EP3230430A1 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG FLÜSSIGER, TENSID-ENTHALTENDER ZUSAMMENSETZUNGEN MIT FLIEßGRENZE - Google Patents

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG FLÜSSIGER, TENSID-ENTHALTENDER ZUSAMMENSETZUNGEN MIT FLIEßGRENZE

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EP3230430A1
EP3230430A1 EP15804529.4A EP15804529A EP3230430A1 EP 3230430 A1 EP3230430 A1 EP 3230430A1 EP 15804529 A EP15804529 A EP 15804529A EP 3230430 A1 EP3230430 A1 EP 3230430A1
Authority
EP
European Patent Office
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surfactant
composition
liquid
mpa
particles
Prior art date
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Granted
Application number
EP15804529.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3230430B1 (de
Inventor
Luca Bellomi
Karl-Heinz Scheffler
Nadine Langenscheidt-Dabringhausen
Martina Hutmacher
Peter Schmiedel
Gerd Bösemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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Publication date
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Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP3230430A1 publication Critical patent/EP3230430A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3230430B1 publication Critical patent/EP3230430B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/0008—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties aqueous liquid non soap compositions
    • C11D17/0013—Liquid compositions with insoluble particles in suspension
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02—Anionic compounds
    • C11D1/12—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
    • C11D1/22—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof derived from aromatic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02—Anionic compounds
    • C11D1/12—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
    • C11D1/29—Sulfates of polyoxyalkylene ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D11/00—Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents
    • C11D11/0094—Process for making liquid detergent compositions, e.g. slurries, pastes or gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/0039—Coated compositions or coated components in the compositions, (micro)capsules

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of liquid compositions with yield stress, which contain one or more surfactants, as well as those obtained therefrom
  • Liquid, surfactant-containing compositions have become indispensable in everyday life.
  • these are personal care products such as shampoos, shower gels or bubble baths.
  • washing or cleaning agents such as household cleaners, fabric softener, laundry detergent, floor care products, all-purpose cleaner, manual
  • Dishwashing compositions automatic dishwashing detergents or heavy-duty detergents are included hereof.
  • compositions are now produced in a batch process.
  • the batch process often referred to as batch production, is a discontinuous one
  • a reaction vessel is completely filled with the starting materials, ie the educts.
  • the reaction of the reactants with each other towards the final product takes place within the reaction vessel.
  • the reaction vessel is completely emptied and the desired formulation is filled into suitable containers for sale or optionally for storage.
  • the reaction vessel has to be prepared for the next filling. This means a thorough cleaning of the reaction vessel and optionally the lines through which the starting materials are introduced into the reaction vessel, and the
  • Reaction vessel can be adjusted if necessary. Replenishment of individual components are possible here. In terms of quality, this must take into account the possibility of batch tracing.
  • reaction vessel is always completely filled; that is, it will always be produced large quantities of a product.
  • a batch or batch
  • it must be processed first before another batch batch approach can be made. Is not a direct processing or filling possible, an already manufactured product must be stored outside the reaction vessel. Again, this leads to a high space requirement and the creation of additional costs.
  • Reaction vessel as in the batch process. Rather, the mixing takes place within a pipe. In this line, the individual ingredients of a recipe are dosed in a predefined order. At the end of this line immediately bottling.
  • liquid detergents and cleaning agents which, even after storage and transport, develop optimally at the time of use. This requires that the contents of the liquid washing and cleaning agent have neither been previously deposited or decomposed nor volatilized.
  • a concept for the incorporation of sensitive, chemically or physically incompatible as well as volatile components consists in the use of particles and in particular microcapsules in which these ingredients are trapped stable storage and transport.
  • structuring agents are often used, which usually after activation with the remaining constituents of the formulation, such as surfactants, solvents or builders are mixed together, whereby a structured product by generating a
  • Such external structuring can be achieved, for example, by the use of structuring gums, such as xanthan gum, guar gum, locust bean gum, gellan gum, wellar gum or carrageenan or of polyarcrylate thickeners. From an aesthetic point of view, it is desirable for the agents to be transparent or at least translucent. However, the use of structuring gums often results in cloudy compositions.
  • liquid detergents are described, which are capable of suspending particles in a size of 300 to 5000 ⁇ , comprising at least 15 wt .-% of surfactant and 0.01 to 5 wt .-% of a polymeric gums.
  • the application contains no information as to whether the liquid detergents have yield points.
  • Concentrations of Anionentensiden can drastic increases in viscosity occur that greatly affect the handling of detergents and cleaning agents (for example, pump, pour or dosing). It is also not always possible to produce flow limits in systems rich in electrolyte and / or surfactants.
  • flow limits can be achieved by forming a lamellar structure of the surfactants.
  • certain amounts of surfactants, cosurfactants and inorganic salt are mixed together to change the originally micellar structure of the surfactants by means of cosurfactants and salts in a lamellar structure.
  • Corresponding structured means are described in detail, for example, in WO 2013/064357 A1.
  • EP 1 466 959 A1 describes flow-limiting formulations with high amounts of anionic surfactants which have no polymeric thickener but anionic and cationic surfactants in a specific ratio which is effective to produce a flow limit.
  • Centrifugation occurring centrifugal forces are stable, so that in particular the new or further development of recipes is difficult.
  • a fabric e.g. a composition according to the definition of the invention is solid when in the solid state at 25 ° C and 1013 mbar.
  • a fabric e.g. a composition according to the definition of the invention is liquid when in liquid state at 25 ° C and 1013 mbar.
  • liquid also includes gel.
  • an approximately air-free production process in which both liquid and solid starting materials can be used, realized thereby can be that in a first step in a batch process, a basic recipe is prepared, which is then differentiated in a second step.
  • the object underlying the present invention is therefore achieved by a process for the preparation of a liquid, surfactant-containing composition with yield point, in which in a first step in a batch process, a base formulation comprising at least one surfactant and at least one solvent prepared and this basic formula in a subsequent second step is differentiated in a continuous process.
  • the composition according to the invention has a yield point.
  • the yield point is understood as the shear stress (in Pa) below which a specimen exclusively or at least largely elastically deforms and above which an irreversible, plastic deformation, ie, a flow, takes place.
  • the yield strength of the liquid, surfactant-containing composition is measured using a TA-Instruments, AR G2 absolute rotary rheometer
  • Time increasing shear stress ⁇ r (t) applied For example, the shear stress can be increased from the lowest possible value (for example, 0.01 Pa) to, for example, 100 Pa in the course of 30 minutes.
  • the deformation ⁇ of the sample is measured. The deformation is plotted against the shear stress in a log log plot (log / vs log ⁇ ). If the tested sample has a yield point, it can be recognized by a sudden change in the curve. Below a certain shear stress, one finds a purely elastic deformation. The slope of the curve ⁇ ( ⁇ ) (log-log plot) in this area is one. Above this shear stress begins viscous flow and the slope of the curve is suddenly higher.
  • the shear stress at which the bending of the curve takes place ie the transition from the elastic to a plastic deformation, marks the yield point.
  • the composition according to the invention preferably has a yield point in the range from 0.01 Pa to 50 Pa, preferably from 0.1 Pa to 10 Pa, particularly preferably from 0.5 Pa to 5 Pa. In this case, those compositions are particularly preferred which have a yield point of not more than 10 Pa. Such are particularly well filled and well dosed by the consumer.
  • the basic formulation comprises at least one surfactant and at least one
  • the base formulation may thus have one or more surfactants. These surfactants are selected from the group consisting of anionic, cationic, zwitterionic, nonionic surfactants and mixtures thereof. If the composition comprises a plurality of surfactants, these may be, for example, several different nonionic surfactants. However, it is also possible that the composition comprises, for example, both nonionic and anionic surfactants. This applies analogously to the other surfactants.
  • the base formulation comprises at least one anionic surfactant and at least one nonionic surfactant.
  • the level of surfactant in the final composition is preferably 0.1 to 40% by weight of surfactant, more preferably 5 to 30% by weight of surfactant, even more preferably 10 to 25% by weight of surfactant.
  • the base formulation comprises an anionic surfactant
  • this is preferably selected from the group consisting of C 9-13 -alkylbenzenesulfonates, olefin-sulfonates, C 12-15 -alkanesulfonates, ester sulfonates, alk (en) ylsulfates, fatty alcohol ether sulfates and mixtures thereof. It has been found that these sulfonate and sulfate surfactants are particularly suitable for the preparation of stable liquid compositions with yield point. Liquid compositions comprising anionic surfactant C9-i3-alkylbenzenesulfonates and fatty alcohol ether sulfates have particularly good dispersing properties.
  • Preferred surfactants of the sulfonate type are C9-i3-alkylbenzenesulfonates, olefinsulfonates, that is to say mixtures of alkene and hydroxyalkanesulfonates and disulfonates, as are obtained, for example, from C12-monoolefins having a terminal or internal double bond by sulfonating with gaseous sulfur trioxide and subsequent alkaline or acidic hydrolysis of the sulfonation obtained.
  • C 12 -is alkanesulfonates and the esters of ⁇ -sulfo fatty acids for example the ⁇ -sulfonated methyl esters of hydrogenated coconut, palm kernel or tallow fatty acids.
  • Alk (en) ylsulfates are the alkali metal and in particular the sodium salts of
  • Sulfuric acid half esters of C 12 -18 fatty alcohols for example from coconut fatty alcohol,
  • Ci2-Ci6-alkyl sulfates and Ci2-Ci5-alkyl sulfates and Cw-cis-alkyl sulfates are preferred.
  • 2,3-alkyl sulfates are also suitable anionic surfactants.
  • fatty alcohol ether sulfates such as the sulfuric acid monoesters of straight-chain or branched C7-2i alcohols ethoxylated with from 1 to 6 mol of ethylene oxide, such as 2-methyl-branched C9-11 alcohols having on average 3.5 moles of ethylene oxide (EO) or C12- Fatty alcohols with 1 to 4 EO are suitable.
  • the liquid composition of the invention contains a mixture of sulfonate and sulfate surfactants.
  • the liquid composition contains C9-i3-alkylbenzenesulfonates and fatty alcohol ether sulfates as the anionic surfactant.
  • the liquid composition in the base formulation may also contain soaps. Suitable are saturated and unsaturated fatty acid soaps, such as the salts of lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, (hydrogenated) erucic acid and
  • anionic surfactants and the soaps may be in the form of their sodium, potassium or
  • the anionic surfactants are in the form of their sodium salts.
  • Further preferred counterions for the anionic surfactants are also the protonated forms of choline, triethylamine, monoethanolamine or methylethylamine.
