Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feuchttuch mit einem Trägermaterial, das aus biologisch abbaubaren Materialien besteht, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Dreiphasen- Vollwaschmitteltuch mit Nachhaltigkeitsmerkmalen unter Einsatz eines Verbundträgermaterials, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik

Seit Anbeginn der Menschheit besteht das Streben nach Hygiene. Schließlich stellt die Hygiene im Alltag den Menschen eine gewichtige Komponente dar. Der Hygienegedanke des Menschen besteht in erster Linie in der Erhaltung der Gesundheit. Mit der weiteren Entwicklung der Möglichkeiten gerieten neben den grundreinigenden Reinigungseffekten der Duft sowie die Verbesserung der Reinigungsleistungen durch die verwendeten Rohstoffmischungen in den Fokus. Die Optimierung der Reinigungsleistung kennzeichnet sich insbesondere durch die Möglichkeit der Verlängerung eines hygienisch reinen Zustandes sowie einer Verbesserung eines Reinigungsgrades.

Heutzutage kann die Hygiene in die Bereiche der Körper-, Oberflächen- und Textilhygiene unterteilt werden. In den ersten beiden Fällen ist der Einsatz von Feuchttüchem schon seit Längerem bekannt, während Feuchttücher auf dem Waschmittelsektor erst seit kurzem eingesetzt werden - maßgeblich durch die Entwicklungen der Anmelderin, wie im folgenden erläutert.

Feuchte Waschmitteltücher

Auf dem Sektor der Textilhygiene werden die Anwendungen nach Material und Farbe des Textils differenziert. Mit Beginn der industriellen Produktion von Waschmitteln wurden diese als Pulver realisiert. Ein Waschmittelpulver stellt noch heute eine Mischung aus unterschiedlichen waschaktiven Substanzen dar. Mit dem Fortschritt in der Entwicklung von Waschmitteln fanden Enzyme und weitere neue tensidische Verbindungen ihren Einzug in dieses Marktsegment. Neben den zur Reinigung erforderlichen Substanzen werden heutzutage große Mengen an Füllstoff hinzugegeben. Dies führt dazu, dass eine Änderung im Dosierungsverhalten des Verbrauchers nicht erforderlich wurde. Erste Versuche, auf die Füllstoffe zu verzichten, führten zu einer Überdosierung der Tenside bedingt durch die gewohnte Anwendung seitens der Konsumenten. Es folgte die Einführung der Flüssigwaschmittel, die rückstandsfreier zu dosieren sind und eine physikalische Alternative zu der Feststoffmischung des Waschmittels darstellen. Allerdings konnten die Flüssigwaschmittel in ihren reinigenden Eigenschaften bis heute nicht das Reinigungsniveau eines Vollwaschmittels (also einer Feststoffmischung) erreichen. Dies findet seine Begründung in der Limitierung eines Flüssigwaschmittels auf flüssige oder gut in Wasser lösliche Komponenten. Die entscheidende dabei fehlende Substanz in einem Flüssigwaschmittel stellt die Gruppe der Zeolithe und deren Substitute (z.B. Schichtsilikate und deren Derivate) dar. Diese unterstützen die Schmutzadsorption sowie den Abbau der Wasserhärte bei der Anwendung.

Ein derzeitiger Produkttrend liegt in der Art und Weise der Porti onierung des Waschmittels. Dies kann zum einen geschehen durch die Verpackung eines Flüssigwaschmittels in kleinen Polymerbeuteln. Jedoch bleibt auch hier die oben genannte Problematik des fehlenden Zeoliths bestehen. Eine andere physikalische Modifikation des Waschmittels besteht im Abmischen eines Waschmittels mit einem Fettalkohol, sodass gewünschte Formen erzielt werden können. Beide Produktkonzepte beschreiben jedoch ein Einphasenprodukt, das sich lediglich durch die Porti onierung differenzieren lässt.

In der DE 10 2010 060 126 Al ist ein Zweiphasenprodukt beschrieben. Das dort offenbarte Waschmitteltuch zeichnet sich durch die Kombination eines Trägermaterials mit einer flüssigen Tränklösung (Zweiphasenprodukt) aus. Jedoch bleibt auch hier immer noch der Nachteil des fehlenden Zeoliths bestehen.

