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Verfahren zur Herstellung von Waschmitteln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Waschmitteln, die sich aus einer Mischung von Alkalitriphosphat mit andern Komponenten, welche zum Teil waschaktive Eigenschaften aufweisen, zusammensetzen und sich aadurch auszeichnen, dass zu ihrer Herstellung das Alkalitriphosphat in eine wässerige Lösung oder Suspension aller übrigen Komponenten, oder zumindest eines Teiles davon, eingebracht und der Waschmittelansatz in bekannter Weise mit Wärme behandelt wird.
Waschmittel dieser Art sind seit langem bekannt, doch bereitete ihre Herstellung insofern Schwierigkeiten, als bei Zugabe des mehr oder weniger wasserfreien Alkalitriphosphates zum Waschmittelansatz, auch"slurry"genannt, das Phosphat diesem das Wasser entzieht, um dabei schneller oder langsamer zum NaPO. OHOzuhydratisieren.
Verbunden mit dieser Hydratation wächst die Viskosität des Waschmittelansatzes, was sich äusserst nachteilig auf die Weiterverarbeitung, wie z. B. in einem Sprühtrockenverfahren, auswirkt.
Es wurde versucht, durch vermehrte Zugabe von Wasser die Viskosität des Gemisches herabzusetzen.
Dies hatte den Nachteil, dass nunmehr zur Verdampfung des überschüssigen Wassers eine entsprechend grössere Energiemenge aufgebracht werden musste, was sowohl das Verfahren verteuerte, als auch die Kapazität der Trocknungsanlagen herabsetzte.
Solange man Tripolyphosphat-Pyrophosphat-Gemische in den Waschmittelansätzen verarbeitete, trat die Viskositätserhöhung nur in vermindertem Masse auf, da das in den Tripolyphosphat-Pyrophosphat-Gemischen enthaltene Pyrophosphat beim Anrühren eines Waschmittelansatzes verflüssigend wirkte. Man nimmt bei dieser Arbeitsweise aber einen deutlichen Abfall des Kalkbindevermögens in Kauf, denn das Kalkbindevermögen von Pyrophosphat erreicht nur den dritten Teil des Xalkbindevermögens von Natriumtripolyphosphat und aus diesem Grunde wird in den modernen Waschmitteln die Verwendung von reinem Tripolyphosphat bevorzugt.
Man hat auch versucht, durch Verwendung eines völlig oder nahezu wasserfreien Triphosphate die Aufschlämmung in einer geeigneten Konsistenz zu erhalten ; aber auch dieses Verfahren weist erhebliche Nachteile auf. Es ist bekannt, dass wasserfreies Alkalitriphosphat, wenn man es unter normalen Bedingen- gen lagert und transportiert, in geringem Umfang Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt und im entsprechenden Masse in die Hydratform übergeht. Diese geringe Wasseraufnahme genügt bereits, um das Phosphat für das bekannte Verfahren ungeeignet werden zu lassen. Es ist daher erforderlich, dieses Salz kurz vor seiner Verwendung nochmals, bis zu mehreren Stunden, hoch zu erhitzen, um es wasserfrei zu erhalten. Dadurch verteuert sich diese Arbeitsweise und wird umständlich.
Es ist auch bekannt, durch Einsetzen von Tripolyphosphatgemischen der Phase I und der Phase II die Viskosität der Waschmittelansätze zu beeinflussen. Die Herstellung solcher Gemische mit eng begrenztem Verhältnis der Phase I: II stellt aber erhöhte Anforderungen an die Herstellungsweise des Phosphates, und ausserdem ist die Wirkung dieser Gemische nur verhältnismässig gering.
Alle diese Nachteile können, wie überraschend auf Grund umfangreicher Untersuchungen festgestellt wurde, nach vorliegendem Verfahren beseitigt werden, wenn dem Waschmittelansatz geringe Mengen von anorganischen calciumionenbildenden Verbindungen zugesetzt werden.