  • the base formulation may also comprise at least one nonionic surfactant in addition to the anionic surfactant.
  • the nonionic surfactant includes alkoxylated fatty alcohols, alkoxylated fatty acid alkyl esters, fatty acid amides, alkoxylated fatty acid amides, polyhydroxy fatty acid amides, alkylphenol polyglycol ethers, amine oxides, alkyl polyglucosides, and mixtures thereof.
  • the nonionic surfactant used is preferably alkoxylated, advantageously ethoxylated, in particular primary, alcohols having preferably 8 to 18 carbon atoms and on average 4 to 12 moles of ethylene oxide (EO) per mole of alcohol, in which the alcohol radical can be linear or preferably methyl-branched in the 2-position or may contain linear and methyl-branched radicals in the mixture, as they are usually present in Oxoalkoholresten.
  • alcohol ethoxylates having linear radicals of alcohols of native origin having 12 to 18 carbon atoms, for example coconut, palm, tallow or oleyl alcohol, and on average 5 to 8 EO per mole of alcohol are preferred.
  • the preferred ethoxylated alcohols include
  • Ci2-i4 alcohols with 4 EO or 7 EO C9-n-alcohol with 7 EO, C-ms alcohols with 5 EO, 7 EO or 8 EO, Ci2-is alcohols with 5 EO or 7 EO and mixtures from these.
  • the degrees of ethoxylation given represent statistical means which, for a particular product, may be an integer or a fractional number.
  • Preferred alcohol ethoxylates have a narrow homolog distribution (narrow rank ethoxylates, NRE).
  • fatty alcohols with more than 12 EO can also be used.
  • Nonionic surfactants containing EO and PO groups together in the molecule can also be used according to the invention. Also suitable are also a mixture of a (more) branched ethoxylated fatty alcohol and an unbranched ethoxylated fatty alcohol, such as a mixture from a Ci6-i8 fatty alcohol with 7 EO and 2-propylheptanol with 7 EO.
  • the washing, cleaning, after-treatment or washing assistant particularly preferably contains a C 12-18 fatty alcohol with 7 EO or a C-ms oxo alcohol with 7 EO as nonionic surfactant.
  • composition prepared according to the invention further comprises one or more solvents in its basic formulation.
  • This may be water and / or non-aqueous
  • the base formulation contains water as the main solvent.
  • the masterbatch may further comprise non-aqueous solvents. Suitable non-aqueous solvents include monohydric or polyhydric alcohols, alkanolamines or glycol ethers.
  • the solvents are preferably selected from ethanol, n-propanol, i-propanol, butanols, glycol, propanediol, butanediol, methylpropanediol, glycerol, diglycol, propyldiglycol, butyldiglycol, hexyleneglycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether,
  • Propylene glycol propyl ether dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, methoxytriglycol, ethoxytriglycol, butoxytriglycol, 1-butoxyethoxy-2-propanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, propylene glycol t-butyl ether, di-n-octyl ether and mixtures thereof
  • Batch process or batch process prepared a base formulation, which in particular has a viscosity of 1000 mPa ⁇ s or less, in particular 200 to 800 mPa ⁇ s, especially 400 to 700 mPa ⁇ s.
  • the viscosity is determined at a temperature of 20 ° C (Viscometer HATDV II from Brookfield, 20 rpm spindle 2).
  • the basic formula air is added. Due to the low viscosity, however, this air can escape from the basic formulation within a very short time without any intervention, so that in effect an approximately air-free product is obtained.
  • the base formulation may further comprise builders and / or alkaline substances.
  • builders for example, polymeric polycarboxylates are suitable. These are, for example, the
  • Alkali metal salts of polyacrylic acid or polymethacrylic acid for example, those having a molecular weight of 600 to 750,000 g / mol.
  • Suitable polymers are in particular polyacrylates, which preferably have a molecular weight of from 1,000 to 15,000 g / mol. Because of their superior solubility, the short-chain polyacrylates, which have molecular weights of from 1,000 to 10,000 g / mol, and particularly preferably from 1,000 to 5,000 g / mol, may again be preferred from this group. Also suitable are copolymeric polycarboxylates, in particular those of acrylic acid with methacrylic acid and of acrylic acid or methacrylic acid with maleic acid. To improve the water solubility, the polymers may also contain allylsulfonic acids, such as allyloxybenzenesulfonic acid and methallylsulfonic acid, as a monomer.
  • Suitable builders which may be present in the composition according to the invention are, in particular, silicates, aluminum silicates (in particular zeolites), carbonates, salts of organic di- and polycarboxylic acids and mixtures of these substances.
  • Organic builders which may furthermore be present in the composition according to the invention are, for example, those which can be used in the form of their sodium salts
  • Polycarboxylic acids polycarboxylic acids being understood to mean those carboxylic acids which carry more than one acid function. These are, for example, citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, malic acid, tartaric acid, maleic acid, fumaric acid, sugar acids, aminocarboxylic acids, nitrilotriacetic acid (NTA), methylglycine diacetic acid (MGDA) and derivatives thereof and mixtures thereof.
  • NTA nitrilotriacetic acid
  • MGDA methylglycine diacetic acid
  • Polycarboxylic acids such as citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, tartaric acid, sugar acids and mixtures thereof.
  • soluble builders such as, for example, citric acid, or acrylic polymers having a molar mass of from 1,000 to 5,000 g / mol in the basic formulation.
  • alkaline substances or wash alkalis are chemicals for raising and stabilizing the pH of the composition.
  • ingredients which are present exclusively as a solid and thus can not be introduced into a composition in a continuous process For example, this relates to citric acid and its salts, such as sodium citrate, or boric acid. These must be introduced as a solution or suspension.
  • a differentiation of the basic formulation then takes place in a second step following the first step.
  • Compositions are, for example, dyes, perfume compositions, enzymes dyes, perfume capsules, microbeads, opacifiers, dye transfer inhibitors (DTI), brighteners, salt solutions, co-surfactants or water.
  • DTI dye transfer inhibitors
  • the continuous process is characterized in that there is an overpressure within the plant in which the continuous process takes place.
  • the basic recipe is passed through a pipe system. By means of pumps, the flow rate of the composition and thus the pressure in the pipe system is controlled. Pressure sensors attached to the piping system allow feedback to the pumps to control the pressure within the piping system. For example, pressure sensors of the company Endress and Hauser, Germany can be used.
  • the line into which the basic formulation is introduced is called the main stream. In this line, the other components are dosed to differentiate the basic formula.
  • the continuous process under overpressure allows to avoid a gas / air entry into the composition.
  • the continuous process at a relative to the ambient pressure increased pressure of 0.1 to 6 bar, in particular from 0.5 to 4 bar performed.
  • liquid products are used to differentiate the basic formulation.
  • Liquid products within the meaning of the present invention are liquids or solutions of solids in a suitable solvent as well as stable suspensions, dispersions or emulsions.
  • the differentiation runs along the main stream, through which the basic formula flows.
  • the compositions to be metered can be premixed and dosed together into the main stream or individually or in different combinations of eg 2-3 components are metered via separate feed lines in the main stream.
  • a mixer in particular a static mixer, which ensures the rapid and homogeneous distribution of the metered means in the main stream.
  • dyes, microcapsules and perfume can be metered separately from each other in the stream. From the introduction of the basic recipe, the perfume can be used first, and the dye in a subsequent step be dosed.
  • the order of dosing can also be done in reverse order, ie first dye and then perfume.
  • a dye is first dosed into the basic formulation and only in a later step is the perfume or another substance, the path taken by the dye through the system is long, so that when changing the recipe, significantly more cleaning effort has to be done to remove the last traces of dye. Therefore, it may be advantageous to dose dyes last in the main stream to allow a quick and favorable change of the dye.
  • the place of dosage of perfume is to be determined in this regard.
  • the visual perception is stronger than the odor-specific, so in case of doubt, the colorant to be dosed after the perfume, to avoid that the consumer perceives unintentional product discoloration by recipe change.
  • the differentiation is effected in particular by the addition of one or more cosurfactants and / or one or more electrolytes.
  • the co-surfactant or the co-surfactants change the micellar structure of the surfactants in the basic formulation.
  • electrolytes By one or more electrolytes, this effect can be strengthened. This results in a lamellar structure of the surfactants.
  • Corresponding structured detergents or cleaning agents with yield strength are described in the prior art, for example in WO 2013/064357 A1. The content of this application is fully incorporated by reference.
  • Co-surfactants for the purposes of the present invention are amphiphilic molecules with a small, hydrophilic head group. In a binary system with water, these co-surfactants are often only weakly or not at all soluble. Accordingly, they do not form micelles there either. In the presence of the surfactants of the basic formulation, the co-surfactants are incorporated into their associates, thereby changing the morphology of these associates. The spherical micelles become rod-shaped and / or disc-shaped micelles. With a sufficiently high total surfactant content, lamellar phases or structures are formed.
  • the cosurfactant is preferably selected from the group consisting of alkoxylated Cs-ds fatty alcohols having a degree of alkoxylation ⁇ 3, C6-C4 aliphatic alcohols, C6-C4 aromatic alcohols, aliphatic C6-C12 dialcohols, monoglycerides of C12-C18 fatty acids,
  • Monoglycerol ethers of Cs-ds fatty alcohols and mixtures thereof are suitable cosurfactants.
  • suitable cosurfactants are 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1, 2-octanediol, stearin monoglycerol and
  • fragrance alcohols such as geraniol, nerol, citronellol, linalool, rhodinol and other terpene alcohols or fragrance aldehydes such as lilial or decanal as co-surfactants.
  • Preferred cosurfactants are C 12 -18 fatty alcohols having a degree of alkoxylation ⁇ 3. These cosurfactants are incorporated particularly well into the preferred associations of anionic and nonionic surfactant.
  • Suitable alkoxylated C 12 -18 fatty alcohols having a degree of alkoxylation of ⁇ 3 include, for example, 1-C 3 H 2 70 (CH 2 CH 2 O) 2 H, 1-Ci 3 H 2 70 (CH 2 CH 2 O) 3 H, C 12 -i4-alcohol with 2 EO, C 12-14 -alcohol with 3 EO , Cis-is-alcohol with 3 EO, Ci 2 -i8-alcohols with 2 EO and Ci 2 -i8-alcohols with 3 EO.
  • An electrolyte in the sense of the present invention is an inorganic salt.
  • Preferred inorganic salts include sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, sodium carbonate, potassium sulfate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate,
  • compositions are obtained using sodium chloride or mixtures of sodium chloride and potassium sulfate.
