des Phosphonats mit einer Alkaliquelle vor der Beigabe in das Gemisch wird bevorzugt, so dass nur wenig oder keine Wärme oder ein Gas durch eine Neutralisierungsreaktion erzeugt werden, wenn das Phosphonat beigegeben wird.
Polymere Polykarboxylate, die für die Verwendung als Reinigungsmittel geeignet sind, umfassen angehängte Karboxylatgruppen (-CO₂ ^–) und umfassen beispielsweise Polyakrylsäure, Malein/Olefin Copolymer, Akryl/Malein-Copolymer, Polymethakrylsäure, Akrylsäure-Methakrylsäure Copolymere, hydrolisiertes Polyakrylamid, hydrolisiertes Polymethakrylamid, hydrolisierte Polyamid-Methakrylamid-Copolymere, hydrolisiertes Polyakrylonitril, hydrolisiertes Polymethakrylonitril, hydrolisierte Akrylonitril-Methakrylonitril Copolymere sowie Ähnliches. Für eine weitere Erörterung der Chelier/Markierungs-Mittel sei auf Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, dritte Ausgabe, Band 5, Seite 339–366 und Band 23, Seite 319–320 verwiesen.
Bleichmittel, die in Reinigungsverbindungen verwendet werden können, um ein Substrat aufzuhellen oder weiß zu machen, enthalten Bleichverbindungen, die aktive Halogenarten, beispielsweise Cl₂, Br₂, -OCl^– und/oder -OBr^–, unter Bedingungen frei machen, die typisch während eines Reinigungsvorgangs angetroffen werden. Geeignete Bleichmittel, die bei den vorhandenen Reinigungsverbindungen verwendet werden, umfassen beispielsweise Chlor enthaltende Verbindungen, wie etwa ein Chlor, ein Hypochlorit, Chloramin. Bevorzugte Halogen frei setzende Verbindungen umfassen die Alkalimetall-Dichloroisozyanurate, chloriertes Trinatriumphosphat, die Alkalimetall-Hypochlorite, Monochloramin und Dichloramin sowie Ähnliches. Verkapselte Chlorquellen können ebenfalls verwendet werden, um die Stabilität der Chlorquelle in der Verbindung zu verbessern (siehe beispielsweise die US-Patentschriften 4,618.914 und 4,830.773). Ein Bleichmittel kann weiters eine Quelle von Peroxygen oder aktivem Sauerstoff sein, beispielsweise Wasserstoffperoxid, Perborate, Natriumkarbonatperoxyhydrat, Phosphatperoxyhydrate, Kaliumper-Monosulfat sowie Natriumperborat-Mono- und Tetrahydrat, mit und ohne Aktivierungsmittel, wie etwa Tetraazetylethylendiamin, und Ähnliches. Eine Reinigungsverbindung kann eine geringe aber wirksame Menge eines Bleichmittels enthalten, vorzugsweise etwa 0,1 bis 10 Gewichtsprozente, vorzugsweise etwa 1 bis 6 Gewichtsprozente.
Aufbaustoffe oder Füllstoffe des Detergens
Eine Reinigungsverbindung kann eine geringe aber wirksame Menge von einem oder mehreren Detergensfüllstoffen enthalten, die für sich nicht als Reinigungsmittel wirken, aber mit dem Reinigungsmittel zusammenwirken, um die gesamte Reinigungsleistung der Verbindung zu verstärken. Beispiele für Füllstoffe, die für eine Verwendung bei den vorliegenden Reinigungsverbindungen geeignet sind, umfassen Natriumsulfat, Natriumchlorid, Stärke, Zucker, C₁-C₁₀ Alkylenglykole, wie etwa Propylenglykol, und Ähnliches. Vorzugsweise ist ein Detergensfüllstoff in einer Menge von etwa 1 bis 20 Gewichtsprozenten, vorzugsweise etwa 3 bis 15 Gewichtsprozenten, enthalten.
Antischaummittel
Eine geringe aber wirksame Menge eines Antischaummittels kann in den vorliegenden Reinigungsverbindungen ebenfalls enthalten sein, um die Stabilität eines Schaums herabzusetzen. Das Antischaummittel kann nichtionisch sein. Vorzugsweise enthält die Reinigungsverbindung etwa 0,0001 bis 5 Gewichtsprozente eines Antischaummittels, vorzugsweise etwa 0,01 bis 3 Gewichtsprozente.
Beispiele für Antischaummittel, die für eine Verwendung in den vorliegenden Verbindungen geeignet sind, umfassen Silikonverbindungen, beispielsweise in Polydimethylsiloxan dispergiertes Siliziumdioxid, Fettamide, Kohlenwasserstoffwachse, Fettsäuren, Fettester, Fettalkohole, Fettsäureseifen, Ethoxylate, Mineralöle, Polyethylenglykolester, Alkylphosphatester, wie etwa Monostearylphosphat, und Ähnliches. Eine Erörterung von Antischaummitteln findet sich beispielsweise in der US-Patentschrift 3,048.548; Martin et al., der US-Patentschrift 3,334.147, Brunelle et al. und der US-Patentschrift 3,442.242, Rue et al.
Mittel zum Verhindern von Wiederablagerungen
Eine Reinigungsverbindung kann weiters ein Mittel zum Verhindern von Wiederablagerungen enthalten, das die dauernde Suspension von Schmutz in einer Reinigungslösung erleichtert und verhindert, dass der entfernte Schmutz wieder auf dem Substrat abgelagert wird, das gereinigt werden soll. Beispiele von geeigneten Mitteln, die eine Wiederablagerung verhindern, umfassen Fettsäureamide, Fluorkarbonsurfaktanten, komplexe Phosphatester, Styrolmaleinsäureanhydridcopolymere sowie Zellulosederivate, wie etwa Hydroxyethylzellulose, Hydroxypropylzellulose, und Ähnliches. Eine Reinigungsverbindung kann etwa 0,5 bis 10 Gewichtsprozente, vorzugsweise etwa 1 bis 5 Gewichtsprozente, eines Mittels zum Verhindern von Wiederablagerungen enthalten.