Die DE 102013 014015 Al der Anmelderin offenbart eine entscheidende Weiterentwicklung in Form eines Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs, das aus einer Dispersion (d.h. eine flüssige kontinuierliche Phase mit festen Bestandteilen) und einem festen Substrat besteht. Dabei wird die Dispersion auf ein bei Raumtemperatur festes Trägermaterial aufgebracht. Das Trägermaterial kann sowohl ein Vlies sein als auch ein Fettalkohol oder ein Substrat zur Phasenkombination einer Dispersion mit einer weiteren separaten Phase. Die erste Phase der Dispersion ist somit ein Flüssigwaschmittelkonzentrat bestehend aus waschaktiven Substanzen, Enzymen; die zweite Phase der Dispersion ist ein Enthärter/ Gerüststoff (engl. „builder“) bzw. eine Substanz zur Unterstützung der Schmutzadsorption (z.B. Zeolith) in fester Modifikation; die dritte Phase ist ein bei Raumtemperatur in fester Modifikation vorliegendes Substrat, auf das die Mischung aus der ersten und zweiten Phase wird appliziert wird, wobei das Substrat z.B. aus Viskose, Polyethylen, Polypropylen oder Polyester bestehen kann. Die feste Phase der Dispersion, d.h. die zweite Phase, stellt einen funktionellen Bestandteil des Vollwaschmitteltuchs dar. Das Substrat dient zur statistischen Fixierung der Dispersion und besteht aus einem bei Raumtemperatur festen Rohstoff. Schließlich können alle bekannten Komponenten eines Vollwaschmittels enthalten sein. Durch die multiple Vermischung der Phasen in ein Dreiphasen- Vollwaschmitteltuch ist es möglich, einen nicht in Wasser löslichen Enthärter/ Gerüststoff in einem Flüssigwaschmittel mit einzubringen, sowie durch die Applikation auf einem Substrat die erforderliche statistische stabile Gleichverteilung zu erhalten. Die DE 102014 012 380 Al der Anmelderin geht bei der Herstellung einen anderen Weg, indem nicht eine Dispersion auf ein festes Trägermaterial aufgebracht wird, sondern eine Flüssiglotion auf ein mit Feststoffen wie Zeolithen vorbehandeltes Trägermaterial, was u.a. die Vorteile hat, dass größere Partikel verwendet werden können, dass deren Verteilung über die gesamte Substrattiefe erfolgt und dass die im Substrat eingearbeiteten funktionellen Feststoffe eine Depotfunktion haben, mit dem Effekt, dass die Diffusion der Partikel während des Waschprozesses länger dauert, sodass diese über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stehen.

In der DE 10 2014 008 586 Al der Anmelderin ist eine Weiterentwicklung des Dreiphasenwaschmitteltuch dahingehend offenbart, dass zusammen mit den Enzymen nun auch verkapselte Bleiche eingesetzt werden kann, ohne dass die Bleiche die Enzyme deaktiviert. Die Weiterentwicklung des Waschmitteltuchs im Hinblick auf ökologische Gesichtspunkte unter Verwendung eines Trägermaterials aus Rezyklat ist in der DE 10 2015 014 015 Al offenbart.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Angesichts des in den letzten Jahren immer stärker in den Vordergrund getretenen Problems der Nachhaltigkeit bei allen Produkten des täglichen Lebens ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf dem Sektor der Feuchttücher allgemein ein nachhaltiges Trägermaterial bereitzustellen, das sich nicht nur für die von der Anmelderin entwickelten Waschmitteltücher eignet, sondern z.B. auch für Feuchttücher zur Körperpflege, Oberflächenreinigung usw. In diesem Zusammenhang besteht eine Aufgabe darin, dass durch das Trägermaterial keine Polymere in das Grundwasser gelangen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Recyling-System zu entlasten, ohne jedoch die Entsorgungslast zu erhöhen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Feuchttuch vorzusehen, das gesteigerte Nachhaltigkeitsmerkmale aufweist, ohne dass es zu Einbußen bei der Leistungsfähigkeit des Produkts kommt.

Dieses Ziel ist erreicht worden durch ein Feuchttuch nach Anspruch 1, umfassend ein bei Raumtemperatur festes Trägermaterial, auf das eine flüssige Reinungslotion aufgebracht wurde oder auf das eine aus einer flüssigen Reinungslotion und festen Additiven bestehende Dispersion aufgebracht wurde oder in das zunächst feste Additive eingebracht wurden und auf das dann eine flüssige Reinungslotion aufgebracht wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein biologisch abbaubares Verbundträgermaterial ist, das aus einer Mischung von mindestens zwei biologisch abbaubaren Fasern besteht.

Im Hinblick auf ein Waschmitteltuch ergibt sich daraus insbesondere ein Dreiphasen- Vollwaschmitteltuch nach Anspruch 7, umfassend ein bei Raumtemperatur festes Trägermaterial, auf das eine aus einer flüssigen Waschmittellotion und festen waschaktiven Additiven bestehende Dispersion aufgebracht wurde oder in das zunächst feste waschaktive Additive eingebracht wurden und auf das dann eine flüssige Waschmittellotion aufgebracht wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein biologisch abbaubares Verbundträgermaterial ist, das aus einer Mischung von mindestens zwei biologisch abbaubaren Fasern besteht.

Das Ziel ist weiterhin erreicht worden durch ein Verfahren zur Herstellung eines Feuchtuchs nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (i) Vermischen mindestens zweier biologisch abbaubarer Fasern; (ii) Vemadeln und/oder thermisches Anpressen der Fasern, sodass ein biologisch abbaubarer bei Raumtemperatur fester Verbundträger entsteht; (iii) Aufbringen einer flüssigen Reinungslotion auf den biologisch abbaubaren Verbundträger oder Aufbringen einer aus einer flüssigen Reinungslotion und festen Additiven bestehenden Dispersion auf den biologisch abbaubaren Verbundträger oder Einbringen fester Additive in den biologisch abbaubaren Verbundträger, gefolgt von Aufbringen einer flüssigen Reinungslotion auf den bereits mit festen Additiven versehenen biologisch abbaubaren Verbundträger.