  • the addition of the inorganic salt promotes the formation of lamellar structures.
  • the inorganic salt has an influence on the viscosity, so that the viscosity of the liquid composition can be adjusted by means of the inorganic salt.
  • the compositions prepared according to prior art methods can not or not to the same extent stabilize the gas / air entries in the compositions such that the lamellar structure is enhanced by buoyancy of the gas bubbles is at least partially destroyed and mix in the individual layers located components.
  • optical particles can attach to the gas bubbles and be floated with.
  • the flow limit is produced by the dosage of the cosurfactants and / or one or more electrolytes in the continuous process.
  • This has the advantage that the components metered in the continuous process are the same in the desired lamellar structure.
  • the proportion of cosurfactants and / or electrolytes in the final liquid, surfactant-containing composition having a yield point of up to 15% by weight, preferably up to 10% by weight, more preferably up to 5% by weight.
  • the base formulation in the second step further dispersed particles are added for differentiation.
  • Dispersed particles in the sense of the present invention are not soluble in the solvent of the basic formulation. They can, however, be dispersed therein.
  • the inventive method allows a homogeneous distribution and stable dispersion of these particles. According to the invention, these dispersed particles may be functional and / or have an aesthetic function. Functional materials influence the effect of
  • the dispersed particles are visible particles. This means that the particles are clearly visible to the consumer with the eye in the composition (in the final product) and to be distinguished from the other constituents.
  • colored particles are meant herewith. Such particles give the composition a special impression that is appreciated by consumers.
  • the composition may contain a dissolved dye and, in addition, colored particles having a color that is a contrasting color to the dissolved dye.
  • Functionally dispersed particles can, for the purposes of the present invention, be capsules,
  • capsule means on the one hand aggregates with a core-shell structure and on the other hand aggregates with a matrix.
  • Core-shell capsules contain at least one solid or liquid core, which is enclosed by at least one continuous shell, in particular a shell of polymer (s).
  • active ingredients of the liquid composition
  • active ingredients for example, optical brighteners, surfactants, complexing agents, bleaching agents, bleach activators, bleach catalysts, dyes and fragrances, antioxidants, builders, enzymes, enzyme stabilizers, antimicrobial agents,
  • the fillings of the capsules may be solids or liquids in the form of solutions or emulsions or suspensions.
  • the dispersed particles may have a density which corresponds to that of the liquid composition. According to the invention, this means that the density of the dispersed particles corresponds to 90% to 1 10% of the composition. However, it is also possible that the dispersed particles have a different density. Nevertheless, it is due to the invention Method also possible here to obtain a uniform dispersion of the particles in the composition. They can consist of different materials such as alginates, gelatin, cellulose, agar, waxes or polyethylenes. Particles which do not have a core-shell structure may also have an active ingredient in a matrix of a matrix-forming material. Such particles are called "speckies". The matrix formation takes place in these materials, for example via gelation, polyanion-polycation interaction or polyelectrolyte metal ion interaction and is in the prior art as well as
  • the object is achieved by a liquid, surfactant-containing composition having a yield point, which is combined with the
  • the final composition has a yield value of from 0.01 Pa to 50 Pa, preferably from 0.1 Pa to 10 Pa, more preferably from 0.5 Pa to 5 Pa.
  • the composition is characterized in particular in that it has a viscosity measured at 20 ° C of 50,000 mPa ⁇ s or less, in particular 3000 mPa ⁇ s or less.
  • the compositions of the invention differ from the known compositions by their lower gas / air content and the higher density associated therewith. As a result, the lamellar structures remain stable longer. Particles in the composition do not accumulate on the surface of the composition as is usual. Thus, the compositions are well fillable without the particles floating after bottling or storage. The absence or lower proportion of gas / air ensures that the composition can be filled more precisely.
  • the composition has more surfactant per volume, so that the washing power per volume is higher than in conventional compositions.
  • the viscosity of a composition refers to each with a Brookfield viscometer HATDV II with spindle 2 at 20 U / min at 20 ° C certain value.
  • the composition is in particular a body care, washing or cleaning agent.
  • Personal care, detergents or cleaning agents in the context of the present invention include cosmetics, household cleaners, fabric softeners, laundry detergents, floor care products, all-purpose cleaners, dishwashing detergents for manual and machine cleaning, heavy-duty detergents, shampoos, shower gels and bubble baths. It is preferably a washing or cleaning agent.
  • the process according to the invention allows freedom from air in the product and thus improved product stability compared to processes described in the prior art.
  • a "one pass" production enables targeted uniform homogenization.
  • overpressure pressure of at least 0, 1 bar above normal pressure is considered.
  • the overpressure prevents gases, especially air, from being introduced during differentiation of the composition.
  • a product is obtained which is more air-free than products originating from a batch process. This makes it possible to dose the composition more reliably and accurately. Because less gas is included in the compositions of this invention, they have a higher density than comparative compositions.
  • the quantities in the exemplary embodiments are in% a.s., In% active substance.
  • the data refer in all examples to 100% of the final product.
  • Example 2a In the batch process (Example 1, Example 2a) was stirred with a stirrer from Intermig at a speed of 30 to 40 revolutions / min.
  • water was initially introduced in a batch kettle.
  • the amount of water which is presented here, is about 50 wt .-% to 60 wt .-% based on 100 wt .-% of the final product.
  • the choice of the exact amount is within the usual scope of the expert and depends on the desired end product. It should be noted that water can also be added by adding other ingredients.
  • the content of water in the end product may according to the invention be from 60% by weight to 75% by weight.
  • a complexing agent diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) in the form of 7 sodium salt (DTPMP-7Na)
  • DTPMP-7Na 7 sodium salt
  • Surfactants (2.0% as nonionic surfactant (nonionic surfactant) having 12 to 18 carbon atoms and 7 moles EO / mol, 4.0% as linear alkylbenzenesulfonate having 10 to 13 carbon atoms and 0.5% as a fatty acid with 12 to 18 C atoms and low odor) was added and stirred for a further 15 minutes. Subsequently, another 8% a.s. an anionic surfactant
  • the aqueous solution was cooled to a temperature of about 30 to 32 ° C.
  • 0.03% as of a defoamer, 2% as ethanol as a solvent, 0.1% as a preservative and 0.35% as of brighteners were added.
  • 0.2% perfume capsules, 1, 1% as perfume and 0.28% as color solutions were added and also incorporated.
  • enzymes (1, 16% as), a saline solution (3% as), a nonionic surfactant (isotridecanol with 3 moles EO / mole) (2% as) and microbeads (0.25% as) were incorporated.
  • the resulting mixture was thoroughly stirred and then bottled in the usual way.
  • the air-containing product obtained by the conventionally produced process shows a milky appearance.
  • the density was 0.927 g / cm 3 .
  • the density was measured with a pycnometer from Erichsen (model 290). The method complies with the requirements of DIN 53217 (ISO 281 1-1) and the regulations cited therein. The measurement was carried out at a temperature of 23 ⁇ 0.5 ° C.
  • a surfactant-containing composition was prepared according to the method of the invention. First, water was placed in a batch kettle. With stirring, NaOH (2.3% as), boric acid (1.2% as) and citric acid (2.4% as) were added. After being dissolved in the water, diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) was added in the form of the sodium salt (DTPMP " 7Na) (0.85% as). Subsequently, surfactants (nonionic surfactant (nonionic surfactant) having 12 to 18 carbon atoms and 7 mol EO / mol (2.4% as), linear
  • the viscosity of the basic formulation was 750 mPa s at 20 ° C. The viscosity was determined using a Brookfield viscometer HATDV II with spindle 2 at 20 rpm at 20 ° C. b) Differentiation of the basic formula:
  • Diameter of the main pipe was 65 mm.
  • the flow rate was in the range of 0.5 to 1.9 m / s.
  • the pressure in the line system was 0, 1 to 6 bar above normal pressure.
  • the main stream which consists of the basic formula, was 82.7% of the final product.
  • the following additives were metered via side streams (the figures here also refer to the amount contained in the final product, the end product corresponding to 100%):
  • Brightener 0.35% solution in demineralized water (0.035% a.s.)
  • Nonionic surfactant isotridecanol with 3 mol EO / mol (2% a.s.)
  • the air-free product thus produced in the process according to the invention had a higher density of 1.062 g / cm 3 .
  • the determination was, as stated above, also here in a
  • composition 1 and 2b contained core-shell particles (microbeads), which clearly represented red dots in the composition. While the particles in the air-containing product (Example 1, prior art) swell up after a short time (since air attaches to them), these particles were in the air-free invention
  • Composition (Example 2) evenly distributed in the product.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flüssiger Zusammensetzungen mit Fließgrenze, welche ein oder mehrere Tenside enthalten, in welchem in einem ersten Schritt in einem Chargenprozess eine Grundrezeptur, umfassend wenigstens ein Tensid und wenigstens ein Lösungsmittel, hergestellt und diese Grundrezeptur in einem nachfolgenden zweiten Schritt in einem kontinuierlichen Verfahren differenziert wird. Die hieraus erhaltenen Zusammensetzungen werden ebenfalls beansprucht.

Description

„Verfahren zur Herstellung flüssiger, Tensid-enthaltender Zusammensetzungen mit Fließgrenze"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flüssiger Zusammensetzungen mit Fließgrenze, welche ein oder mehrere Tenside enthalten, sowie die hieraus erhaltenen
Zusammensetzungen.
Flüssige, Tensid-enthaltende Zusammensetzungen sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Einerseits handelt es sich hierbei um Körperpflegeprodukte, wie beispielsweise Shampoos, Duschgele oder Schaumbäder. Aber auch Wasch- oder Reinigungsmittel, wie Haushaltsreiniger, Weichspüler, Waschmittel für Wäsche, Bodenpflegemittel, Allesreiniger, manuelle
Geschirrspülmittel, maschinelle Geschirrspülmittel oder Vollwaschmittel sind hiervon umfasst.
Ein Großteil dieser Zusammensetzungen wird heutzutage in einem Chargenprozess hergestellt. Der Chargenprozess, oft auch als Batchproduktion bezeichnet, ist ein diskontinuierliches
Produktionsverfahren. Hier werden bestimmte Mengen von Einsatzstoffen gemäß einer vorgegebenen Rezeptur in einen Behälter gefördert und dort vermischt. Das Fassungsvermögen des Produktionsgefäßes, in welchem alle Bestandteile miteinander vermischt werden, begrenzt die Materialmenge, die in einer Charge oder einem Batch hergestellt wird.