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Zwar ist es bekannt, die einzelnen Waschmittelkomponenten in mehreren Stufen nacheinander einzeln auf das Alkaliphosphat aufzudüsen und anschliessend zur Herstellung eines nicht zusammenbackenden Endproduktes wasserunlösliche Calciumsilikat aufzustäuben. Ausserdem ist es bekannt, alkaliphosphatfreien Spülmitteln Erdalkalisalze zuzusetzen, wobei aber die Ausgangsmischungen zu dünnen Bahnen oder Bändern geformt, auf einem Pilierwalzwerk einem Trockenprozess unterworfen werden, so dass in diesem Fall also kein Sprühtrockenverfahren angewandt wird.
Beim erfindungsgemässen Verfahren werden hingegen einem Waschmittelansatz, der eine Mischung von Alkalitriphosphaten mit andern Komponenten enthält, anorganische calciumionenbildende Verbindungen zugegeben und der Ansatz wird sodann einem Srpühtrockenverfahren unterworfen. Die Ausgangskomponenten dieses Ansatzes enthalten daher insgesamt weniger als 0, 1% Ca-Ionen, bezogen auf die eingesetzte Alkalitripolyphosphatmenge. Dabei genügen Mengen von 0, 1 bis 2%, vorzugsweise 0, 1-0, 5% an Calciumionen, bezogen auf das eingesetzte Triphosphat, um die Viskosität des Waschmittels im gewünschten Sinne zu beeinflussen.
Mit besonderem Vorteil arbeitet man, wenn die Calciumverbindung dem Alkalitriphosphat und noch dazu in trockener Form zugesetzt wird.
Es war völlig überraschend, dass gerade Calciumionen den beobachteten Effekt bewirken, zumal dem Alkalitriphosphat in einem Waschmittel die Aufgabe zufällt, die sogenannte Kalkhärte des Wassers zu beseitigen, in dem es die im Wasser vorhandenenCalciumionen komplex bindet. Aus diesem Grunde mag es paradox erscheinen, einem kalkbindenden Stoff von vornherein Ca-Ionen zuzusetzen. Versuche ergaben jedoch, dass die wirksame Ca-Menge von 0, 1 bis 0, 5% des Alkalitriphosphates verschwindend gering ist, gegenüber der Menge, die das Triphosphat zu binden imstande ist.
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zen, bezogen auf die Triphosphatmenge, zugesetzt werden, dann verliert das Triphosphat 2, 3% des ur- sprünglichen Kalkbindevermögens.
Dieser geringfügige Abfall fällt nicht so sehr ins Gewicht, wie die Nachteile, welche die bisher zur Erreichung des gleichen Vorteiles durchgeführten Massnahmen mit sich brachten.
Abgesehen von den eingangs erwähnten Nachteilen der bekannten Verfahren wird bei Verwendung eines grossen Überschusses an Wasser ein Teil des Alkalitriphosphates im Verlaufe des Trockenprozesses hydrolysiert und dadurch das Kalkbindevermögen des Waschmittels erheblich verschlechtert.
Als Calciumverbindung wurde bevorzugt Ca (OH) 2 gewählt, weil dieses Produkt preiswert und eisenfrei bezogen werden kann, bei längerer Lagerung kein Wasser anzieht und keine fremden Anionen mitbringt ; es eignen sich aber auch andere Verbindungen des Calciums, wie Calciumsulfat oder beliebige Gemische von Ca-Salzen.
Die direkte Messung der Viskosität eines Waschmittelansatzes bei Zugabe von Tripolyphosphat kann mit Hilfe eines Plastographen der Firma Brabender durchgeführt werden. Mit diesem Plastographen kann bei konstantem Waschmittelansatz und konstanter Temperatur kontinuierlich die Wirkung eines Tripolyphosphates auf die Viskosität des Ansatzes in Abhängigkeit von der Zeit direkt gemessen und aufgezeichnet werden. Gemessen werden die Konsistenzgrade (1000 Konsistenzgrade = 0, 2 mkg). Die am drehbar gelagerten Motorgehäuse durch den Knetwiderstand entstehenden Drehmomente werden auf eine Waage und von dort auf einen Schreiber übertragen.