Farbstoffe/Duftstoffe
Verschiedene Farbstoffe, Duftstoffe einschließlich Parfüme, sowie andere den äußeren Eindruck verbessernde Mittel können ebenfalls in der Verbindung enthalten sein. Die Farbstoffe können enthalten sein, um das Aussehen der Verbindung zu verändern, beispielsweise Direct Blue^® 86 (Miles), Fastusol^® Blue (Mobay Chemical Corp.), Acid Orange^® 7 (American Cyanamid), Basic Violet^® 10 (Sandoz), Acid Yellow^® 23 (GAF), Acid Yellow^® 17 (Sigma Chemical), Sap Green^® (Keyston Analine and Chemical), Metanil Yellow^® (Keystone Analine und Chemical), Acid Blue^® 9 (Hilton Davis), Sandolan Blue/Acid Blue^® 182 (Sandoz), Hisol Fast Red^® (Capitol Color and Chemical), Fluorescein^® (Capitol Color and Chemical), Acid Green^® 25 (Ciba-Geigy) und Ähnliches.
Duftstoffe oder Parfüme, die in den Verbindungen enthalten sein können, enthalten beispielsweise Terpenoide, wie etwa Zitronellol, Aldehyde, wie etwa Amylzinnamaldehyd, einen Jasmin, wie etwa ClS-Jasmin oder Jasmal, Vanillin, und Ähnliches.
Wässriges Medium
Die Bestandteile können wahlweise in einer geringen aber wirksamen Menge eines wässrigen Mediums verarbeitet werden, beispielsweise Wasser, um eine homogene Mischung zu erhalten, die Verfestigung zu unterstützen, einen wirksamen Wert der Viskosität für die Verarbeitung des Gemischs zu erreichen und die verarbeitete Verbindung mit dem gewünschten Wert an Festigkeit und Kohäsion während des Entladens und der Aushärtung zu liefern. Das Gemisch enthält während der Verarbeitung typisch etwa 0,2 bis 12 Gewichtsprozente eines wässrigen Mediums, vorzugsweise etwa 0,5 bis 10 Gewichtsprozente.
Verarbeitung der Verbindung
Die Erfindung liefert ein Verfahren zum Verarbeiten einer festen Reinigungsverbindung. Erfindungsgemäß werden ein Reinigungsmittel und wahlweise andere Bestandteile mit einer wirksamen Menge von Bestandteilen zum Verfestigen in einem wässrigen Medium gemischt. Eine geringe Menge Wärme kann von einer externen Quelle aufgebracht werden, um die Verarbeitung des Gemischs zu erleichtern.
Ein Mischsystem sorgt für eine fortlaufende Mischung der Bestandteile unter hoher Scherkraft, um eine im Wesentlichen homogene Flüssigkeit oder ein halbfestes Gemisch herzustellen, in dem die Bestandteile über seine Masse verteilt sind. Das Mischsystem weist eine Einrichtung zum Mischen der Bestandteile auf, um eine Scherwirkung zu erzielen, um das Gemisch auf einer fließfähigen Konsistenz mit einer Viskosität während der Verarbeitung zu halten, die etwa 1.000 bis 1,000.000 cP (1 bis 1.000 Pa·s) beträgt, vorzugsweise etwa 50.000 bis 200.000 cP (50 bis 200 Pa·s). Beim Mischsystem handelt es sich vorzugsweise um einen Mischer mit kontinuierlicher Strömung oder am besten um eine Einschneckenpresse oder eine Doppelschneckenpresse, wobei einer Doppelschneckenpresse der Vorzug gegeben wird.
Das Gemisch wird typisch bei einer Temperatur verarbeitet, um die physikalische und chemische Stabilität der Bestandteile aufrecht zu erhalten, vorzugsweise bei Umgebungstemperaturen von etwa 20 bis 80°C, am besten von etwa 25 bis 55°C. Obwohl eine begrenzte externe Wärme dem Gemisch zugeführt werden kann, kann die vom Gemisch erreichte Temperatur während der Verarbeitung durch Reibung, Schwankungen in den Umgebungsbedingungen und/oder durch eine exotherme Reaktion zwischen den Bestandteilen erhöht werden. Wahlweise kann die Temperatur des Gemischs erhöht werden, beispielsweise an den Einlässen oder den Auslässen des Mischsystems.
Ein Bestandteil kann die Form einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs, beispielsweise trockene Teilchen, besitzen und dem Gemisch getrennt oder als Teil einer Vormischung mit einem anderen Bestandteil beigegeben werden, beispielsweise mit dem Reinigungsmittel, dem wässrigen Medium sowie zusätzlichen Bestandteilen, wie etwa einem zweiten Reinigungsmittel, einem Detergenszusatz oder einem anderen Zusatz, einem sekundären Aushärtemittel und Ähnlichem. Eine oder mehrere Vormischungen können dem Gemisch beigegeben werden.
Die Bestandteile werden gemischt, um eine im Wesentlichen homogene Konsistenz zu bilden, in der die Bestandteile durch die Masse im Wesentlichen gleichmäßig verteilt sind. Das Gemisch wird dann aus dem Mischsystem über eine Düse oder eine andere Formeinrichtung entladen. Das geformte Extrudat kann dann in verwendbare Größen mit einer bestimmter Masse geteilt werden. Vorzugsweise wird der extrudierte Feststoff in eine Folie eingepackt. Die Temperatur des Gemischs ist während der Entladung aus dem Mischsystem vorzugsweise ausreichend niedrig, damit das Gemisch direkt in ein Verpackungssystem gegossen oder extrudiert werden kann, ohne dass das Gemisch zuerst abgekühlt werden muss. Die 'Zeit zwischen der Entladung des Eytrudats und der Verpackung kann eingestellt werden, damit der Detergensblock aushärten kann, um ihn während der weiteren Verarbeitung und Verpackung besser handhaben zu können. Das Gemisch liegt zum Zeitpunkt der Entladung etwa bei 20 bis 90°C, vorzugsweise bei etwa 25 bis 55°C. Die Verbindung kann dann in eine feste Form aushärten, die von einer schwammartigen, geschmeidigen, kittartigen Konsistenz mit niedriger Dichte bis zu einem kompakten, betonartigen Block mit hoher Dichte reichen kann.