In einem typischen Chargenprozess oder Batchprozess wird zunächst ein Reaktionsgefäß vollständig mit den Ausgangsstoffen, also den Edukten befüllt. Die Reaktion der Edukte miteinander hin zum Endprodukt erfolgt innerhalb des Reaktionsgefäßes. Ist die gegebenenfalls stattfindende Reaktion abgeschlossen, wird das Reaktionsgefäß vollständig entleert und die gewünschte Formulierung in geeignete Behälter zum Verkauf oder gegebenenfalls zur Lagerung gefüllt. Anschließend muss das Reaktionsgefäß auf die nächste Befüllung vorbereitet werden. Dies bedeutet eine gründliche Reinigung des Reaktionsgefäßes sowie gegebenenfalls der Leitungen, über welche die Ausgangsprodukte in das Reaktionsgefäß eingeführt werden, sowie die
Durchführung anstehender Wartungsarbeiten.
Ein solcher Chargenprozess hat den Vorteil, dass die Formulierung der Rezeptur noch im
Reaktionsgefäß bei Bedarf angepasst werden kann. Nachdosierungen einzelner Komponenten sind hier möglich. Unter Qualitätsaspekten ist hierzu berücksichtigen, dass die Möglichkeit der Chargenrückverfolgung besteht.
Nachteilig ist jedoch der große Platzbedarf. Ein Reaktionsgefäß wird immer vollständig gefüllt; das heißt, es werden immer große Mengen eines Produktes hergestellt. Ist eine Charge (oder ein Batch) hergestellt, muss sie zuerst verarbeitet werden, bevor ein weiterer Ansatz einer neuen Charge erfolgen kann. Ist eine direkte Weiterverarbeitung beziehungsweise Abfüllung nicht möglich, muss ein bereits hergestelltes Produkt außerhalb des Reaktionsgefäßes gelagert werden. Auch dies führt erneut zu einem hohen Platzbedarf sowie zur Entstehung weiterer Kosten.
Weiterhin erfordert der Wechsel in der Produktion von einem Produkt hin zu einem anderen einen großen Aufwand. Wird beispielsweise in einem ersten Chargenprozess ein Produkt hergestellt, welches einen bestimmten Färb- und einen bestimmten Geruchsstoff aufweist, so muss, bevor ein zweites Produkt mit einem unterschiedlichen Färb- und Geruchsprofil hergestellt wird, das
Reaktionsgefäß sowie alle Zuleitungen gründlichst gereinigt werden, damit eine Verunreinigung der Chargen vermieden wird.
Neben dem diskontinuierlichen Chargenprozess sind auch kontinuierliche Verfahren zur
Herstellung flüssiger, Tensid-enthaltender Zusammensetzungen bekannt. Kontinuierliche Prozesse bieten bessere Möglichkeiten zur Just-in-time-Produktion. Allerdings ist hier eine aufwendige Steuerung der einzelnen Prozessschritte notwendig. Im kontinuierlichen Prozess erfolgt die Durchmischung mittels statischer oder dynamischer Mischvorrichtungen nicht in einem
Reaktionsgefäß wie im Chargenprozess. Vielmehr erfolgt die Durchmischung innerhalb einer Leitung. In diese Leitung werden die einzelnen Zutaten einer Rezeptur in einer vordefinierten Reihenfolge eindosiert. Am Ende dieser Leitung erfolgt unmittelbar die Abfüllung. Ein
Nachdosieren oder Ändern der Konzentration einzelner Bestandteile ist hier nicht möglich. Es ist eine gezielte und kontrollierte Überwachung der Zugabe jedes einzelnen Bestandteils notwendig.
Bei der Herstellung von Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmitteln ist zudem zu beachten, dass die Zugabe von festen Bestandteilen notwendig sein kann. Diese können jedoch
ausschließlich in einem Chargenprozess zugegeben werden. Die Zugabe fester Bestandteile in einem kontinuierlichen Verfahren ist nicht möglich. In kontinuierlichen Verfahren können nur flüssige Komponenten dosiert werden.
Die Zugabe fester Additive zu entsprechenden Zusammensetzungen gehört jedoch heute zum Stand der Technik. Feststoffe in Flüssigkeiten stabil zu suspendieren ist häufig problematisch, insbesondere wenn sich die Feststoffe bezüglich der Dichte von der Flüssigkeit unterscheiden, neigen sie dazu zu sedimentieren oder aufzuschwimmen. Auch die Einarbeitung von bestimmten Wirkstoffen (beispielsweise Bleichmittel Enzyme, Parfüme, Farbstoffe usw.) in flüssige Wasch- und Reinigungsmittel kann zu Problemen führen. Beispielsweise können Unverträglichkeiten zwischen den einzelnen Wirkstoffkomponenten der flüssigen Wasch- und Reinigungsmittel auftreten. Dies kann zu unerwünschten Verfärbungen, Agglomerationen, Geruchsproblemen und Zerstörung von waschaktiven Wirkstoffen führen.
Der Verbraucher verlangt jedoch flüssige Wasch- und Reinigungsmittel, die auch nach Lagerung und Transport zum Zeitpunkt der Anwendung optimal ihre Wirkung entfalten. Dies bedingt, dass sich die Inhaltsstoffe des flüssigen Wasch- und Reinigungsmittels weder zuvor abgesetzt oder zersetzt noch verflüchtigt haben. Ein Konzept zur Einarbeitung empfindlicher, chemisch oder physikalisch inkompatibler sowie flüchtiger Komponenten besteht im Einsatz von Partikel und insbesondere Mikrokapseln, in denen diese Inhaltsstoffe lager- und transportstabil eingeschlossen sind.
Um ein stabiles Netzwerk in Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmitteln zu generieren, in welchen Feststoffe stabil suspendiert werden können, werden häufig sogenannte Strukturmittel (structuring agents) angewendet, welche üblicherweise nach Aktivierung mit den restlichen Bestandteilen der Rezeptur, wie zum Beispiel Tenside, Lösungsmittel oder Gerüststoffen, zusammengemischt werden, wodurch ein strukturiertes Produkt mittels Erzeugung einer
Fließgrenze erhalten wird. Eine solche externe Strukturierung kann beispielsweise durch den Einsatz von strukturierenden Gums, wie Xanthan Gum, Guar Gum, Johannisbrotkernmehl, Gellan Gum, Weilar Gum oder Carrageenan oder von Polyaracryllatverdickern erzielt werden. Aus ästhetischer Sicht ist es wünschenswert, dass die Mittel transparent oder wenigstens transluzent sind. Der Einsatz strukturierender Gums führt jedoch häufig zu trüben Zusammensetzungen.
In der WO 00/36078 werden transparente/transluzente Flüssigwaschmittel beschrieben, welche in der Lage sind, Partikel in einer Größe von 300 bis 5000 μιη zu suspendieren, umfassend mindestens 15 Gew.-% Tensid und 0,01 bis 5 Gew.-% eines polymeren Gums. Die Anmeldung enthält keine Angaben, ob die Flüssigwaschmittel Fließgrenzen aufweisen.
Ein weiterer Nachteil bei Verwendung dieser Strukturierungs- oder Verdickungsmittel ist ihre Empfindlichkeit gegenüber ionischen Verbindungen, insbesondere gegenüber den in reinigenden Anwendungen obligaten anionischen Tensiden.
Bei hohen Konzentrationen an polymeren Verdickern in Systemen mit gleichzeitig hohen
Konzentrationen an Anionentensiden können drastische Steigerungen der Viskosität erfolgen, die die Handhabbarkeit der Wasch- und Reinigungsmittel (beispielsweise pumpen, gießen oder dosieren) stark beeinträchtigen. Es ist auch nicht immer möglich, in elektrolyt- und/oder tensidreichen Systemen Fließgrenzen zu erzeugen.
In anderen Fällen können Fließgrenzen durch die Ausbildung einer lamellaren Struktur der Tenside erreicht werden. Dabei werden bestimmte Mengen an Tensiden, Co-Tensiden und anorganischem Salz miteinander gemischt, um die ursprünglich micellare Struktur der Tenside mittels der Co- Tenside und Salze in eine lamellare Struktur zu ändern. Entsprechende strukturierte Mittel sind beispielsweise in WO 2013/064357 A1 ausführlich beschrieben. In der EP 1 466 959 A1 werden Fließgrenzen aufweisende Formulierungen mit hohen Mengen an anionischen Tensiden beschrieben, die keinen polymeren Verdicker, sondern anionische und kationische Tenside in einem bestimmten, zur Erzeugung einer Fließgrenze wirksamen Verhältnis aufweisen.
Bei der Herstellung entsprechend strukturierter Mittel mit Fließgrenze in einem diskontinuierlichen Chargenprozess ist der Herstellungsprozess mit dem Eintrag von Luft in die herzustellende Zusammensetzung verbunden. Dies ist nachteilig, da Schwankungen in der Dichte durch variablen Lufteintrag eine reproduzierbare und konstante Abfüllung erheblich erschweren, wenn nicht sogar unmöglich machen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die Luftbläschen bei geringen Fließgrenzen zu flotieren beginnen und dabei die Trennung der Zusammensetzung verursachen.
Um ein stabiles strukturiertes Produkt mit einer Fließgrenze zu erreichen, in welchem auch Feststoffe homogen suspendiert werden können, wäre es daher wünschenswert, ein Verfahren bereitzustellen, in welchem der Eintrag von Luft vermieden werden kann. Eine Lösung wird hier in WO 201 1/056953 A1 und in WO 201 1/056947 A1 vorgeschlagen. Hier wird das Produkt auf herkömmliche Weise in einem diskontinuierlichen Verfahren hergestellt und anschließend entgast. Alternativ könnte das erhaltene Produkt in einer Zentrifuge entlüftet werden. Beide Verfahren erhöhen jedoch den apparativen Aufwand der Herstellung. Zudem sind die benötigten Anlagen kostenintensiv und es werden Produktionsflexibilität und -kapazität negativ beeinträchtigt.
Weiterhin sind nicht alle in einer flüssigen Zusammensetzung enthaltenen Bestandteile derart stabil, dass sie gegenüber in einem Entlüftungsverfahren im Vakuum oder den in einem
Zentrifugationsverfahren auftretenden Fliehkräften stabil sind, so dass hier insbesondere die Neuoder Weiterentwicklung von Rezepturen erschwert wird.
Es besteht daher Bedarf an der Bereitstellung eines Verfahrens, mit welchem flüssige Tensid- enthaltende Zusammensetzungen mit Fließgrenze hergestellt werden können. In dem Verfahren sollte keine oder möglichst wenig Luft in die Zusammensetzung eingetragen werden. Dabei sollten nicht nur flüssige sondern auch feste Ausgangsstoffe als Edukte eingesetzt werden können.