Die nachfolgenden Beispiele lassen eindeutig erkennen, dass ohne Zusatz von Calcium zum Waschmittelansatz dessen Viskosität, ausgedrückt in Skalenteilen eines Plastographen, nach Einbringen des Triphosphates bereits in wenigen Minuten Werte erreicht, die um ein Mehrfaches grösser sind, als es bei Zugabe von Calcium der Fall ist.
Beispiel l : Zur Verwendung gelangte ein Waschmittelansatz folgender Zusammensetzung :
EMI2.2
<tb>
<tb> Natriumtriphosphat <SEP> 400 <SEP> g <SEP> Natriumsilikat <SEP> 50 <SEP> g
<tb> T <SEP> etrapropylenbenzolsulfonat <SEP>
<tb> zig <SEP> 400 <SEP> g <SEP> Magnesiumsilikat <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Na <SEP> SO <SEP> 100 <SEP> g <SEP> Methylzellulose <SEP> 20 <SEP> g
<tb> H2O <SEP> 190 <SEP> g
<tb> bei <SEP> einer <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> 600C.
<tb>
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EMI3.1
<tb>
<tb>
Zeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> Konsistenz <SEP> in <SEP> Skalenteilen <SEP> eines <SEP> Plastographen
<tb> Nach <SEP> Beendigung <SEP> des <SEP> Eintragens <SEP> ohne <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> mit <SEP> 0,2% <SEP> Ca(OH)
<tb> Ca-Verbindungen
<tb> 1 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 5 <SEP> 340 <SEP> 90
<tb> 10 <SEP> 740 <SEP> 90
<tb> 20 <SEP> 1060 <SEP> 90
<tb> 30 <SEP> 1260 <SEP> 150
<tb> 40 <SEP> 1340 <SEP> 250 <SEP>
<tb> 50 <SEP> 1360 <SEP> 350 <SEP>
<tb> 60 <SEP> 1340 <SEP> 450
<tb>
Beispiel 2 : Zur Verwendung gelangte der gleiche Waschmittelansatz wie in Beispiel 1 bei einer Temperatur von 800c.
EMI3.2
<tb>
<tb>
Zeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> Konsistenz <SEP> in <SEP> Skalenteilen <SEP> eines <SEP> Plastographen
<tb> Nach <SEP> Beendigung <SEP> ohne <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> mit <SEP> 0,2% <SEP> mit <SEP> 0,5% <SEP> mit <SEP> 1%
<tb> es <SEP> Eintragens <SEP> Ca-Verbindungen <SEP> Ca <SEP> (OH)2 <SEP> Ca(OH)2 <SEP> Ca(OH)
<tb> 1 <SEP> 150 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 50
<tb> 10 <SEP> 130 <SEP> 50 <SEP> 110 <SEP> 110
<tb> 20 <SEP> 420 <SEP> 60 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 30 <SEP> 850 <SEP> 250 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> 40 <SEP> 980 <SEP> 520 <SEP> 160 <SEP> 200
<tb> 50 <SEP> 1050 <SEP> 680 <SEP> 340 <SEP> 320
<tb> 60 <SEP> 1050 <SEP> 740 <SEP> 700 <SEP> 500
<tb>
Beispiel 3 :
Zur Verwendung gelangte ein Waschmittelansatz folgender Zusammensetzung :
EMI3.3
<tb>
<tb> Natriumtriphosphat <SEP> 400 <SEP> g <SEP> Natriumsilikat <SEP> 50 <SEP> g
<tb> T <SEP> etrapropylenbenzolsulfonat <SEP>
<tb> (50%ig) <SEP> 400 <SEP> g <SEP> Magnesiumsilikat <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Na <SEP> SO <SEP> 100 <SEP> g <SEP> Methylzellulose <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Hz <SEP> 290 <SEP> g
<tb> bei <SEP> einer <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> 800C.