Im Hinblick auf ein Waschmitteltuch ergibt sich daraus insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (i) Vermischen mindestens zweier biologisch abbaubarer Fasern; (ii) Vernadeln und/oder thermisches Anpressen der Fasern, sodass ein biologisch abbaubarer bei Raumtemperatur fester Verbundträger entsteht; (iii) Aufbringen einer aus einer flüssigen Waschmittellotion und festen waschaktiven Additiven bestehenden Dispersion auf den biologisch abbaubaren Verbundträger oder Einbringen fester waschaktiver Additive in den biologisch abbaubaren Verbundträger, gefolgt von Aufbringen einer flüssigen Reinungslotion auf den bereits mit festen waschaktiven Additiven versehenen biologisch abbaubaren Verbundträger. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Feucht- bzw. Dreiphasen- Vollwaschmittel -tuchs ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Der Begriff „Waschmittellotion“ bedeutet erfindungsgemäß eine Zusammensetzung, die einen oder mehrere Biokatalysatoren umfasst, vorzugsweise Enzyme oder Zellextrakte, insbesondere Enzyme, die zur Herstellung von Wasch- oder Reinigungsmitteln geeignet sind. Somit umfasst auch das erfindungsgemäße Dreiphasenvollwaschmitteltuch in seiner Zusammensetzung einen oder mehrere funktional intakte Biokatalysatoren, vorzugsweise Enzyme oder Zellextrakte, insbesondere Enzyme.

Der Begriff „Raumtemperatur“ bedeutet erfindungsgemäß einen Temperaturbereich, bei dem Biokatalysatoren nicht irreversibel inaktiviert werden, vorzugsweise etwa 5 - 50°C, besonders bevorzugt etwa 15-30°C.

Erfindungsgemäß bedeutet der Begriff „%“ oder „Gew.-%“, sofern nicht anders angegeben, Gew.-% (w/w).

Der Begriff „Dispersion“ bedeutet erfindungsgemäß vorzugsweise eine Suspension, besonders bevorzugt eine Suspension mit einer flüssigen Phase als kontinuierliche Phase.

Der Begriff „exotherme verseifte Bestandteile“ bedeutet erfindungsgemäß exotherm verseifte oder neutralisierte Molekülteile, vorzugsweise exotherm verseifte oder neutralisierte Fettsäurereste.

Der Begriff „biologische Abbaubarkeit“ bedeutet erfindungsgemäß Abbau eines Materials unter den Parametern der industriellen Kompostierung (unter Anwesenheit von Wärme, Bakterien).

Der Begriff „durchschnittliche Partikelgröße“ bedeutet erfindungsgemäß die mittlere Partikelgröße D50 bezogen auf das arithmetische Mittel und lässt sich z.B. mittels eines Laser-Diffraktometers „Mastersizer™ 2000S“ der Firma Malvern Instruments Ltd., (Malvern, Worcestershire, Vereinigtes Königreich), nach Herstellerangaben gemäß ISO 13320:2009 bestimmen (vgl. z.B. Dokument ID 7.1.1.2.acl33.E der Fa. PQ Corporation (Valleybrooke Corporate Center, Malvern, PA 19355-1740, U.S.A.)).

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Der Begriff der Nachhaltigkeit wird heute auch in der Wissenschaft teilweise kontrovers diskutiert, so dass es sinnvoll ist, diesen Aspekt je nach Anwendungsgebiet durch bestimmte Nachhaltigkeitsmerkmale zu definieren. Im folgenden wird das zunächst am Beispiel von Waschmitteln erläutert, für die sich die zentralen Nachhaltigkeitsmerkmale durch die Ressourcenschonung, die Distribution (CCL-Bilanz), die Anwendung durch den Verbraucher (Dosierung), sowie die Energiebilanz in der Produktion ergeben - was in technische Merkmale überführt bedeutet, dass es zielführend ist, ein leichtes, kompaktes Waschmittel zu realisieren, das sich in einem kalten Verfahren produzieren lässt. Im Hinblick auf den Waschmittelbereich sind daher die im folgenden beschriebenen Nachhaltigkeitsmerkmale von Bedeutung.

Waschmittel - Ressourcenschonung

Die bisherigen Darreichungsformen des Waschmittels lassen sich unterscheiden in die Gruppen der Pulver, der Flüssigwaschmittel und der Fertigdosierwaschmittel (wie z.B. Waschmittelpappe und mit Flüssigwaschmittel befüllte Polymerbeutel). In der Zusammensetzung sind Pulver u.a. dadurch charakterisiert, dass ein Anteil der Rezeptur aus Natriumsulfat o.ä. Substanzen besteht, die zur Steigerung der Rieselfähigkeit des Pulvers eingesetzt werden - eine Funktion im Sinne der Waschaktivität haben diese Materialien nicht. Flüssigwaschmittel wiederum verwenden einen nicht unerheblichen Anteil Wasser, was durch die zu erzielende Viskosität, Fließfähigkeit und somit einfache Dosierung zu begründen ist. Die Fertigdosierwaschmittel in Form mit Flüssigwaschmittel befüllter Polymerbeutel weisen meist einen hohen Anteil an Wasser bzw. an Lösungsvermittler (z.B. Propylenglykol, Glycerin) sowie eben das Polymer (z.B. einen Polyvinylalkohol) auf, welche durch einen Auflösungsprozess mit dem Waschwasser in das Gewässer abgeleitet werden, während die Waschmittelpappe zu einem nicht unerheblichen Anteil aus Fettalkoholen o.ä. besteht, die eingesetzt werden, um in der Herstellung über ein Schmelzverfahren die Formung der Pappe zu ermöglichen. Die quantitativen Anteile der jeweiligen nicht- waschaktiven Komponenten sind in Tab. 1 zusammengefasst.