Ein Stoff, z.B. eine Zusammensetzung ist gemäß Definition der Erfindung festförmig, wenn sie bei 25 °C und 1013 mbar im festen Aggregatzustand vorliegt.
Ein Stoff, z.B. eine Zusammensetzung ist gemäß Definition der Erfindung flüssig, wenn sie bei 25 °C und 1013 mbar im flüssigen Aggregatzustand vorliegt. Dabei umfasst flüssig auch gelförmig.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein annähernd luftfreies Herstellungsverfahren, in dem sowohl flüssige als auch feste Ausgangsstoffe eingesetzt werden können, dadurch realisiert werden kann, dass in einem ersten Schritt in einem Chargenprozess eine Grundrezeptur hergestellt wird, welche dann in einem zweiten Schritt differenziert wird.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird daher gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer flüssigen, Tensid-enthaltenden Zusammensetzung mit Fließgrenze, in welchem in einem ersten Schritt in einem Chargenprozess eine Grundrezeptur umfassend wenigstens ein Tensid und wenigstens ein Lösungsmittel hergestellt und diese Grundrezeptur in einem nachfolgenden zweiten Schritt in einem kontinuierlichen Verfahren differenziert wird.
Die Zusammensetzung weist erfindungsgemäß eine Fließgrenze auf. Unter der Fließgrenze wird in der Rheologie diejenige Schubspannung (in Pa) verstanden, unterhalb derer sich eine Probe ausschließlich oder zumindest weitgehend elastisch verformt und oberhalb derer eine irreversible, plastische Verformung, also ein Fließen stattfindet.
Die Fließgrenze der flüssigen, Tensid-enthaltenden Zusammensetzung wird mit einem absolut messendem Rotationsrheometer der Firma TA-Instruments, Typ AR G2
(schubspannungskontrolliert.es Rheometer, Kegel-Platte Messsystem mit 40 mm Durchmesser, 2° Kegelwinkel, 20°C) gemessen. Hierbei handelt es sich um ein so genanntes
schubspannungskontrolliert.es Rheometer. Hier werden die Proben im Rheometer mit einer mit der
Zeit ansteigenden Schubspannung <r(t) beaufschlagt. Beispielsweise kann die Schubspannung im Laufe von 30 Minuten vom kleinstmöglichen Wert (zum Beispiel 0,01 Pa) auf zum Beispiel 100 Pa gesteigert werden. Als Funktion dieser Schubspannung erwird die Deformation γ der Probe gemessen. Die Deformation wird in einem doppellogarithmischen Plot gegen die Schubspannung aufgetragen (log /gegen log σ). Sofern die untersuchte Probe eine Fließgrenze aufweist, kann man diese durch eine sprunghafte Änderung der Kurve erkennen. Unterhalb einer gewissen Schubspannung findet man eine rein elastische Deformation. Die Steigung der Kurve γ(σ) (log-log- Plot) in diesem Bereich ist eins. Oberhalb dieser Schubspannung beginnt viskoses Fließen und die Steigung der Kurve ist sprunghaft höher. Diejenige Schubspannung, bei der das Abknicken der Kurve erfolgt, also der Übergang von der elastischen in eine plastische Deformation, markiert die Fließgrenze. Eine bequeme Bestimmung der Fließgrenze (= Knick der Kurve) ist durch Anlegen von Tangenten an die beiden Kurventeile möglich. Proben ohne Fließgrenze weisen keinen charakteristischen Knick in der Funktion γ(σ) auf.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist bevorzugt eine Fließgrenze im Bereich von 0,01 Pa bis 50 Pa, bevorzugt von 0, 1 Pa bis 10 Pa, besonders bevorzugt von 0,5 Pa bis 5 Pa auf. Dabei sind solche Zusammensetzungen besonders bevorzugt, die eine Fließgrenze von maximal 10 Pa aufweisen. Solche sind besonders gut abfüllbar und von dem Verbraucher gut dosierbar. Erfindungsgemäß umfasst die Grundrezeptur wenigstens ein Tensid und wenigstens ein
Lösungsmittel. Die Grundrezeptur kann somit ein oder mehrere Tenside aufweisen. Diese Tenside sind ausgewählt aus der Gruppe, die aus anionischen, kationischen, zwitterionischen, nichtionischen Tensiden sowie deren Mischungen besteht. Umfasst die Zusammensetzung mehrere Tenside, so kann es sich hierbei beispielsweise um mehrere unterschiedliche nichtionische Tenside handelt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zusammensetzung beispielsweise sowohl nichtionische als auch anionische Tenside umfasst. Analog gilt dies für die anderen Tenside. Vorzugsweise umfasst die Grundrezeptur wenigstens ein anionisches Tensid sowie wenigstens ein nichtionisches Tensid.
Der Anteil an Tensid in der Endzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0, 1-40 Gew.-% Tensid, weiter bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% Tensid, noch mehr bevorzugt 10-25 Gew.-% Tensid.
Umfasst die Grundrezeptur ein anionisches Tensid, so ist dieses bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C9-i3-Alkylbenzolsulfonaten, Olefinsulfonaten, Ci2-is-Alkansulfonaten, Estersulfonaten, Alk(en)ylsulfaten, Fettalkohohlethersulfaten und Mischungen daraus. Es hat sich gezeigt, dass sich diese Sulfonat- und Sulfat-Tenside besonders gut zur Herstellung stabiler flüssiger Zusammensetzungen mit Fließgrenze eignen. Flüssige Zusammensetzungen, die als anionisches Tensid C9-i3-Alkylbenzolsulfonate und Fettalkoholethersulfate umfassen, weisen besonders gute, dispergierende Eigenschaften auf. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-i3-Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, das heißt Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus Ci2-is-Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht. Geeignet sind auch Ci2-is-Alkansulfonate und die Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonate), zum Beispiel die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der
Schwefelsäurehalbester der Ci2-Ci8-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol,
Talgfettalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der Cio-C2o-Oxoalkohole und diejenigen Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Aus waschtechnischem Interesse sind die Ci2-Ci6-Alkylsulfate und Ci2-Ci5-Alkylsulfate sowie Cw-Cis-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate sind geeignete anionische Tenside.
Auch Fettalkoholethersulfate, wie die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen oder verzweigten C7-2i-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11- Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder Ci2-is-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeignet. Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße flüssige Zusammensetzung eine Mischung aus Sulfonat- und Sulfat-Tensiden enthält. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die flüssige Zusammensetzung C9-i3-Alkylbenzolsulfonate und Fettalkoholethersulfate als anionisches Tensid.
Zusätzlich zu dem anionischen Tensid kann die flüssige Zusammensetzung in der Grundrezeptur auch Seifen enthalten. Geeignet sind gesättigte und ungesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, (hydrierten) Erucasäure und
Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, zum Beispiel Kokos-, Palmkern-, Olivenöl- oder Talgfettsäuren, abgeleitete Seifengemische.
Die anionischen Tenside sowie die Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder
Magnesium- oder Ammoniumsalze vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natriumsalze vor. Weitere bevorzugte Gegenionen für die anionischen Tenside sind auch die protonierten Formen von Cholin, Triethylamin, Monoethanolamin oder Methylethylamin.
Die Grundrezeptur kann neben dem anionischen Tensid auch wenigstens ein nichtionisches Tensid aufweisen. Das nichtionische Tensid umfasst alkoxylierte Fettalkohole, alkoxylierte Fettsäurealkylester, Fettsäureamide, alkoxylierte Fettsäureamide, Polyhydroxyfettsäureamide, Alkylphenolpolyglycolether, Aminoxide, Alkylpolyglucoside und Mischungen daraus.
Als nichtionisches Tensid werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 4 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann beziehungsweise lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen, zum Beispiel aus Kokos-, Palm-, Talgfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 5 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören
beispielsweise Ci2-i4-Alkohole mit 4 EO oder 7 EO, C9-n-Alkohol mit 7 EO, C-ms-Alkohole mit 5 EO, 7 EO oder 8 EO, Ci2-is-Alkohole mit 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow ränge ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden.
Beispiele hierfür sind Talgfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO. Auch nichtionische Tenside, die EO- und PO-Gruppen zusammen im Molekül enthalten, sind erfindungsgemäß einsetzbar. Geeignet sind ferner auch eine Mischung aus einem (stärker) verzweigten ethoxylierten Fettalkohol und einem unverzweigten ethoxylierten Fettalkohol, wie beispielsweise eine Mischung aus einem Ci6-i8-Fettalkohol mit 7 EO und 2-Propylheptanol mit 7 EO. Insbesondere bevorzugt enthält das Wasch-, Reinigungs-, Nachbehandlungs- oder Waschhilfsmittel einen Ci2-is-Fettalkohol mit 7 EO oder einen C-ms-Oxoalkohol mit 7 EO als nichtionisches Tensid.
Die erfindungsgemäß hergestellte Zusammensetzung umfasst in ihrer Grundrezeptur weiterhin ein oder mehrere Lösungsmittel. Hierbei kann es sich um Wasser und/oder nichtwässrige
Lösungsmittel handeln. Bevorzugt enthält die Grundrezeptur Wasser als Hauptlösungsmittel. Die Grundrezeptur kann weiterhin nichtwässrige Lösungsmittel umfassen. Geeignete nichtwässrige Lösungsmittel umfassen ein- oder mehrwertige Alkohole, Alkanolamine oder Glykolether.
Vorzugsweise werden die Lösungsmittel ausgewählt aus Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, Butanolen, Glykol, Propandiol, Butandiol, Methylpropandiol, Glycerin, Diglykol, Propyldiglycol, Butyldiglykol, Hexylenglycol, Ethylenglykolmethylether, Ethylenglykolethylether,
Ethylenglykolpropylether, Ethylenglykolmono-n-butylether, Diethylenglykolmethylether,
Diethylenglykolethylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether,
Propylenglykolpropylether, Dipropylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykolmonoethylether, Methoxytriglykol, Ethoxytriglykol, Butoxytriglykol, 1-Butoxyethoxy-2-propanol, 3-Methyl-3- methoxybutanol, Propylen-glykol-t-butylether, Di-n-octylether sowie Mischungen dieser
Lösungsmittel.
Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem herkömmlichen
Chargenprozess oder Batchverfahren eine Grundrezeptur hergestellt, welche insbesondere eine Viskosität von 1000 mPa-s oder weniger, insbesondere 200 bis 800 mPa-s, besonders 400 bis 700 mPa-s aufweist. Die Viskosität wird bei einer Temperatur von 20 °C bestimmt (Viskosimeter HATDV II von Brookfield, 20 U/min Spindel 2). Im Chargenprozess wird der Grundrezeptur Luft beigefügt. Aufgrund der geringen Viskosität kann diese Luft jedoch aus der Grundrezeptur innerhalb kürzester Zeit ohne jegliches Zutun entweichen, so dass im Endeffekt ein annähernd luftfreies Produkt erhalten wird.
Neben dem wenigstens einen Tensid sowie dem wenigstens einen Lösungsmittel kann die Grundrezeptur weiterhin Gerüststoffe und/oder alkalische Substanzen umfassen. Als Gerüststoffe sind beispielsweise polymere Polycarboxylate geeignet. Dies sind beispielsweise die
Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, zum Beispiel solche mit einer relativen Molekülmasse von 600 bis 750.000 g / mol.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von 1.000 bis 15.000 g / mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus dieser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 1.000 bis 10.000 g / mol, und besonders bevorzugt von 1.000 bis 5.000 g / mol, aufweisen, bevorzugt sein. Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthalten.
Als Gerüststoffe, die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthalten sein können, sind insbesondere auch Silikate, Aluminiumsilikate (insbesondere Zeolithe), Carbonate, Salze organischer Di- und Polycarbonsäuren sowie Mischungen dieser Stoffe zu nennen.
Organische Gerüststoffe, welche weiterhin in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorhanden sein können, sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsalze einsetzbaren
Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), Methylglycindiessigsäure (MGDA) und deren Abkömmlinge sowie Mischungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der
Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen.
Bevorzugt werden allerdings lösliche Gerüststoffe, wie beispielsweise Citronensäure, oder Acrylpolymere mit einer Molmassen von 1.000 bis 5.000 g / mol in der Grundrezeptur eingesetzt.
Alkalische Substanzen oder Waschalkalien sind im Sinne der vorliegenden Erfindung Chemikalien zur Anhebung und Stabilisierung des pH-Wertes der Zusammensetzung.
Insbesondere werden im Chargenprozess bevorzugt diejenigen Bestandteile der
Zusammensetzung zur Grundrezeptur beigegeben, welche ausschließlich in einem
diskontinuierlichen Verfahren zudosiert werden können. Dies sind insbesondere solche
Bestandteile, welche ausschließlich als Feststoff vorliegen und somit in einem kontinuierlichen Verfahren nicht in eine Zusammensetzung eingeführt werden können. Beispielsweise betrifft dies Zitronensäure und deren Salze, wie beispielsweise Natrium-Zitrat, oder Borsäure. Diese müssen als Lösung oder Suspension eingebracht werden.
Erfindungsgemäß erfolgt dann in einem dem ersten Schritt nachfolgenden zweiten Schritt eine Differenzierung der Grundrezeptur. Diese erfolgt in einem kontinuierlichen Verfahren. Dabei ist es möglich, die im ersten Schritt erhaltene Grundrezeptur unmittelbar in ein kontinuierliches Verfahren überzuleiten. Es ist jedoch auch möglich, die Grundrezeptur zunächst zu lagern und erst bei Bedarf im kontinuierlichen Verfahren einzusetzen. Differenzierung im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass eine Grundrezeptur, welche für mehrere unterschiedliche flüssige, Tensid-enthaltene Zusammensetzungen gleich ist, dann zum eigentlichen gewünschten Endprodukt hin differenziert wird. In diesem zweiten Schritt werden nur die Stoffe zur Grundrezeptur zudosiert, die wichtig für die Charakteristik des später erhaltenen Endprodukts, also der erfindungsgemäß hergestellten flüssigen, Tensid-enthaltenden
Zusammensetzung sind, wie beispielsweise Farbstoffe, Parfümzusammensetzungen, Enzyme Farbstoffe, Parfümkapseln, Microbeads, Trübungsmittel, Farb-Transfer-Inhibitoren (Dye Transfer Inhibitors DTI), Aufheller, Salzlösungen, Co-Tenside oder Wasser.
Das kontinuierliche Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Anlage, in der das kontinuierliche Verfahren stattfindet, ein Überdruck herrscht. Die Grundrezeptur wird dabei durch ein Leitungssystem geleitet. Mittels Pumpen wird die Fließgeschwindigkeit der Zusammensetzung und damit auch der Druck in dem Leitungssystem gesteuert. An dem Leitungssystem angebrachte Drucksensoren erlauben es, über eine Rückkopplung zu den Pumpen, den Druck innerhalb des Leitungssystems zu kontrollieren. Beispielsweise können Drucksensoren der Firma Endress und Hauser, Deutschland zum Einsatz kommen. Die Leitung, in welche die Grundrezeptur eingeleitet wird, wird Hauptstrom genannt. In diese Leitung werden die weiteren Komponenten dosiert, um die Grundrezeptur zu differenzieren. Das kontinuierliche Verfahren unter Überdruck erlaubt es, einen Gas-/Lufteintrag in die Zusammensetzung zu vermeiden. Vorzugsweise wird das kontinuierliche Verfahren bei einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck von 0,1 bis 6 bar, insbesondere von 0,5 bis 4 bar durchgeführt.
In diesem kontinuierlichen Verfahren werden in einer kontinuierlichen Anlage alle Stoffe in flüssiger Form in eine Leitung zusammen dosiert und mittels dynamischer und/oder statischer Mischer homogenisiert. Da sie nur mit flüssigen Stoffen betrieben werden können, können
erfindungsgemäß im zweiten Schritt nur flüssige Produkte zur Differenzierung der Grundrezeptur eingesetzt werden. Flüssige Produkte im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Flüssigkeiten oder Lösungen von Feststoffen in einem geeigneten Lösungsmittel ebenso wie stabile Suspensionen, Dispersionen oder Emulsionen.
Die Differenzierung verläuft entlang des Hauptstroms, durch den die Grundrezeptur fließt. Dabei können die zu dosierenden Zusammensetzungen vorgemischt werden und zusammen in den Hauptstrom dosiert werden oder einzeln oder in verschiedenen Kombinationen aus z.B. 2-3 Komponenten über separate Zuleitungen in den Hauptstrom dosiert werden. Bevorzugt ist dabei, dass sich an der Stelle, an der die Dosierung in den Hauptstrom erfolgt, ein Mischer, insbesondere ein statischer Mischer, befindet, der die schnelle und homogene Verteilung der dosierten Mittel in dem Hauptstrom sicherstellt. Dabei können zum Beispiel Farbstoffe, Mikrokapseln und Parfüm getrennt voneinander in den Strom dosiert werden. Von der Einleitung der Grundrezeptur aus gesehen, kann also zunächst das Parfüm und in einem nachgeschalteten Schritt der Farbstoff dosiert werden. Die Reihenfolge der Dosierung kann aber auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen, also zunächst Farbstoff und dann Parfüm. Grundsätzlich ist es bevorzugt, solche Substanzen als letztes zu Dosieren, die schon in geringen Mengen die Grundrezeptur verändern. Wird zum Beispiel zunächst ein Farbstoff in die Grundrezeptur dosiert und erst in einem späteren Schritt das Parfüm oder eine andere Substanz, ist der Weg, den der Farbstoff durch die Anlage beschreitet, lang, sodass bei einem Rezepturwechsel deutlich mehr Reinigungsaufwand zu leisten ist, um auch die letzten Spuren Farbstoff zu entfernen. Daher kann es vorteilhaft sein, Farbstoffe zuletzt in den Hauptstrom zu dosieren, um einen schnellen und günstigen Wechsel des Farbstoffs zu ermöglichen. Auch der Ort der Dosierung von Parfüm ist in dieser Hinsicht zu bestimmen. Jedoch ist für den Verbraucher die optische Wahrnehmung stärker als die Geruchsspezifische, sodass im Zweifel der Farbstoff nach dem Parfüm zu dosieren ist, um zu vermeiden, dass der Verbraucher unbeabsichtigte Produktverfärbungen durch Rezepturwechsel wahrnimmt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Differenzierung insbesondere durch die Zugabe von einem oder mehreren Co-Tensiden und/oder einem oder mehreren Elektrolyten. Durch das Co-Tensid oder die Co-Tenside wird die micellare Struktur der Tenside in der Grundrezeptur verändert. Durch einen oder mehrere Elektrolyte kann diese Wirkung verstärkt werden. Hierdurch entsteht eine lamellare Struktur der Tenside. Entsprechende strukturierte Wasch- oder Reinigungsmittel mit Fließgrenze sind im Stand der Technik beispielsweise in WO 2013/064357 A1 beschrieben. Auf den Inhalt diese Anmeldung wird vollumfänglich Bezug genommen.
Co-Tenside im Sinne der vorliegenden Erfindung sind amphiphile Moleküle mit kleiner, hydrophiler Kopfgruppe. In einem binären System mit Wasser sind diese Co-Tenside oftmals nur schwach oder gar nicht löslich. Entsprechend bilden sie dort auch keine Micellen aus. In Gegenwart der Tenside der Grundrezeptur werden die Co-Tenside in deren Assoziate eingebaut und verändern dadurch die Morphologie dieser Assoziate. Aus den Kugelmicellen werden Stäbchen- und/oder Scheibchenmicellen. Bei einem ausreichend hohem Gesamttensidgehalt kommt es zu der Ausbildung lamellarer Phasen beziehungsweise Strukturen.
Das Co-Tensid ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus alkoxylierten Cs-ds- Fettalkoholen mit einem Alkoxylierungsgrad < 3, aliphatischen C6-Ci4-Alkoholen, aromatischen C6- Ci4-Alkoholen, aliphatischen C6-Ci2-Dialkoholen, Monoglyceride von Ci2-Ci8-Fettsäuren,
Monoglycerinether von Cs-ds-Fettalkoholen und Mischungen daraus. Weitere geeignete Co- Tenside sind 1-Hexanol, 1-Heptanol, 1-Octanol, 1 ,2-Octandiol, Stearinmonoglycerin und
Mischungen daraus.
Ebenso eignen sich Duftalkohole wie beispielsweise Geraniol, Nerol, Citronellol, Linalool, Rhodinol und andere Terpenalkohole oder Duftaldehyde wie Lilial oder Decanal als Co-Tenside. Bevorzugte Co-Tenside sind Ci2-Ci8-Fettalkohole mit einem Alkoxylierungsgrad < 3. Diese Co- Tenside werden besonders gut in die bevorzugten Assoziate aus anionischem und nichtionischem Tensid eingebaut.