Wahlweise können die Heiz- und Kühleinrichtungen neben dem Mischgerät angebracht sein, um Wärme aufzubringen oder abzuführen, um ein gewünschtes Temperaturprofil im Mischer zu erhalten. Beispielsweise kann eine externe Wärmequelle auf einen oder mehrere Trommelteile des Mischers aufgebracht werden, beispielsweise auf den Einlassbereich für die Bestandteile, den endgültige Auslassbereich und Ähnliches, um die Fließfähigkeit des Gemischs während der Verarbeitung aufrecht zu erhalten. Die Temperatur des Gemischs während der Verarbeitung, einschließlich der Temperatur an der Entladeöffnung, wird auf etwa 20 bis 90°C gehalten.
Wenn die Verarbeitung der Bestandteile beendet ist, kann das Gemisch aus dem Mischer über eine Entladedüse entladen werden. Die Verbindung härtet möglicherweise durch die chemische Reaktion der Bestandteile aus, die das E-Form Hydratbindemittel bilden. Der Aushärtvorgang kann von einigen wenigen Minuten bis zu etwa sechs Stunden dauern, wobei dies beispielsweise von der Größe des Gussstücks oder der extrudierten Verbindung, den Bestandteilen der Verbindung, der Temperatur der Verbindung und anderen ähnlichen Faktoren abhängt. Vorzugsweise "erstarrt" die gegossene oder extrudierte Verbindung oder sie beginnt in eine feste Form innerhalb von etwa 1 Minute bis zu etwa 3 Stunden auszuhärten, vorzugsweise innerhalb etwa 1 Minute bis etwa 2 Stunden, am besten innerhalb etwa 1 Minute bis etwa 20 Minuten.
Verpackungssystem
Das Aufnahmegefäß oder der Behälter für die Verpackung kann steif oder flexibel und aus irgendeiner Substanz zusammengesetzt sein, die dazu geeignet ist, die Verbindungen aufzunehmen, die erfindungsgemäß hergestellt wurden, beispielsweise aus Glas, Metall, Kunststofffilmen oder Kunststofffolien, Karton, Kartonmaterialien, Papier und Ähnlichem.
Da die Verbindung bei oder in der Nähe von Umgebungstemperaturen verarbeitet wird, ist die Temperatur des verarbeiteten Gemischs vorzugsweise niedrig genug, so dass das Gemisch direkt in den Behälter oder ein anderes Verpackungssystem gegossen oder extrudiert werden kann, ohne dass die Materialien in ihrem Aufbau beschädigt werden. Dadurch kann für die Herstellung des Behälters eine breitere Vielfalt von Substanzen verwendet werden, als dies bei Verbindungen der Fall ist, die im geschmolzenen Zustand verarbeitet und abgegeben werden.
Eine bevorzugte Verpackung, die dazu dient, um die Verbindungen aufzunehmen, wird aus einem flexiblen, leicht zu öffnenden Folienmaterial hergestellt.
Abgabe der verarbeiteten Verbindungen
Die Reinigungsverbindung, die erfindungsgemäß hergestellt wurde, wird von einer Sprühabgabeeinrichtung abgegeben, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 4,826.661, 4,690.305, 4,687.121, 4,426.362 sowie in den US-Abänderungspatenten 32.763 und 32.818 geoffenbart ist. Kurz gesagt, eine Sprühabgabeeinrichtung arbeitet so, dass ein Wassernebel auf eine freiliegende Fläche der festen Verbindung auftrifft, um einen Teil der Verbindung aufzulösen, und unmittelbar darauf die konzentrierte Lösung, die die Verbindung enthält, aus der Abgabeeinrichtung zu einem Speicherbehälter oder direkt zu einem Einsatzort geleitet wird. Die bevorzugte Form des Produkts ist in 11 dargestellt. Bei der Verwendung wird das Produkt aus der Verpackung entfernt, beispielsweise aus der Folie, und in die Abgabeeinrichtung eingesetzt. Der Wassernebel kann mit einer Düse erzeugt werden, die so ausgebildet ist, dass sie mit der Form des festen Detergens übereinstimmt. Das Gehäuse der Abgabeeinrichtung in einem Abgabesystem kann weiters der Form des Detergens angepasst sein, so dass das Einsetzen eines falschen Detergens verhindert wird.
AUSFÜHRLICHE ERÖRTERUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein ternäres Phasendiagramm, in dem eine aus einem festen Block bestehende Detergenszusammensetzung dargestellt ist, die aus Natriumkarbonat, Aminotri (Methylenphosphonat) und Wasser besteht. In dem mit ABCD bezeichneten Bereich zeigen verschiedene Flächen die Anteile von Substanzen, die eine Hydratsubstanz bilden, die bei bestimmten Temperaturen des Zerfallbeginns zerfällt, wie dies dargestellt ist. Die Bereiche 2 und 3 sind charakteristisch für bevorzugte feste Detergenszusammensetzungen, die ein E-Form Hydratbindemittel enthalten.
2 zeigt eine DSC-Kurve von Soda und Wasser, gemischt bei den Monohydratverhältnissen bei einer im Laboratorium hergestellten Probe, die über 24 Stunden bei 37,8°C altern konnte. Diese Substanz besitzt einen Zerfallbeginn des Hydrats von etwa 110°C, der für Natriumkarbonat-Monohydrat charakteristisch oder typisch ist. Alle in dieser Schrift gezeigten DSC-Kurven wurden auf einem Perkin Elmer Model DSC-7 gefahren.