Tab.l: Durchschnittliche Anteile nicht- waschaktiver Komponenten in Gew.-% Demgegenüber sollte die Aufgabe der Ressourcenschonung darin bestehen, ein Waschmittel zu entwickeln, das über einen höchstmöglichen Grad waschaktiver Komponenten verfügt und keine oder nur zu geringem Anteil Zusatzstoffe wie die in Tab. 1 genannten enthält, denn Füllstoffe, Fließstoffe oder Formstoffe sind nicht für die Kernanforderung des Waschens erforderlich. Des Weiteren stellt sich die Aufgabe der Herstellung der Unabhängigkeit von örtlichen Recyclingquoten und der daraus resultierenden Vermeidung von Abfallresten, welche der Verbrennung zugeführt werden müssten.

Waschmittel - Distribution (CCh-Bilanz)

Die CCh-Bilanz, die von den technischen Parametern des jeweiligen Waschmittels abhängig ist, hat die Betrachtung der physikalischen Größen des Volumens und der Masse zur Grundlage. Die Waschmittelvolumina für einen durchschnittlichen Waschgang (Waschmittelladung) unter Verwendung herkömmlicher Waschmittel ergeben sich aus Tab. 2.

Tab.2: Durchschnittliche Volumina der Waschmittelformen pro Waschladung

Damit eine niedrige CCh-Bilanz erreicht werden kann, sollte das Volumen pro Waschmittelgang möglichst gering gehalten werden.

Waschmittel - Anwendung durch den Verbraucher (Dosierung)

In der Entwicklung der Waschmittel wurden bereits auch Waschmittelkonzentrate eingeführt. Diese wurden seitens der Konsumenten jedoch nicht akzeptiert, da durch die häufige Überdosierung die Preissetzung pro Waschladung deutlich höher ausfiel. Das bedeutet auch, dass der Anwender offenbar erlernte Verhaltensmuster übernimmt. Durchschnittlich kann von einer Überdosierung von ca. 7% im Bereich der Waschmittelpulver und Flüssigwaschmittel ausgegangen werden. In diesem Hinblick stellen die Applikationsformen der Fertigdosierwaschmittel einen Vorteil dar, da hier die Belastung von Gewässern und Umwelt durch falsche Dosierung weitgehend vermieden werden kann. Waschmittel - Energiebilanz in der Produktion

Eine vollständige Energiebilanz steht immer im direkten Zusammenhang mit den eingesetzten Edukten. Im Rahmen des Wertschöpfungsschrittes der Produktion kann in die Gruppen der Heißverfahren und der Kaltverfahren unterschieden werden. Es empfiehlt sich, mit Blick auf die Energiebilanz in der Stufe der Produktion des Waschmittels ein Kaltverfahren einzusetzen. Dies ist nur bei der Herstellung der reinen Flüssigwaschmittel weitestgehend gegeben, die allerdings wegen der Eingangs erwähnten Abwesenheit z.B. von Zeolithen über eine deutlich schwächere Reinigungsleistung verfügen, da die Einarbeitung fester Komponenten nicht möglich ist. Waschmittelpulver sowie Waschmittelpappe, die die Möglichkeit der Einarbeitung fester Komponenten eröffnet, und die mit Flüssigwaschmittel befüllten Polymerbeutel werden in einem Heißverfahren hergestellt. Dies bedeutet, dass alle derzeit bekannten Waschmittel, die über einen die Waschleistung steigernden Feststoff wie etwa Zeolith verfügen, über ein Heißverfahren hergestellt werden müssen. Die Herstellung von Waschmittelpulvern entsprechend dem Stand der Technik kann auf zwei Weisen erfolgen. Entweder wird ein Hochdrucksprühverfahren verwendet, bei dem zuvor gemischter Slurry aus temperaturbeständigen Bestandteilen eines Waschmittels anhand eines Sprühturms in einem heißen Gegenstrom bei 110 - 130 °C getrocknet wird, woraufhin die Zugabe temperaturempfindlicher Komponenten erfolgt. Dieses Verfahren ist Tab. 3 zu entnehmen.

Tab. 3: Herstellung von Waschmittelpulver (erstes Verfahren)

Die zweite Weise der Herstellung von Waschmittelpulvern erfolgt unter Verwendung eines Extruders, in dem bei 80 - 110 °C die Vormischung einer Paste erfolgt, woraufhin zugeschnittene Zylinder in einem Verrunder bei ebenfalls 80 - 110 °C zu Kugeln geformt, werden, woraufhin wie im ersten Verfahren wieder die Zugabe temperaturempfindlicher Komponenten erfolgt. Dieses zweite Verfahren ist dem Tab. 4 zu entnehmen.