Geeignete alkoxylierte Ci2-Ci8-Fettalkohole mit einem Alkoxylierungsgrad < 3 umfassen beispielsweise i-Ci3H270(CH2CH20)2H, i-Ci3H270(CH2CH20)3H, Ci2-i4-Alkohol mit 2 EO, C12-14- Alkohol mit 3 EO, Cis-is-Alkohol mit 3 EO, Ci2-i8-Alkohole mit 2 EO und Ci2-i8-Alkohole mit 3 EO.
Ein Elektrolyt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein anorganisches Salz. Bevorzugte anorganische Salze umfassen Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumsulfat, Natriumcarbonat, Kaliumsulfat, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat,
Calciumchlorid, Magnesiumchlorid und Mischungen daraus. Besonders stabile
Zusammensetzungen werden bei Einsatz von Natriumchlorid oder Mischungen von Natriumchlorid und Kaliumsulfat erhalten.
Die Zugabe des anorganischen Salzes unterstützt die Ausbildung lamellarer Strukturen. Zusätzlich hat das anorganische Salz einen Einfluss auf die Viskosität, so dass mit Hilfe des anorganischen Salzes die Viskosität der flüssigen Zusammensetzung eingestellt werden kann.
Es ist besonders vorteilhaft, die lamellar strukturierten Flüssigkeiten gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen, da wegen des geringen Gas/Luft Anteils in der flüssigen Zusammensetzung geringere Mengen Tensid und/oder Elektrolyt genügen, um lamellare Strukturen auszubilden, die optisch wahrnehmbare Partikel stabilisieren. Die Verfahren nach dem Stand der Technik benötigen eine deutlich höhere Tensid- und/oder Elektrolytkonzentration, um die Luft und damit auch die optischen Partikel in den einzelnen strukturierten Schichten zu stabilisieren. Bei im Vergleich zu den erfindungsgemäß hergestellten Zusammensetzungen gleicher Tensid- und/oder Elektrolytkonzentration, können die gemäß Verfahren des Standes der Technik hergestellten Zusammensetzungen die Gas/Lufteinträge in der Zusammensetzungen nicht oder nicht im selben Maße stabilisieren, sodass die lamellare Struktur durch den Auftrieb der Gasblasen zumindest zum Teil zerstört wird und sich in den einzelnen Schichten befindliche Komponenten vermischen. Insbesondere können sich optische Partikel sich an den Gasblasen anlagern und mit flotiert werden. Somit wird es erschwert, optische Partikel in der
Zusammensetzung gleichmäßig zu verteilen.
Vorzugsweise wird die Fließgrenze durch die Dosierung der Co-Tenside und/oder einem oder mehrerer Elektrolyte in dem kontinuierlichen Verfahren erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass die im kontinuierlichen Verfahren dosierten Bestandteile gleich in der gewünschten lamellaren Struktur vorliegen. Insbesondere beträgt der Anteil an Co-Tensiden und/oder Elektrolyten in der finalen flüssigen, Tensid-enthaltenden Zusammensetzung mit Fließgrenze bis zu 15 Gew-%, bevorzugt bis zu 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt bis zu 5 Gew.-%.
Vorzugsweise werden der Grundrezeptur im zweiten Schritt weiterhin dispergierte Partikel zur Differenzierung zugegeben. Dispergierte Partikel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind im Lösungsmittel der Grundrezeptur nicht löslich. Sie können darin jedoch dispergiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine homogene Verteilung und stabile Dispersion dieser Partikel. Erfindungsgemäß können diese dispergierten Partikel funktionell sein und/oder eine ästhetische Funktion haben. Funktionelle Materialien beeinflussen die Wirkung der
Zusammensetzung wohingegen ästhetische Materialien lediglich das Aussehen oder den Geruch beeinflussen. Bevorzugt handelt es sich bei den dispergierten Partikeln um sichtbare Partikel. Dies bedeutet, dass die Partikel für den Verbraucher mit dem Auge in der Zusammensetzung (im Endprodukt) deutlich zu erkennen und von den übrigen Bestandteilen zu unterscheiden sind. Bevorzugt sind hiermit gefärbte Partikel gemeint. Solche Partikel vermitteln der Zusammensetzung einen besonderen Eindruck, der von den Verbrauchern geschätzt wird. Besonders bevorzugt kann die Zusammensetzung einen gelösten Farbstoff enthalten und zusätzlich farbige Partikel, die eine Farbe aufweisen, die eine Kontrastfarbe zu dem gelösten Farbstoff darstellt.
Funktionelle dispergierte Partikel können im Sinne der vorliegenden Erfindung Kapseln,
Abrasivstoffe, Granulate oder Compounds sein. Unter dem Begriff Kapsel werden einerseits Aggregate mit einer Kern-Hülle-Struktur und andererseits Aggregate mit einer Matrix verstanden. Kern-Hülle-Kapseln (Mikrokapseln, Microbeads) enthalten mindestens einen festen oder flüssigen Kern, der von mindestens einer kontinuierlichen Hülle, insbesondere einer Hülle aus Polymer(en) umschlossen ist.
Im Inneren der Kapseln können empfindliche, chemische physikalisch inkompatible sowie flüchtige Komponenten (=Wirkstoffe) der flüssigen Zusammensetzung lager- und transportstabil eingeschlossen werden. In den Kapseln können sich beispielsweise optische Aufheller, Tenside, Komplexbildner, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Bleichkatalysatoren, Färb- und Duftstoffe, Antioxidantien, Gerüststoffe, Enzyme, Enzymstabilisatoren, antimikrobielle Wirkstoffe,
Vergrauungsinhibitoren, Anti-Redepositionsmittel, pH-Stellmittel, Elektrolyte, Waschkraftverstärker, Vitamine, Proteine, Schauminhibitoren und/oder UV-Absorber finden. Die Füllungen der Kapseln können Feststoffe oder Flüssigkeiten in Form von Lösungen oder Emulsionen beziehungsweise Suspensionen sein.
Die dispergierten Partikel können eine Dichte aufweisen, die der der flüssigen Zusammensetzung entspricht. Erfindungsgemäß bedeutet dies, dass die Dichte der dispergierten Partikel 90% bis 1 10% der Zusammensetzung entspricht. Es ist jedoch auch möglich, dass die dispergierten Partikel eine andere Dichte aufweisen. Dennoch ist es aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens auch hier möglich, eine gleichmäßige Dispersion der Partikel in der Zusammensetzung zu erhalten. Sie können aus unterschiedlichen Materialien wie zum Beispiel Alginaten, Gelatine, Cellulose, Agar, Wachsen oder Polyethylenen bestehen. Partikel, die keine Kern-Hülle-Struktur aufweisen, können auch einen Wirkstoff in einer Matrix aus einem matrixbildenden Material aufweisen. Solche Partikel werden als "Speckies" bezeichnet. Die Matrixbildung erfolgt bei diesen Materialien beispielsweise über Gelierung, Polyanionen-Polykationen-Wechselwirkung oder Polyelektrolyt-Metallionen-Wechselwirkung und ist im Stand der Technik ebenso wie die
Herstellung von Partikeln mit diesen matrixbildenden Materialien wohl bekannt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine flüssige, Tensid-enthaltende Zusammensetzung mit Fließgrenze, welche mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird. Vorzugsweise weist die finale Zusammensetzung eine Fließgrenze von 0,01 Pa bis 50 Pa, bevorzugt von 0, 1 Pa bis 10 Pa, besonders bevorzugt von 0,5 Pa bis 5 Pa auf. Die Zusammensetzung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Viskosität gemessen bei 20 °C von 50.000 mPa-s oder weniger, insbesondere 3000 mPa-s oder weniger aufweist. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen unterscheiden sich von den bekannten Zusammensetzungen durch ihren geringeren Gas-/Luft-Anteil und die damit verbundene höhere Dichte. Dadurch verbleiben die lamellaren Strukturen länger stabil. In der Zusammensetzung befindliche Partikel sammeln sich nicht wie sonst üblich an der Oberfläche der Zusammensetzung an. Damit sind die Zusammensetzungen gut abfüllbar, ohne dass die Partikel nach der Abfüllung oder Lagerung aufschwimmen. Die Abwesenheit oder der geringere Anteil an Gas/Luft sorgt dafür, dass die Zusammensetzung präziser abgefüllt werden kann. Zudem weist die Zusammensetzung mehr Tensid pro Volumen auf, sodass die Waschleistung pro Volumen höher als bei üblichen Zusammensetzungen ist.
In der vorliegenden Anmeldung bezieht sich die Viskosität einer Zusammensetzung auf jeweils mit einem Brookfield Viskosimeter HATDV II mit Spindel 2 bei 20 U/min bei 20 °C bestimmten Wert.
Die Zusammensetzung ist insbesondere ein Körperpflege, Wasch- oder Reinigungsmittel.
Körperpflege, Wasch- oder Reinigungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen Kosmetika, Haushaltsreiniger, Wäscheweichspüler, Waschmittel für Wäsche, Bodenpflegemittel, Allesreiniger, Geschirrspülmittel zur manuellen sowie maschinellen Reinigung, Vollwaschmittel, Shampoos, Duschgele und Schaumbäder. Bevorzugt ist sie ein Wasch- oder Reinigungsmittel.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht gegenüber im Stand der Technik beschriebenen Verfahren eine Luftfreiheit im Produkt und damit eine verbesserte Produktstabilität. Durch eine "One pass"-Produktion wird eine gezielte gleichförmige Homogenisierung ermöglicht.
Investitionskosten können reduziert werden, da die Produktformulierung auf einer Grundrezeptur beruht, die in einem einfachen Verfahren hergestellt werden kann. Diese einmal hergestellte Grundrezeptur kann dann für unterschiedliche Produkte weiter eingesetzt werden. Diese erspart die Lagerung von Chargen von Endprodukten, die nicht sofort in den Verkauf gelangen. Hierdurch werden Energie- und Produktionskosten gesenkt und gleichzeitig die Kapazitäten bestehender Anlagen erhöht.
Besonders vorteilhaft ist es, den erfindungsgemäßen Prozess während der kontinuierlichen Differenzierung unter Überdruck durchzuführen. Als Überdruck wird Druck von mindestens 0, 1 bar über Normaldruck angesehen. Durch den Überdruck wird verhindert, dass Gase, insbesondere Luft, während der Differenzierung der Zusammensetzung eingetragen werden. Somit wird ein Produkt erhalten, das luftfreier ist als Produkte, die aus einem Chargenprozess stammen. Dadurch lässt sich die Zusammensetzung verlässlicher und genauer dosieren. Da weniger Gas in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten ist, weisen sie eine höhere Dichte als Vergleichszusammensetzungen auf.