3 zeigt eine DSC-Kurve für ein Gemisch aus Natriumkarbonat (Soda), ATMP und Wasser in einem Verhältnis von 50 zu 3,35 zu 11,4. Die Probe wurde wiederum im Laboratorium gemischt und konnte im Ofen bei 37,8°C für 24 Stunden altern. Die Temperatur des Zerfallbeginns des resultierenden Feststoffs war auf 122°C verschoben, wobei wir annehmen, dass sie für ein E-Form Hydratbindemittel charakteristisch ist, das ATMP, hydratisiertes und nichthydratisiertes Soda und Wasser enthält. Die Änderung in der Temperatur des Zerfallbeginns stammt von der Vereinigung des Phosphonat, Sodahydrats und Wasser im E-Form Bindemittel.
4 zeigt eine DSC-Kurve- eines extrudierten Produkts. Die Substanz des Experiments besaß folgende Zusammensetzung:
Das Produkt war wie folgt zusammengesetzt: 2% der nichtionischen Stoffe wurden mit dem grobkörnigen Natriumtripolyphosphat (STTP), der Surfaktanten-Vormischung D und dem Aminotri (Methylenphosphonat) (ATMP) in einem ersten Pulverzubringer vorgemischt. Der Zweck dieser Vormischung besteht darin, eine feine, sprühgetrocknete ATMP NSD zusammen mit dem grobkörnigen STPP zu halten, um eine Entmischung während der Verarbeitung zu verhindern. Das wasserfreie Natriumkarbonat (Soda) wird über einen zweiten Pulverzubringer zugeführt, wobei sowohl Wasser als auch das restliche Surfaktant von getrennten Pumpen zu einem Teledyne-Prozessor mit einer Extrusionsschnecke gepumpt wurden. Die Fertigungsleistung für dieses Experiment betrug 13,6 kg/min (30 lbs/min), wobei eine Menge von etwa 544 kg (1200 lbs) des Produkts erzeugt wurde. In der DSC-Kurve von 4 gleicht der Peak sehr nahe dem Hydrationspeak des E-Form Komplexes von 3. Die Temperatur des Zerfallbeginns ist auf 128°C verschoben, im Gegensatz zum Monohydrat von Soda in 2 von etwa 110°C.
5 zeigt den Unterschied zwischen einer Natriumkarbonat-Monohydratverbindung und der Natriumkarbonatverbindung, die unter der Verwendung der E-Form Hydratsubstanz der Erfindung zu einem Feststoff geformt wurde. 5 enthält zwei DSC-Kurven, eine erste Kurve, die einen Verlauf besitzt, der strichpunktiert dargestellt ist, und eine zweite Kurve, die aus einer Volllinie besteht. Die strichpunktierte Kurve zeigt das feste Detergens, das unter Verwendung des E-Form Hydrats zu einer festen Substanz gebunden wurde. Die Volllinie zeigt eine Substanz, die dadurch gebildet wurde, dass die feste Detergenszusammensetzung der Erfindung, die das E-Form Hydratbindemittel enthält, der feuchten Umgebungsatmosphäre ausgesetzt wurde. Das feste Detergens der Erfindung vereinigt sich mit der Feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre und bildet Natriumkarbonat-Monohydrat, das durch das Auftreten eines sekundären Peaks bei einer charakteristischen Monohydrattemperatur links vom Hauptpeak des E-Form Hydrats gekennzeichnet ist. Ein dritter, kleinerer Peak links sowohl vom E-Form Hydrat-Peak als auch vom Monohydrat-Peak ist dargestellt. Dieser Peak wird der Bildung eines sieben Mol Hydrats während der Vereinigung der Feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre mit dem wasserfreien Natriumkarbonat in dem aus einem festen Block bestehenden Detergens der Erfindung zugeschrieben.
6 zeigt einen Vergleich, der den 2 und 3 ähnlich ist. In 6 sind zwei Kurven dargestellt. Die Volllinie kennzeichnet ein aus einem festen Block bestehendes Detergens der Erfindung, das das E-Form Hydrat enthält. Die strichpunktierte Linie zeigt die thermischen Eigenschaften nur von Sodahydrat. Der Unterschied in den Temperaturpaeks zeigt, dass sich das unter den Bedingungen des Experiments gebildete Soda-Monohydrat von der E-Form Hydratsubstanz der Erfindung wesentlich unterscheidet.
7 bis 10 vergleichen einen Komplex aus Soda und Aminotri (Methylenphosphonat), der mit veränderlichen molaren Verhältnissen gebildet wurde, mit der gegossenen, festen Detergenssubstanz der Erfindung. Diese Reihen von DSC-Kurven zeigen, dass dann, wenn sich das Verhältnis von Soda zu ATMP etwa 5 bis 1 nähert, die Kurven meist nahezu die E-Form Hydratsubstanz der Erfindung darstellen. Aufgrund dieser DSC-Kurven nehmen wir an, dass die E-Form Hydratsubstanz ein Molverhältnis von Soda zu ATMP von etwa 5 : 1 besitzt, wobei sich jedoch einige Verhältnisse der E-Form Hydratsubstanz bei Verhältnissen bilden, die im Bereich von etwa 3 : 1 bis etwa 7 : 1 Soda : ATMP liegen.