Tab. 4: Herstellung von Waschmittelpulver (zweites Verfahren)

Waschmitteltuch

In der DE 10 2019 200 410 Al der Anmelderin ist dargelegt, dass sich im Hinblick auf die oben beschriebenen Nachhaltigkeitsmerkmale für Waschmittel als Zielsetzung die Entwicklung eines

- hochaktiven Fertigdosierwaschmittels (Nachhaltigkeitsmerkmal der Anwendung durch den Verbraucher),

- das im Kaltverfahren gefertigt wird (Nachhaltigkeitsmerkmal der Energiebilanz in der Produktion) und

- über einen möglichst hohen Anteil waschaktiver Substanzen (Nachhaltigkeitsmerkmal der Resourcenschonung)

- bei niedrigen Werten für Masse und Volumen (Nachhaltigkeitsmerkmal der Distribution) verfügt, ergibt. Das wird gemäß der DE 10 2019 200 410 Al der Anmelderin erreicht mit einem Dreiphasen- Vollwaschmitteltuch, bestehend aus

1. einer flüssigen Waschmittellotion 1 mit einem geringen Anteil nicht- waschaktiver Komponenten,

2. einem eingetragenen Feststoff 2 zur Steigerung der waschaktiven Leistung, sowie

3. einem geeigneten Trägermaterial 4.

Tab. 5 zeigt eine beispielartige in einem ersten Prozessschritt hergestellte Rahmenformulierung für eine flüssige Waschmittellotion 1, die erfolgreich für die Kaltproduktion eines Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs eingesetzt werden kann.

Tab. 5: Zusammensetzung der Lotion des Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs in Gew.-%

In diese Lotion 1 wird in einem zweiten Prozessschritt ein 1 - 10 Gew.-%iger Feststoff anteil 2 unter Rühren und/oder Dispergieren eingearbeitet, sodass eine Dispersion 3 entsteht. Dazu wurde ebenfalls kein Wärmeeintrag vorgenommen. Der enthaltene Feststoff (Zeolithe, Schichtsilikate und deren Derivate) stellt ebenfalls eine Komponente mit Waschaktivität dar.

In einem dritten Prozessschritt wird dann die so hergestellte Dispersion 3 auf ein Trägermaterial 4 aufgebracht. Das Verfahren zur Herstellung des Drei phasen- Voll waschmittel tuchs ist Tab. 6 zu entnehmen und wird im folgenden näher erläutert.

Tab. 6: Herstellung des Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs (Angaben in Gew.-%)

Wie zu sehen, kann das Verfahren durchgängig bei Raumtemperatur durchgeführt werden.

Zunächst wird eine flüssige Waschmittellotion 1 mit exotherm verseiften Bestandteilen und einem

Wasseranteil von ca. 25 Gew.-% hergestellt, wobei der Wasseranteil auch geringer oder höher sein und allgemein 10 - 30 Gew.-% betragen kann. Neben Wasser eignen sich auch Proylenglykol oder Silikone zum Einsatz der Lösungsvermittlung, wie in der DE 10 20217 200 139 Al der Anmelderin offenbart.

Daraufhin werden dieser Lotion 1 unter Verwendung eines Dispergators feste Additive 2 wie z.B. Zeolithe, Schichtsilikate etc. beigegeben, sodass die Dispersion 3 entsteht, wobei der Feststoff anteil der Dispersion 3 bei 5 Gew.-%, liegt, wobei der Feststoffanteil auch geringer oder höher sein und allgemein 1 - 10 Gew.-% betragen kann. Dabei ist allerdings zu beachten, dass einerseits Feststoffe wie Zeolithe (bzw. Schichtsilikate und deren Derivate) eine durchschnittliche Partikelgröße haben, die sich mit dem Einrühren in eine flüssige Lotion durch Agglomeration vergrößert, dass aber andererseits die Dispersion (Feststoff in flüssiger Phase) in einem weiteren Schritt durch Leitungen einer Befeuchtungsvorrichtung wie z.B. einer Befeuchtungsstange auf das Trägermaterial 4 wie z.B. Polypropylen oder Polyethylen aufzubringen ist (siehe unten), wobei der Durchmesser im Falle runder Öffnungen bzw. die Spaltbreite (d.h. in transversaler Richtung) bei länglichen Öffnungen möglichst gering gehalten werden sollte, um durch die Pumpenleistung einen guten Übertrag zu erzielen - das führt jedoch aufgrund der Agglomeration der Zeolithe zu einer Verstopfung der Öffnungen, so dass eine Serienproduktion zunächst nicht möglich erscheint. Deshalb werden auch bei der Herstellung von Feuchttüchern nach dem Stand der Technik bisher keine sich agglomerierenden Feststoffe eingesetzt. (Bei der Herstellung gewöhnlicher Pulverwaschmittel, wo die Zeolithe durch Tenside benetzt werden, stellt sich dieses Problem nicht.)