<tb>
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EMI4.1
<tb>
<tb>
Zeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> Konsistenz <SEP> in <SEP> Skalenteilen <SEP> eines <SEP> Plastographen
<tb> Nach <SEP> Beendigung <SEP> ohne <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> mit <SEP> 0,2% <SEP> mit <SEP> 0,5%
<tb> des <SEP> intragens <SEP> Ca-Verbindungen <SEP> Ca(OH)2 <SEP> Ca(OH)2
<tb> 1 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> 10 <SEP> 150 <SEP> 30 <SEP> 50
<tb> 20 <SEP> 400 <SEP> 30 <SEP> 120
<tb> 30 <SEP> 460 <SEP> 50 <SEP> 140
<tb> 40 <SEP> 490 <SEP> 60 <SEP> 200
<tb> 50 <SEP> 490 <SEP> 100 <SEP> 200
<tb> 60 <SEP> 500 <SEP> 130 <SEP> 200
<tb> 70 <SEP> 500 <SEP> 140 <SEP> 140
<tb>
Be is pie 1 4 : Zur Verwendung gelangte ein Waschmittelansatz folgender Zusammensetzung :
EMI4.2
<tb>
<tb> Natriumtriphosphat <SEP> 400 <SEP> g <SEP> Natriumsilikat <SEP> 50 <SEP> g
<tb> Tetrapropylenbenzolsulfonat
<tb> (5(SOhig) <SEP> 200 <SEP> g <SEP> Magnesiumsilikat <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Fettalkoholsulfat <SEP> (65%ig) <SEP> 150 <SEP> g <SEP> Methylzellulose <SEP> 20 <SEP> g <SEP>
<tb> Na <SEP> 100 <SEP> g <SEP> H2O <SEP> 334 <SEP> g
<tb> bei <SEP> einer <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> 80 C.
<tb>
EMI4.3
<tb>
<tb>
Zeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> Konsistenz <SEP> in <SEP> Skalenteilen <SEP> eines <SEP> Plastographen
<tb> Nach <SEP> Beendigung <SEP> ohne <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> mit <SEP> 0,2% <SEP> mit <SEP> 0,5%
<tb> des <SEP> Eintragens <SEP> Ca-Verbindungen <SEP> Ca <SEP> (OH), <SEP> Ca <SEP> (OH), <SEP>
<tb> 1 <SEP> 30 <SEP> 50 <SEP> 40
<tb> 10 <SEP> 670 <SEP> 100 <SEP> 130
<tb> 20 <SEP> 700 <SEP> 340 <SEP> 150
<tb> 30 <SEP> 680 <SEP> 450 <SEP> 300
<tb> 40 <SEP> 640 <SEP> 520 <SEP> 400
<tb> 50 <SEP> 630 <SEP> 530 <SEP> 500
<tb> 60 <SEP> 630 <SEP> 520 <SEP> 520
<tb>
Beispiel 5 :
Zur Verwendung gelangte ein Waschmittelansatz folgender Zusammensetzung :
EMI4.4
<tb>
<tb> Natriumtriphosphat <SEP> 400 <SEP> g <SEP> Natriumsilikat <SEP> 5U <SEP> g
<tb> Tetrapropylenbenzolsulfonat
<tb> (50%ig) <SEP> 200 <SEP> g <SEP> Magnesiumsilikat <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Fettalkoholsulfat <SEP> (65%ig) <SEP> 150 <SEP> g <SEP> Methylzellulose <SEP> 20 <SEP> g <SEP>
<tb> Na2SO4 <SEP> 100 <SEP> g <SEP> H2O <SEP> 434 <SEP> g
<tb> bei <SEP> einer <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> 60 C.