11 zeigt eine Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des verpackten, aus einem festen Block bestehenden Detergens der Erfindung. Das Detergens besitzt eine in der Mitte einheitlich eingedrückte, elliptische Form. Diese Form stellt sicher, dass dieser Block mit seinem besonderen Profil nur in Sprüher von Abgabeeinrichtungen passen kann, die eine entsprechend geformte Aufnahme für das aus einem festen Block bestehende Detergens besitzen. Es ist uns nicht bekannt, dass es auf dem Markt irgendein aus einem festen Block bestehendes Detergens mit dieser Form gibt. Die Form des festen Blocks stellt sicher, dass kein ungeeigneter Ersatz für diese Substanz leicht in die Abgabeeinrichtung eingesetzt werden kann, wenn sie in einer Geschirrwaschmaschine verwendet wird. In 11 ist das Gesamtprodukt 10 so dargestellt, dass es einen gegossenen, festen Block 11 besitzt (enthüllt durch das Entfernen der Verpackung 12). Die Verpackung weist eine Etikette 13 auf. Die Folienumhüllung kann unter Verwendung einer Aufreißlinie oder einer Bruchlinie 14 oder 14a leicht entfernt werden, die in der Umhüllung vorgesehen ist.
Weiters haben wir Versuche über die Abgabe mit Zusammensetzungen durchgeführt, die im Wesentlichen ähnlich der Formel 1 und 2 waren. Überraschend haben wir festgestellt, dass bei einem auf der Leitfähigkeit beruhenden Abgabevorgang die Steuerung der Abgabe von auf Natriumkarbonat basierenden Detergenzien wesentlich besser sein kann, als die Steuerung von auf stark alkalischen Stoffen basierenden Detergenzien. Wir haben bei typischen Abgabebedingungen herausgefunden, dass auf stark alkalischen Stoffen basierende Detergenzien oft die Zielvorgaben um einen Grad überschreiten, der größer als bei auf Soda basierenden Detergenzien ist. Weiters haben wir festgestellt, dass bei auf Natriumkarbonat basierenden Waschmitten nach einem ersten oder zweiten Zyklus die Menge des Detergens, die bei jedem Zyklus abgegeben wird, sich von einer Zielkonzentration, z.B. etwa 800 bis 1200 ppm aktiver Bestandteil, nicht um mehr als etwa 2% ändert. Diese Daten zeigt 12. In 12 ist auf der vertikalen Achse die Konzentration in ppm und auf der horizontalen Achse die Zeit aufgetragen. Bei den anfänglichen Abgabezyklen unter der Verwendung eines neuen, aus einem festen Block bestehenden, auf Soda basierenden Detergens können der erste oder die beiden ersten Zyklen 50 bis 80% der gewünschten Menge der aktiven Bestandteile enthalten. Nach diesen Anfangszyklen wird jedoch die Steuerung der Menge des aktiven Bestandteils (Natriumkarbonat) im Waschwasser wesentlich verbessert.
Im scharfen Gegensatz dazu kann bei der Verwendung von auf stark alkalischen Stoffen basierenden alkalischen Detergenzien auch in den Anfangszyklen ein Überschwingen der gewünschten Menge der stark alkalischen Stoffe oft wesentlich mehr als 100% und mehr betragen. Auch während typischer Betriebszyklen kann ein Überschwingen zwischen weniger als etwa 0,1% bis etwa 20% schwanken. Obwohl diese Überschwingwerte typisch der Reinigungsleistung nicht schaden, kann ein derartiges Überschwingen unter bestimmten Umständen für die Detergenssubstanz kostspielig sein.
Die oben erwähnte Beschreibung liefert eine Basis für das Verständnis für die breiten Gemeinsamkeiten und Grenzen der Erfindung. Die folgenden Beispiele und Versuchsdaten liefern ein Verständnis von bestimmten Ausführungsformen der Erfindung und enthalten eine beste Betriebsart. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit den nun folgenden ausführlichen Beispielen weiter beschrieben. Diese Beispiele sind jedoch nicht so zu verstehen, dass sie den Bereich der Erfindung einschränken, die in der obigen Beschreibung erörtert wurde.
Beispiel 1
Das Experiment wurde ausgeführt, um die Menge von Wasser zu bestimmen, die notwendig ist, um ein Natriumkarbonat-Produkt zu extrudieren. Das Produkt bei diesem Beispiel ist ein Einweichmittel, doch trifft dies gleichfalls auf ein Geschirrwaschmittel-Produkt zu. Eine flüssige Vormischung wurde unter Verwendung von Wasser, Nonylphenolethoxylat mit 9,5 Mol EO (NPE 9,5), einem Direct Blue^® 86 Farbstoff, einem Duftstoff und dem Antischaummittel Silicone Antifoam^® 544 hergestellt. Diese Bestandteile wurden in einem ummantelten Mischkessel gemischt, der mit einem Rührwerk ausgestattet war. Die Temperatur dieser Vormischung wurde zwischen 29 bis 32°C (85 bis 90°F) gehalten, um ein Gelieren zu verhindern. Der Rest der Bestandteile für dieses Experiment bestand aus Natriumtriphosphat, Natriumkarbonat und LAS 90% Flocken, die alle von getrennten Pulverzubringern zugeführt wurden. Diese Substanzen wurden alle in einen Teledyne 2'' (5,1 cm) Pastenprozessor mit den in Tabelle 2 angeführten Prozentsätzen zugeführt. Die Fertigungsleistungen für dieses Experiment schwankten zwischen 9,07 und 8,16 kg/min (20 und 18 lbs/min). Das Experiment wurde in fünf verschiedene Bereiche geteilt, wobei jeder Bereich eine unterschiedliche Zuführgeschwindigkeit der flüssigen Vormischung besaß, die die Wassermenge in der Zusammensetzung reduzierte. Der Prozentsatz dieser Reduktionen ist aus Tabelle 2 zu ersehen. Das Produkt wurde vom Teledyne-Prozessor über ein Knie und ein 1–1/2'' (3,8 cm) Sanitärrohr entladen. Die Tabelle 2 enthält die Verhältnisse von Wasser zu Soda für jedes der Experimente. weiters sind in dieser Tabelle die Ergebnisse des Experiments angeführt, die größeren Werte der Verhältnisse von Wasser zu Soda (etwa 1,8 bis 1,5) erzeugten eine starke Rissbildung und ein starkes Aufquellen. Nur wenn sich die Menge von Wasser 1,3 oder darunter näherte, konnten wir keine Rissbildung oder ein Aufquellen der Blöcke feststellen. Die besten Ergebnisse erkennt man bei einem molaren Verhältnis von Wasser zu Soda von 1,25. Dies zeigt ein Beispiel, dass ein extrudiertes, auf Soda basierendes Produkt hergestellt werden kann, wobei jedoch die Wassermenge auf niedrigem Niveau gehalten werden muss, um eine starke Rissbildung oder ein starkes Aufquellen zu verhindern.