Das obige Problem der einer schmalen Öffnungs-Spaltbreite entgegenstehenden Agglomeration der Zeolithe konnte gemäß der DE 10 2019 200 410 Al der Anmelderin gelöst werden, indem zunächst die Kinetik der Agglomeration physikalisch beeinflusst wurde: Zum einen wurde ein Dispergator eingesetzt, der die Partikel 2 in feiner Form innerhalb der Lotion 1 verteilt. Die so entstehende feine Verteilung in der Dispersion 3 wurde zusätzlich unterstützt durch den Einsatz möglichst kleiner Partikel. Als weiterhin vorteilhaft für die Herstellung des Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs zeigte sich das Verhältnis der Größe der Partikel 2 zum Durchmesser einer runden Öffnung bzw. zur Spaltbreite einer länglichen Öffnung der Befeuchtungsstange. Untersuchungen ergaben ein vorteilhaftes Verhältnis im Bereich zwischen 5 * 10' ⁴ : 1 und 15 * 10' ⁴ : 1 (z.B. mit einer durchschnittlichen Größe der Partikel 2 zwischen 1 pm und 3 pm bei einem Durchmesser bzw. einer Spaltbreite der Öffnungen der Befeuchtungsstange von 2 mm), wobei ein besonders vorteilhaftes Verhältnis bei 8,5 * 10' ⁴ : 1 lag (z.B. mit einer durchschnittlichen Größe der Partikel 2 von 1,7 pm bei einem Durchmesser bzw. einer Spaltbreite der Öffnungen der Befeuchtungsstange von 2 mm). Nach der Beigabe der Feststoffe 2 weist die Dispersion 3 einen Feststoffanteil von 1 - 10 Gew.-%, also z.B. einen Feststoffanteil von 5 Gew.-%, auf. Im letzten Schritt wird dann diese Dispersion in einer Befeuchtungsanlage auf ein Trägermaterial aufgebracht, das daraufhin gefaltet und geschnitten wird. Gemäß der DE 10 2019 200 410 Al der Anmelderin besteht das Trägermaterial aus einer endlichen und vernadelten Faser aus einem reinen Kunststoffrezyklat mit hydrophoben Eigenschaften, um einerseits die Diffusionsaustrittpunkte entlang des Kapillarquerschnitts zu erhöhen und andererseits eine Ablösung von Fasern zu vermeiden.

Wie bereits einleitend erwähnt, geht die DE 10 2014 012 380 Al der Anmelderin bei der Herstellung einen anderen Weg, indem nicht eine Dispersion auf ein festes Trägermaterial aufgebracht wird, sondern eine Flüssiglotion auf ein mit Feststoffen wie Zeolithen vorbehandeltes Trägermaterial. Dabei werden die bei Raumtemperatur festen und wasserunlöslichen Sekundärbuilder (Zeolith und/oder Schichtsilikate und/oder optische Aufheller), die gern, der DE 10 2019 200 410 Al der Anmelderin Bestandteile der auf das Substrat aufgebrachten Dispersion sind, in das bei Raumtemperatur feste Substrat nun während seines Herstellungsprozesses - also vor dem Aufbringen eines flüssigen Tränkungsmediums - eingearbeitet. Die festen, wasserunlöslichen Additive können dabei im Rahmen eines Wasserbades vor der Verfestigung des Substrats hinzugegeben werden. Alternativ können das Zeolith und/oder die Schichtsilikate durch eine aufgeschlämmte Dispersion (Additiv/Wasser o.ä.) während der Herstellung des Substrats aufgesprüht werden. Auch dieses Vefahren kann alternativ bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Im Vergleich zu den bisher bestehenden Waschmittel-Produktformen ergibt sich die Gegenüberstellung der nicht- waschaktiven Komponenten, die im Rahmen der Anwendung der Umwelt (über das Waschwasser) zugeführt werden, bzw. der Massen, nach Tab. 7 bzw. 8.

Tab. 7: Durchschnittliche Zugabe nicht- waschaktiver Komponenten in Gew.-%

Tab. 8: Durchschnittliche Masse der Waschmittelformen pro Waschladung

Die daraus abgeleitete Ressourcenverwendung von nicht- waschaktiven Substanzen nach Applikationsform ergibt sich kumulativ nach Tab. 9.

Tab. 9: kumulierter Ressourceneinsatz nicht-waschaktiver Komponenten

Die Kaltherstellung des Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs sowie die Vermeidung einer Überdosierung sind durch die vorgegebene Portionierung gegeben. Wie bereits erwähnt besteht das Trägermaterial der DE 10 2019200410 Al der Anmelderin aus einer endlichen und vernadelten Faser aus einem reinen Kunststoffrezyklat mit hydrophoben Eigenschaften, um einerseits die Diffusionsaustrittpunkte entlang des Kapillarquerschnitts zu erhöhen und andererseits eine Ablösung von Fasern zu vermeiden.

Waschmitteltuch - Träger aus biologisch abbaubarem Verbundmaterial

Die vorliegende Erfindung ist auf ein weiter verbessertes Trägermaterial gerichtet, das in gleicher Weise

- wie in der DE 10 2019 200 410 Al der Anmelderin mit der Dispersion oder

- wie in der DE 10 2014 012 380 Al der Anmelderin zunächst mit den Feststoffen und danach mit der Flüssiglotion versehen wird, wobei als Lösungsvermittler

- wie in den obigen beiden Druckschriften Wasser oder

- wie in der DE 10 20217 200 139 Al der Anmelderin Proylenglykol oder Silikone zum Einsatz kommen.