<tb>
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
<tb>
<tb>
Zeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> Konsistenz <SEP> in <SEP> Skalenteilen <SEP> eines <SEP> Plastographen
<tb> Nach <SEP> Beendigung
<tb> des <SEP> Eintragens <SEP> ohne <SEP> Zugabe <SEP> von <SEP> mit <SEP> 0,2% <SEP> mit <SEP> 0,5%
<tb> Ca-Verbindungen <SEP> Ca <SEP> (OH)2 <SEP> Ca(OH)2
<tb> 1 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 20
<tb> 10 <SEP> 640 <SEP> 200 <SEP> 140
<tb> 20 <SEP> 600 <SEP> 360 <SEP> 280
<tb> 30 <SEP> 550 <SEP> 350 <SEP> 380
<tb> 40 <SEP> 540 <SEP> 340 <SEP> 420
<tb> 50 <SEP> 520 <SEP> 340 <SEP> 420
<tb> 60 <SEP> 500 <SEP> 280 <SEP> 410
<tb>
Beispiel 6 : Zur Verwendung gelangte ein Waschmittelansatz folgender Zusammensetzung :
EMI5.2
<tb>
<tb> Natriumtripolyphosphat <SEP> 400 <SEP> g <SEP> Natriumsilikat <SEP> 50 <SEP> g
<tb> T <SEP> etrapropylenbenzolsulfonat <SEP>
<tb> (50%oing) <SEP> 300 <SEP> g <SEP> Magnesiumsilikat <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Fettalkoholsulfat <SEP> (65%ig) <SEP> 156 <SEP> g <SEP> Methylzellulose <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Na <SEP> 2S04 <SEP> 100 <SEP> g
<tb> Bei <SEP> einer <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> 600C.
<tb>
Vorstehender Waschmittelansatz wurde bei einem Wasserzusatz von 284 g, 384 g und 484 g untersucht und mit einem gleichen Waschmittelansatz mit 284 g HO und verschiedenen Ca-Salz-Zusätzen verglichen.
EMI5.3
<tb>
<tb>
Zeit <SEP> in <SEP> Minuten <SEP> Konsistenz <SEP> in <SEP> Skalenteilen <SEP> eines <SEP> Plastographen
<tb> Zeit <SEP> in <SEP> Minuten
<tb> Nach <SEP> Beendigung <SEP> Ansatz <SEP> + <SEP> 284 <SEP> g <SEP> Ansatz <SEP> + <SEP> 384 <SEP> g <SEP> Ansatz <SEP> + <SEP> 484 <SEP> g <SEP> Ansatz <SEP> + <SEP> 284 <SEP> g <SEP> Ho
<tb> des <SEP> Eintragens <SEP> H2O <SEP> H2O <SEP> H2O
<tb> mit <SEP> 0,1% <SEP> mit <SEP> 0, <SEP> 25% <SEP> mit <SEP> 0,5%
<tb> ohne <SEP> Ca-Salz-Zusatz <SEP> Ca <SEP> (OH)2 <SEP> Ca(OH)2 <SEP> Ca(OH)
2
<tb> 1 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> 40 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50
<tb> 5 <SEP> 520 <SEP> 440 <SEP> 200 <SEP> 160 <SEP> 100 <SEP> 60
<tb> 10 <SEP> 700 <SEP> 560 <SEP> 415 <SEP> 350 <SEP> 120 <SEP> 60
<tb> 20 <SEP> j <SEP> 780 <SEP> 580 <SEP> 455 <SEP> 530 <SEP> 180 <SEP> 100
<tb> 30 <SEP> 825 <SEP> 570 <SEP> 380 <SEP> 585 <SEP> 260 <SEP> 200
<tb> 40 <SEP> 825 <SEP> 555 <SEP> 400 <SEP> 640 <SEP> 320 <SEP> 260
<tb> 50 <SEP> 840 <SEP> 550 <SEP> 375 <SEP> 670 <SEP> 370 <SEP> 330
<tb> 60 <SEP> 820 <SEP> 530 <SEP> 380 <SEP> 660 <SEP> 410 <SEP> 380
<tb>
Es zeigt sich hier deutlich, dass ein Ansatz mit 284 g Ho + 0, 5o Ca(OH) in der Viskosität einem Ansatz mit 484 g H2O entspricht. In diesem Falle könnten 13% Wasser eingespart werden.
Sämtliche Prozentangaben sind als Angaben in Gew.-% zu verstehen.