Beispiel 2
Bei diesem Beispiel handelt es sich um ein Beispiel eines Geschirrwaschmittels, das in einem 5'' (12,7 cm) Teledyne-Pastenprozessor hergestellt wurde. Die Vormischung bestand aus Sufactant Premix 3 (die 84% einer nichtionischen Substanz vom Typ Pluronic und 16% eines Gemischs von Mono- und Di-(etwa C₁₆)-Alkylphosphatester mit einem grobkörnigen Natriumtripolyphosphat und sprühgetrocknetem ATMP (Aminotri (Methylenphosphonsäure) umfasst. Das sprühgetrocknete ATMP wurde vor der Sprühtrocknung auf einen pH-Wert von 12 bis 13 eingestellt. Die Aufgabe dieser Vormischung besteht darin, eine gleichförmige Substanz herzustellen, die dem Teledyne-Prozessor zugeführt werden kann, ohne dass eine Entmischung auftritt. Das Experiment besitzt folgende Zusammensetzung:
TABELLE 1
Der Farbstoff, bei dem es sich um Direct Blue 86 handelt, wurde im Mischbehälter mit weichem Wasser gemischt. Die Fertigungsleistung für dieses Experiment lag bei 13,6 kg/min (30 lbs/min), wobei eine Menge von 160 kg (350 lbs) hergestellt wurde. Das molare Verhältnis von Wasser zu Soda lag bei diesem Experiment bei 1,3. Der Teledyne-Prozessorextruder wurde am Auslass mit einem 5–1/2'' (14 cm) Rundknie und einem geraden Sanitärrohr ausgestattet. Die Blöcke wurden in etwa 1,4 kg (3 lbs) Blöcke geschnitten. Der Teledyne-Prozessor wurde mit etwa 300 UpM betrieben und der Entladedruck lag bei etwa 138 kPa (20 psi). Die Wassertemperatur wurde bei diesem Experiment auf etwa 15°C (59°F) gehalten, die Surfaktanttemperatur betrug 26°C (80°F) und die mittlere Block-Entladetemperatur lag bei 46°C (114°F). Die Herstellung verlief zufriedenstellend mit Blöcken, die in 15 bis 20 Minuten aushärteten, nachdem sie den Teledyne-Prozessor verlassen hatten, wobei bei diesem Experiment keine Rissbildung oder ein Aufquellen bemerkt werden konnte.
Beispiel 3
Es wurden Laborproben hergestellt, um das Phasendiagramm von ATMP, Natriumkarbonat und Wasser zu bestimmen. Die sprühgetrocknete, neutralisierte Version von ATMP, die im Beispiel 2 verwendet wurde, ist die gleiche Substanz, die bei diesem Experiment Verwendung fand. Wasserfreies Karbonat mit geringer Dichte (FCM-Grad 100) und Wasser wurden als andere Bestandteile verwendet. Diese Gemische konnten bei 38°C (100°F) in einem Ofen über Nacht reagieren und ins Gleichgewicht kommen. Die Proben wurden anschließend mit DSC analysiert, um die Peaks für den Zerfallbeginn des Hydrats für jede Probe zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Experimente sind in einem Phasendiagramm enthalten, das 1 zeigt. Eine Verschiebung im Einsetzen der Hydratzerfalls-Temperatur ist dann zu erkennen, wenn den Gemischen ATMP beigegeben wird. Der normale Peak von monohydratisiertem Soda ist bei sehr niedrigen ATMP-Pegeln zu sehen. Bei steigenden ATMP-Mengen findet sich ein Bereich mit größeren Verhältnissen eines stabileren E-Form Hydratbindemittels, von dem wir annehmen, dass es ein Komplex von ATMP, Wasser und Soda ist. Weiters nehmen wir an, dass es sich dabei um eine Verbindung handelt, die für eine stark verbesserte Härte der Blöcke bei Produkten verantwortlich ist, die ATMP enthalten. Die Blöcke, die ATMP enthalten, zeigen weniger leicht eine Rissbildung als Blöcke, die kein ATMP enthalten. Weiters können Blöcke, die ATMP enthalten, eine größere Wassermenge besitzen, als Blöcke, die kein ATMP enthalten.
Beispiel 4
Bei diesem Experiment wurde das gleiche Experiment wie im Beispiel 3 mit der Ausnahme durchgeführt, dass Bayhibit AM (eine 2-Phosphonobutan-1,2,4-Trikarboxylsäure) statt des ATMP eingesetzt wurde. Die verwendete Substanz wurde auf einen pH-Wert von 12 bis 13 eingestellt und getrocknet. Gemische von dieser Substanz, Soda und Wasser wurden anschließend hergestellt und konnten bei 38°C (100°F) in einem Ofen über Nacht ins Gleichgewicht kommen. Daraufhin wurden die Proben mit DSC auf das Einsetzen der Hydrat-Zerfallstemperatur analysiert. Dieses System ergab vergleichbare Ergebnisse mit einem höheren Einsetzen des Hydratzerfalls.
An dieser Stelle nehmen wir an, dass man einen verbesserten, extrudierten, auf Soda basierenden Feststoff erhalten kann, wenn der Zusammensetzung ein Phosphonat beigegeben wird. Wir nehmen an, dass der E-Form Komplex aus Phosphonaten, Soda und Wasser das Hauptverfahren für die Verfestigung dieser Systeme darstellt. Dabei handelt es sich um ein überragendes Verfestigungssystem für noch vorhandenes Monohydrat von Soda, da es einen viel härteren, stärkeren Feststoff liefert, der weniger zu einer Rissbildung oder zu einem Aufquellen neigt.