Die weitere Verbesserung der vorliegenden Erfindung liegt in noch weiter gesteigerten Nachhaltigkeitsmerkmalen des Endsprodukts, ohne dass es zu Einbußen bei dessen Leistungsfähigkeit kommt. Es hat sich im Rahmen von Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, herausgestellt, dass sich für das Trägermaterial 4 bei der auf ein Waschmitteltuch gerichteten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Mischung von mindestens zwei biologisch abbaubaren Fasern 4a, 4b eignet, welche somit einen biologisch abbaubaren Verbundstoff darstellen. (Die biologisch abbaubaren Fasern können ggfs. (gegebenenfalls) aus vollständig wiederverwertetem Material bestehen.) Die Herstellung dieses Verbundträgers kann in den Schritten

- Vermischung der beiden Fasern,

- thermisches Anpressen und/oder Vernadeln der beiden Materialien,

- ggfs. Walzen erfolgen.

Als geeignet hat sich eine Mischung aus einer Naturfaser 4a wie z.B. Viskose oder Baumwolle und einer Biopolymerfaser 4b wie z.B. Polymilchsäure (PLA) gezeigt, wobei sich der optionale Einsatz von endlicher Viskose wiederum als besonders geeignet ewiesen hat, da sie eine schnellere Austrittsdiffusion ermöglicht. (Auch die Biopolymerfaser kann endlich sein.) Einerseits fixiert die Biopoymerfaser 4b die Fasern der Viskose 4a - was im Fall endlicher Viskosefasern von besonderer Bedeutung ist - und verleiht dem Gesamtträgermaterial die genügende Stabilität, um die für die Anwendung in der Waschmaschine erforderliche mechanische Festigkeit zu gewährleisten. Andererseits ist die Viskose ist saugstark und ermöglicht das Ausdiffundieren der oben beschriebenen Dispersion bzw. der Feststoffe und der Flüssiglotion. Sobald das Waschmitteltuch einer Wasserumgebung (z.B. in der Waschtrommel) ausgesetzt ist, kann die Dispersion bzw. können die Feststoffe und die Flüssiglotion aus dem Verbundträgermaterial ausdiffundieren, während die üblichen Waschmittel wie z.B. Pulver, Polymerbeutel und Waschmittelpappe über die Größe der Auflösung aktiviert werden. Durch die erfindungsgemäße Verwendung biologisch abbaubarer Fasern 4a, 4b für das Trägermaterial 4 wurde einerseits die Aufgabe, keine Polymere in das Grundwasser gelangen zu lassen, erfüllt und andererseits ein vollständiger Verzicht auf Recyling realisiert, jedoch ohne dass das Trägermaterial in die Müllentsorgung gelangt, da es nach dem Waschen in den Bioabfall kommt. Das Trägermaterial kann als nicht-waschaktiver Anteil des Waschmitteltuchs vollständig biologisch abgebaut werden und eine Abfallbelastung ist nicht mehr gegeben.

Darüberhinaus führte die Verwendung der obigen biologisch abbaubaren Verbundfaser nicht nur zu keinerlei Einbußen bei der Leistungsfähigkeit des Waschmitteltuchs, sondern überraschenderweise sogar zu einer verbesserten Austrittsdiffusion der Waschmitteldispersion bzw. der Feststoffe und der Flüssiglotion. Im Experiment wurde der Effekt des erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Verbundträgermaterials bestimmt, indem a) einerseits ein bereits diffusionsstarkes Trägermaterial aus einer vernadelten endlichen Faser und b) andererseits das erfindungsgemäße biologisch abbaubare Verbundträgermaterial 4 in einer Ausführungsform aus endlicher Viskose und PLA jeweils wie oben beschrieben mit der Dispersion versehen und danach für 60 Sekunden in einen 1 L-Behälter eingetaucht wurde, der mit 500mL Leitungswasser mit einer Wassertemperatur von 20,1 °C gefüllt war, woraufhin anschließend mit einem Mixer (BOSCH 450 W mit Mixstab, Rührdurchmesser 4cm) auf Betriebsstufe 5 für 60 Sekunden Luft eingerührt wurde. Danach wurde das so präparierte Waschmitteltuch jeweils vorsichtig entnommen und die Waschlösung für jeweils 10 Sekunden abgetropft. Je höher die Schaumbildung, desto mehr Tensid war im gleichen Zeitintervall mit gleichbleibender Lotion in die Wasserphase diffundiert. Dieses Experiment wurde pro Variante jeweils 10-mal durchgeführt., wobei die beispielartige Variante b) aus kurzkettiger Viskose, gefestigt mit einem 20%-igen Anteil PLA, bestand. Im direkten Vergleich der beiden Varianten a) und b) ergab sich durchschnittlich eine Schaumbildung, die der Tab. 10 zu entnehmen ist.

Tab. 10: Schaumbildung biologisch abbaubarer Verbundträger

Dem Ergebnis ist zu entnehmen, dass mit einer endlichen Verbundfaser aus Viskose und PLA eine signifikante Steigerung der Austrittsdiffusion, die sich an der Schaumbildung zeigt (bei der obigen beispielartigen Variante b) um den Faktor 1,53 realisiert werden konnte. Eine Steigerung der Austrittsdiffusion zeigte sich generell auch bei anderen Verhältnissen zwischen Viskose und PLA. Vorteilhafterweise liegt der PLA- Anteil im Verbundträger bei mindestens 15 Gew.-%. Besonders vorteilhaft ist weiterhin der Einsatz von recycelter Viskose und PLA in Mischung von endlichen Fasern, da er die Diffusion weiter beschleunigt. Die Vernadelung stellt die erforderliche mechanische Festigkeit her, hat jedoch keinen Einfluss auf das Diffusionsverhalten. Das in Tab. 10 dargestellte experimentelle Ergebnis beschreibt ein nahezu ideales Verhältnis zwischen Austrittsdiffusion und Stabilität des Trägermaterials aus endlicher Viskose und PLA-Faser (stabilisiert durch mechanische Vernadelung).