Ausführungsbeispiele:
Die Mengenangaben in den Ausführungsbeispielen erfolgen in % a.s., also in % Aktivsubstanz. Die Angaben beziehen sich in allen Beispielen auf 100 % des Endprodukts.
Im Chargenprozess (Beispiel 1 , Beispiel 2a) wurde mit einem Rührer von Intermig mit einer Geschwindigkeit von 30 bis 40 Umdrehungen/min gerührt.
In den Ausführungsbeispielen wurde jeweils Wasser in einem Batchkessel vorgelegt. Die Menge an Wasser, welche hier vorgelegt wird, liegt bei etwa 50 Gew.-% bis 60 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% des Endproduktes. Die Wahl der genauen Menge liegt im üblichen Aufgabenbereich des Fachmannes und ist vom gewünschten Endprodukt abhängig. Dabei ist zu beachten, dass durch weitere zugegebene Bestandteile ebenfalls Wasser eingetragen werden kann. Der Gehalt an Wasser im Endprodukt kann erfindungsgemäß 60 Gew.-% bis 75 Gew.-% betragen.
1. Chargenprozess (Stand der Technik):
Es wurde eine flüssige, Tensid-enthaltende Zusammensetzung in einem konventionellen
Chargenprozess hergestellt. Hierfür wurde Wasser in einem 35 m3 Batchkessel vorgelegt. Unter rühren wurden 1 ,9 % a.s. NaOH, 1 % a.s. Borsäure und 2 % a.s. Zitronensäure zugegeben.
Nachdem sich die zugegebenen Komponenten aufgelöst hatten (nach ca. 5 Minuten Rühren), wurde ein Komplexierungsmittel (Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) in Form des 7Natrium-Salzes (DTPMP-7Na)) in einer Menge von 0,7 % a.s. zugegeben. Nach etwa 5 Minuten Rührzeit wurden 6,5 % a.s. Tenside (2,0 % a.s. Niotensid (nichtionisches Tensid) mit 12 bis 18 C- Atomen und 7 mol EO/mol, 4,0 % a.s. lineares Alkylbenzolsulfonat mit 10 bis 13 C-Atomen und 0,5 % a.s. einer Fettsäure mit 12 bis 18 C-Atomen und geringem Geruch) zugegeben und für weitere 15 Minuten gerührt. Anschließend wurden weitere 8 % a.s. eines anionischen Tensids
(Alkylethersulfat mit Ci2-Kette) zugegeben und durch Rühren (ca. 15 Minuten) eingearbeitet. Die Temperatur betrug etwa 55 °C bis 60 °C.
Anschließend wurde die wässrige Lösung auf eine Temperatur von etwa 30 bis 32 °C gekühlt. Im Folgenden wurden 0,03 % a.s. eines Entschäumers, 2 % a.s. Ethanol als Lösungsmittel, 0,1 % a.s. eines Konservierungsmittels sowie 0,35 % a.s. an Aufhellern zugegeben. Nachdem diese gleichmäßig verteilt waren, wurden 0,2 % Parfümkapseln, 1 , 1 % a.s. Parfüm sowie 0,28 % a.s. Farblösungen zugegeben und ebenfalls eingearbeitet. Anschließend wurden Enzyme (1 , 16 % a.s.), eine Kochsalzlösung (3 % a.s.), ein Niotensid (Isotridecanol mit 3 mol EO/mol) (2 % a.s.) sowie Microbeads (0,25 % a.s.) eingearbeitet. Die so erhaltene Mischung wurde gründlich gerührt und dann auf übliche Weise abgefüllt. Das im konventionellen hergestellten Verfahren erhaltene lufthaltige Produkt zeigt ein milchiges Aussehen. Die Dichte betrug 0,927 g/cm3. Die Dichte wurde mit einem Pyknometer der Firma Erichsen (Modell 290) gemessen. Das Verfahren entspricht den Vorgaben der DIN 53217 (ISO 281 1-1 ) und den darin zitierten Vorschriften. Die Messung erfolgte bei einer Temperatur von 23 ± 0,5°C.
2. Erfindunqsqemäßes Verfahren
a) Herstellung der Grundrezeptur:
Eine Tensid-haltige Zusammensetzung wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Zunächst wurde in einem Batchkessel Wasser vorgelegt. Unter Rühren wurden NaOH (2,3 % a.s.), Borsäure (1 ,2 % a.s.) und Zitronensäure (2,4 % a.s.) zugegeben. Nachdem diese im Wasser aufgelöst waren, wurde Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) in Form des 7Natrium-Salzes (DTPMP«7Na) (0,85% a.s.) zugegeben. Anschließend wurden Tenside (Niotensid (nichtionisches Tensid) mit 12 bis 18 C-Atomen und 7 mol EO/mol (2,4%a.s.), lineares
Alkylbenzolsulfonat mit 10 bis 13 C-Atomen (4,8 % a.s.) und eine Fettsäure mit 12 bis 18 C- Atomen und geringem Geruch (0,6% a.s.)) unter Rühren eingearbeitet. Nach gründlichem Rühren wurde ein weiteres anionisches Tensid (Alkylethersulfat mit Ci2-Kette, 9,7% a.s.) eingearbeitet. Die Temperatur betrug etwa 55 °C bis 60 °C.
Nach dem Abkühlen auf eine Temperatur von etwa 30 bis 32 °C wurden Entschäumer (0,04 % a.s.), Ethanol (2, % a.s) und Konservierungsmittel (0,1 % a.s.) eingearbeitet. Die Herstellung dieser Grundrezeptur erfolgte wie bei dem bekannten Chargenprozess (Beispiel 1 ).
Die Viskosität der Grundrezeptur betrug 750 mPa s bei 20 °C. Die Viskosität wurde mit einem Brookfield Viskosimeter HATDV II mit Spindel 2 bei 20 U/min bei 20 °C bestimmt. b) Differenzieren der Grund rezeptur:
Anschließend wurde ein Teil der Grundrezeptur in einem kontinuierlichen Verfahren differenziert. Dafür wurde die Zusammensetzung des Batches in ein Leitungssystem gepumpt. Der
Durchmesser des Hauptrohrs betrug 65 mm. Die Strömungsgeschwindigkeit lag im Bereich von 0,5 bis 1 ,9 m/s. Der Druck in dem Leitungssystem betrug 0, 1 bis 6 bar über Normaldruck.
Der Hauptstrom, welcher aus der Grundrezeptur besteht, betrug 82,7 % des Endproduktes. In diesen Hauptstrom, also die Grund rezeptur, wurden die folgenden Additive über Seitenströme dosiert (die Angaben beziehen sich auch hier auf die im Endprodukt enthaltene Menge, wobei das Endprodukt 100 % entspricht):
Aufheller (0,35% Lösung im VE (vollentsalztem) Wasser (0,035% a.s.))
Parfümkapseln (0,2% a.s.)
Parfüm (1 ,1 % a.s.) ggf. NaOH
Enzyme (1 ,16% a.s.)
Farblösungen (0,28% a.s.)
NaCI Lösung (20% oder 25%ige Lösungen in VE Wasser) (3% a.s.)
Niotensid (Isotridecanol mit 3 mol EO/mol) (2% a.s.)
Microbeads (0,25% a.s.)
Das so im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, luftfreie Produkt wies eine höhere Dichte von 1 ,062 g/cm3 auf. Die Bestimmung erfolgte, wie oben angegeben, auch hier in einem
Pyknometer nach DIN 53217. Die Messung erfolgte bei einer Temperatur von 23 ± 0,5°C. Die Viskosität betrug 1500 bis 2500 mPa s. Die Viskosität wurde mit einem Brookfield Viskosimeter HATDV II mit Spindel 2 bei 20 U/min bei 20 °C bestimmt. Die Fließgrenze der Zusammensetzung betrüg 2, 1 Pa.
Sowohl Zusammensetzung 1 ) als auch 2b) enthielten Kern-Hülle-Partikel (Microbeads), welche sich deutlich als rote Punkte in der Zusammensetzung darstellten. Während im dem lufthaltigen Produkt (Beispiel 1 , Stand der Technik) bereits nach kurzer Zeit die Partikel aufschwammen (da sich Luft an diese anlagert), waren diese Partikel in der erfindungsgemäßen luftfreien
Zusammensetzung (Beispiel 2) gleichmäßig im Produkt verteilt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer flüssigen, Tensid-enthaltenden Zusammensetzung mit Fließgrenze, in welchem
in einem ersten Schritt in einem Chargenprozess eine Grundrezeptur, umfassend wenigstens ein Tensid und wenigstens ein Lösungsmittel, hergestellt und
diese Grundrezeptur in einem nachfolgenden zweiten Schritt in einem kontinuierlichen Verfahren differenziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung eine Fließgrenze im Bereich von im Bereich von 0,01 Pa bis 50 Pa, bevorzugt von 0, 1 Pa bis 10 Pa, besonders bevorzugt von 0,5 Pa bis 5 Pa aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundrezeptur eine Viskosität von 1000 mPa-s oder weniger, insbesondere 200 bis 800 mPa-s, besonders 400 bis 700 mPa-s aufweist, wobei die Viskosität mit einem Brookfield Viskosimeter HATDV II mit Spindel 2 bei 20 U/min bei 20 °C bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Grundrezeptur weiterhin Gerüststoffe und/oder alkalische Substanzen umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das kontinuierliche Verfahren bei einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck von 0, 1 bis 6 bar, insbesondere von 0,5 bis 4 bar durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Differenzieren durch die Zugabe von einem oder mehreren Co-Tensiden und/oder einem oder mehreren Elektrolyten erfolgt, wobei insbesondere der Anteil an Co-Tensiden und/oder Elektrolyten bis zu 15 Gew-%, bevorzugt bis zu 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt bis zu 5 Gew.-%, der finalen flüssigen, Tensid-enthaltenden Zusammensetzung mit Fließgrenze beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt weiterhin dispergierte Partikel zur Differenzierung zur Grundrezeptur zugegeben werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel sichtbare Partikel sind.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel
Mikrokapseln sind.
10. Flüssige, Tensid-enthaltende Zusammensetzung mit Fließgrenze erhalten nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
1 1. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Viskosität bei 20 °C von 50.000 mPa-s oder weniger, insbesondere 3000 mPa-s oder weniger aufweist, noch mehr bevorzugt von 1000 mPa-s oder weniger aufweist, wobei die Viskosität mit einem Brookfield Viskosimeter HATDV II mit Spindel 2 bei 20 U/min bei 20 °C bestimmt wird.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Körperpflege-, Wasch- oder Reinigungsmittel ist.
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