TABELLE 2 PATENTBEISPIELE EINES EINWEICHMITTELS FLÜSSIGE VORMISCHUNG AN EINER ERSTEN FLÜSSIGKEITSBESCHICKUNGSÖFFNUNG
Beispiel 5
Ein auf Natriumkarbonat basierendes Detergens (Formel 1) wurde gegenüber einem auf NaOH basierenden Detergens (Formel 2) getestet. Die Verbindungen dieser beiden Formeln sind in Tabelle 3 angeführt.
TABELLE 3
(II) Versuchsabläufe
Ein 10-Zyklen-Versuch zum Entfernen von Flecken, Belägen, Eiweiß und Lippenstift wurde verwendet, um die Formeln 1 und 2 unter verschiedenen Versuchsbedingungen zu vergleichen. Bei diesem Versuchsablauf wurden reine und mit Milch beschichtete Libbey-Gläser in einer gewöhnlichen Geschirrwaschmaschine (einer Hobart C-44) zusammen mit Laborschmutz und der Zusammensetzung des Versuchsdetergens gewaschen. Alle Konzentrationen wurden über den 10-Zyklen-Versuch konstant gehalten.
Der verwendete Laborschmutz bestand aus einer 50/50-Kombination aus gedämpften Rindfleisch und heißem Schmutz. Beim heißen Schmutz handelte es sich um einen fettigen, hydrophoben Schmutz, der aus 4 Teilen Blue Bonnet^® reiner Pflanzenfettmargarine und 1 Teil Carnation^® Instant Non-Fat Milchpulver hergestellt wurde.
Beim Versuch wurden die mit Milch beschichteten Gläser dazu verwendet, um die Fähigkeit der Detergenszusammensetzung zum Entfernen von Schmutz zu testen, während die anfänglich reinen Gläser dazu verwendet wurden, um die Fähigkeit der Detergenszusammensetzung zu testen, dass keine Wiederablagerungen von Schmutz auftreten. Am Ende des Versuchs wurden die Gläser auf das Entfernen von Flecken, Belägen, Eiweiß und Lippenstift beurteilt. Die Beurteilungsskala reicht von 1 bis 5, wobei 1 die besten und 5 die schlechtesten Ergebnisse sind.
(III) Versuchsergebnisse
Im Beispiel 1 wurde die Formel 1 mit der Formel 2 in einem 10-Zyklen-Versuch zum Entfernen von Flecken, Belägen, Eiweiß und Lippenstift bei 1000 ppm Detergens, 500 ppm Nahrungsmittelschmutz und 356,4 mg (5,5 Grain) Leitungswasser (mäßige Härte) getestet. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 4 angeführt.
TABELLE 4
Diese Ergebnisse zeigen, dass bei niedriger Wasserhärte und normaler Verschmutzung die auf Soda basierende Formel 1 genauso gut arbeitet wie die auf stark alkalischen Stoffen basierende Formel 2.
Beispiel 6
Beim Beispiel 6 wurde die Formel 1 mit der Formel 2 in einem 10-Zyklen-Versuch zum Entfernen von Flecken, Belägen, Eiweiß und Lippenstift bei 1500 ppm Detergens, 2000 ppm Nahrungsmittelschmutz und 356,4 mg (5,5 Grain) Leitungswasser verglichen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 5 aufgelistet.
TABELLE 5
Diese Versuchsergebnisse zeigen, dass bei geringer Wasserhärte und starker Verschmutzung höhere Detergenskonzentrationen verwendet werden können, um gute Ergebnisse bei Flecken, Belägen und Eiweiß zu erhalten, die mit jenen Ergebnissen vergleichbar sind, die man im Beispiel 5 erhalten hat. Überraschend ist, dass die Formel 2 bei der Entfernung von Lippenstift von der Formel 1 stark übertroffen wird.
Beispiel 7
Beim Beispiel 7 wurde die Formel 1 mit der Formel 2 in einem 10-Zyklen-Versuch zum Entfernen von Flecken, Beläge, Eiweiß und Lippenstift bei 1500 ppm Detergens, 2000 ppm Nahrungsmittelschmutz und 1,199 g (18 Grain) bei hartem Leitungswasser verglichen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 6 aufgelistet.
TABELLE 6
Diese Versuchsergebnisse zeigen, dass bei einer großen Wasserhärte und starker Verschmutzung die Ergebnisse der Reinigung auch bei höheren Detergenskonzentrationen im Allgemeinen leiden. Die Formel 1 übertrifft jedoch die Formel 2 besonders bei der Entfernung von Lippenstift.
Beispiel 8
Um die relative Wichtigkeit des Surfaktants zur Erhöhung der Waschkraft (LF-428, ein linearer C_12-14-Alkohol 12 Mol Ethoxylat mit endständiger Benzyl-Gruppe) sowie des starken Chelatbildners (Natrium-Aminotri (Methylenphosphonat) in dem auf Soda basierenden Detergens zu beurteilen, wurden vier Variationen der Formel 1 miteinander bei 1000 ppm Detergens, 500 ppm Nahrungsmittelschmutz und 356,4 mg (5,5 Grain) Leitungswasser verglichen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 7 aufgelistet.
TABELLE 7 Flecken Beläge Eiweiß Lippenstift

– Formel 1A entspricht der Formel 1 ohne nichtionische Substanzen
– Formel 1B entspricht der Formel 1 ohne nichtionische Substanzen und Natriumaminotri (Methylenphosphonat)
– Formel 1C entspricht der Formel 1 ohne Natriumaminotri (Methylenphosphonat)

Diese Versuchsergebnisse zeigen, dass überraschenderweise die Chelatbildner mit den Alkalitätsquellen zusammenwirken, um Schmutz zu entfernen, beispielsweise Lippenstift.