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs ist in Tab. 11 gezeigt.

Tab. 11: Zusammensetzung eines hochaktiven Dreiphasen- Vollwaschmitteltuchs (Gew.-%)

Des weiteren wurde für die Feststellung der Aufnahmefähigkeit der Trägermaterialien aus Tab. 10 ein Tropfentest durchgeführt. Hierzu wurde ein Tropfen der Waschmittellotion aus einer Fallhöhe von ca. 20cm auf das Substrat getropft. Gemessen wurde die Zeit in Sekunden (s), bis der Tropfen von der Faser vollständig aufgenommen wurde. Das Ergebnis ist in Tab. 12 gezeigt.

Tab. 12: Aufnahmefähigkeit biologisch abbaubarer Verbundträger

Entgegen der Erwartung war neben der Austrittsdiffusion auch die - eigentlich entgegengerichtete - Aufnahmefähigkeit, d.h. die Eintrittsdiffusion, der biologisch abbaubaren Fasermischung besser als diejenige der PET-Faser. Diese überraschende Ergebnis liegt darin begründet, dass durch die Wahl einer Viskose/PLA-Mischung zum einen zwar die Eintrittsdiffusion größer ist, jedoch mit Wasser als äußerer Phase (d.h. das Waschmitteltuch in der Waschtrommel mit Waschlauge) der Effekt des Austritts überwiegt. Dieses Ergebnis führt zu den folgenden bedeutsamen Effekten: a) schnellere Produktion des Waschmitteltuchs durch die stärkere Aufnahme der Waschmittellotion bzw. -dispersion/suspension, b) schnellere Aktivierung der Waschleistung in der Anwendung durch die erhöhte Austrittsdiffusion (und damit eine höhere Eignung in Kurzwaschprogrammen) und c) größere Nachhaltigkeit durch den Einsatz 100% biologisch abbaubarer Fasern in Mischung (bevorzugt aus 100% recycelten Materialien).

Auf den erfindungsgemäßen Träger 4 aus biologisch abbaubarem Verbundmaterial können dann den jeweiligen Waschzwecken Rechnung tragende Formulierungen aufgebracht werden. Im folgenden werden einige Suspensionen erwähnt, die aber nicht als den vorliegenden erfinderischen Grundgedanken einschränkend anzusehen sind.

Ausführungsbeispiel 1: Waschmittelsuspension „color“

Ausführungsbeispiel 2: Waschmittelsuspension „universal“

Ausführungsbeispiel 3: Waschmittelsuspension „black“

Ausführungsbeispiel 4: Waschmittelsuspension „sensitiv“

Ausführungsbeispiel 5: Waschmittelsuspension „whool“

Ausführungsbeispiel 6: Waschmittelsuspension „white“

Ausführungsbeispiel 7: Waschmittelsuspension „sport“

Ausführungsbeispiel 8: Waschmittelsuspension „ultrasensitiv“

Feuchttuch - Träger aus biologisch abbaubarem Verbundmaterial

Aus den obigen Ausführungen zu einem Träger 4 aus biologisch abbaubarem Verbundmaterial für ein Waschmitteltuch folgt, dass sich dieser erfindungsgemäße Träger 4 auch für Feuchttücher in ganz anderen Bereichen als nur auf dem Waschmittelsektor eignet.

So kann der erfindungsgemäße Träger 4 aus biologisch abbaubarem Verbundmaterial generell mit tensidischen, wäßrigen oder anteilig alkoholischen Formulierungen versehen werden. Der oben beschriebene Vorteil der stärkeren Auftrittsdiffusion betrifft natürlich auch in einer Formulierung enthaltene Tenside, wodurch wiederum eine intensivere Pflege von Oberflächen - sei es die menschliche Haut oder eine andere zu reinigende Oberfläche - möglich ist, da die Verfügbarkeit der Tenside an der Oberfläche durch den inneren Phasendruck im Sinne der Nachdiffusion an die Oberfläche höher ist (wobei mindestens ein Tensid enthalten sein muss). Tab. 13 bis 15 zeigen beispielartig die Anteile der Komponenten einer Formulierung zur Reinigung von Oberflächen bzw. der Haut, die auf den erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Verbundträger 4 aus Viskose und PLA aufgebracht werden kann. Vorteilhafterweise liegt der PLA-Anteil im Verbundträger bei mindestens 15 Gew.-%.

Tab. 13: Komponenten einer Oberflächenreinigungslösung (qualitativ)

Tab. 14: Komponenten einer Oberflächenreinigungslösung (quantitativ)

Tab. 15: Komponenten einer Hautreinigungslösung

Die Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Verbundträgers 4 beschränken sich nicht auf den Waschmittel- und Reingiungsbreich, sondern erstrecken sich auf alle Bereiche, in denen Feuchttücher eingesetzt werden, die mit einer abzugebenden Formulierung versehen sind.