Die obige Beschreibung, Beispiele und Daten bilden eine solide Basis für das Verständnis der technischen Vorteile der Erfindung. Da die Erfindung eine Vielzahl von Ausführungsformen enthalten kann, liegt die Erfindung innerhalb der später angeschlossenen Ansprüche.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer aus einem festen Block bestehenden Detergenszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie weniger als 12 Gewichtsprozente Wasser enthält; wobei der Block ein Detergens enthält, wobei das Verfahren enthält: (i) Vereinigen von: (a) etwa 25 bis 80 Gewichtsprozenten eines wasserfreien Alkalimetallkarbonats; (b) etwa 1 bis 30 Gewichtsprozenten eines organischen Phosphonats als Mittel zur Maskierung der Härte; und (c) etwa 0,01 bis weniger als 1,3 Mol Wasser pro Mol Karbonat, um eine gemischte Masse zu bilden, in der die Bestandteile im Wesentlichen gleichmäßig verteilt sind; und (ii) Entladen der gemischten Masse durch eine Düse oder eine andere Formeinrichtung, um einen Feststoff auszubilden, der ein nichthydratisiertes Alkalimetallkarbonat sowie ein Bindemittel enthält, das ein hydratisiertes Alkalimetall-Karbonat sowie ein organisches Phosphonat für die Verfestigung enthält; wobei der feste Block im Wesentlichen frei von einer zweiten Alkalitätsquelle ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Natriumkarbonat aus einem Monohydrat besteht und die aus einem festen Block bestehende Detergenszusammensetzung etwa 1,5 bis 15 Gewichtsprozente eines Surfaktants enthält, das ein anionisches Surfaktant, ein nichtionisches Surfaktant sowie Gemische davon umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Wasser in der aus einem festen Block bestehenden Detergenszusammensetzung in einer Menge von etwa 0,9 bis 1,3 Mol Wasser pro Mol des Karbonats vorhanden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die gemischte Masse extrudiert wird, um eine aus einem festen Block bestehende Detergenszusammensetzung herzustellen, die eine Masse von 1 bis 10 kg besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die aus einem festen Block bestehende Detergenszusammensetzung eine nichtionische Detergenszusammensetzung enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die gemischte Masse zu Tabletten geformt wird, wobei jede Tablette eine Masse von etwa 50 bis 250 g besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das als Markierungsmittel dienende, organische Phosphonat in einer Menge von etwa 1 bis 30 Gewichtsprozenten beigegeben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei weniger als 1,25 Mol Wasser pro Mol Natriumkarbonat vorhanden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die aus einem festen Block bestehende Detergenszusammensetzung zusätzlich ein nichtionisches Spülmittel enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die aus einem festen Block bestehende Detergenszusammensetzung etwa 3 bis 20 Gewichtsprozente des organischen Phosphonats enthält und zusätzlich ein anorganisches, kondensiertes Phosphat enthält.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das anorganische, kondensierte Phosphat ein Markierungsmittel aus Natriumtripolyphosphat umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das verfestigte Produkt im Wesentlichen frei von Na₂CO₃·XH₂O ist, wobei X eine Zahl ist, die im Bereich von etwa 2 bis 12 liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das verfestigte Produkt im Wesentlichen frei von Natriumhydroxid ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die maximale Temperatur, die beim Formschritt verwendet wird, niedriger als der Schmelzpunkt der gemischten Masse ist.
Aus einem festen Block bestehende Geschirrwaschmittel-Verbindung, die man in Übereinstimmung mit einem Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14 erhalten kann.
Aus einem festen Block bestehende Geschirrwaschmittel-Verbindung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung etwa 0,9 bis 1,3 Mol Wasser pro Mol Natriumkarbonat enthält.
Aus einem festen Block bestehende Geschirrwaschmittel-Verbindung gemäß Anspruch 15, wobei das hydratisierte Natriumkarbonat ein Monohydrat darstellt und die aus einem festen Block bestehende Geschirrwaschmittel-Verbindung etwa 1,5 bis 15 Gewichtsprozente einer Surfaktantenverbindung enthält, die ein anionisches Surfaktant, ein nichtionisches, polymeres Surfaktant oder Gemische davon umfasst.
Aus einem festen Block bestehende Geschirrwaschmittel-Verbindung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung extrudiert wird.
Aus einem festen Block bestehende Geschirrwaschmittel-Verbindung gemäß Anspruch 18, wobei der Block eine Masse von mehr als 10 g besitzt.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 15, wobei das anionische Surfaktant eine anionische Detergenszusammensetzung umfasst.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 15, wobei das Markierungsmittel aus organischem Phosphonat in einer Menge von etwa 0,5 bis 20 Gewichtsprozenten vorhanden ist.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 15, wobei das Detergens weiters eine nichtionische Detergenszusammensetzung umfasst.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 22, wobei das Detergens weiters ein nichtionisches Antischaummittel enthält.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 22, wobei das Detergens weiters ein nichtionisches Spülmittel enthält.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 21, wobei das Markierungsmittel weiters ein anorganisches, kondensiertes Phosphat umfasst.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 25, wobei das Markierungsmittel etwa 3 bis 20 Gewichtsprozente des organischen Phosphonats umfasst und zusätzlich ein Tripolyphosphat-Markierungsmittel umfasst.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 15, wobei weniger als etwa 1,25 Mol Wasser pro Mol Natriumkarbonat vorhanden sind.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 15, wobei das Detergens im Wesentlichen frei von NaOH ist.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 15, wobei das Markierungsmittel 1 bis 45 Gewichtsprozente eines anorganischen Tripolyphosphats und etwa 0,1 bis 20 Gewichtsprozente des Organophosphonat-Markierungsmittels umfasst.
Aus einem festen Block bestehendes Geschirrwaschmittel gemäß Anspruch 15, wobei der festen Block weniger als 1,25 Mol Wasser pro Mol Natriumkarbonat umfasst.