CH513966A

CH513966A - Bleichmittel in Pulver- oder Tablettenform und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: CH513966A
Application number: CH1085867A
Authority: CH
Inventors: Hubertl Castro-Conde Luis; La-Verne Schwalley Lawrence; Lewis Jr Sawyer Dwight
Original assignee: United States Borax Chem
Priority date: 1966-08-16
Filing date: 1967-08-01
Publication date: 1971-10-15
Also published as: SE348221B; DE1617228A1; US3481878A; GB1189013A; AT280931B; BE702173A; ES351439A1; CA811104A; NL6711085A

Description

Bleichmittel in Pulver- oder Tablettenform und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Bleichmittel in Pulver- oder Tablettenform, das ein Waschbleichmittel und eine anorganische, wasserlösliche Trägermischung enthält, sowie die Verwendung dieses Bleichmittels in Waschtabletten.

Das erfindungsgemässe Bleichmittel liegt in Pulveroder Tablettenform vor und enthält ein wasserlösliches Chlor- oder Sauerstoffwaschbleichmittel, das innig mit einer Trägerstoffmischung, die Natriumborat, das ein Molverhältnis von NaO : B2O2 von 0,22:1 bis 0,36:1 aufweist, Natriumsulfat und bis zu 20% Wasser, einschliesslich Hydratationswasser, enthält (alle Verhältnis- angaben und Angaben von Teilen sind Gewichtsangaben, wenn es nicht anders angegeben ist).

Das Bleichmittel wird im allgemeinen in Form von Tabletten angewendet, und solche Tabletten sind ein Teil dieser Erfindung. Diese Tabletten können als Kern für Waschmitteltabletten dienen, wie sie in der schweizerischen Patentschrift Nr. 430 925 beschrieben wurden.

Die Erfindung betrifft auch die Herstellung dieser Bleichmittel durch Umsetzung von Borax, Wasser und Schwefelsäure und anschliessende Entfernung des Wassers, bis der Wassergehalt, unter Einschluss von Hydratationswasser, 20% oder weniger beträgt, um die Trägermischung herzustellen und diese mit einem wasserlösli- chen Chlor- oder Sauerstoffwaschbleichmittel zu vermischen. Der Wassergehalt liegt vorzugsweise zwischen 8 und 20%, vorzugsweise zwischen 11 und 16%.

Die Trägermischungen können hergestellt werden, indem Borax oder Boraxlösung in solchen Mengen mit Schwefelsäure umgesetzt wird, dass etwa die Hälfte der titrierbaren Alkalität - ausgedrückt als Na2O - neutra- lisiert wird. Auf übliche Weise wird dann Wasser entfernt, z.B. durch Sprühtrocknen. Man erhält ein frei fliessendes, körniges, im wesentlichen amorphes Material mit dem angestrebten Wassergehalt, in welchem das Molverhältnis von titrierbarem Na2O: B20s: SC)as vorzugsweise ca. 1: 4:1 beträgt.

Das Molverhältnis von titrierbarem Na2O: B203 schwankt zwischen 0,22: 1 u. 0,36:1, vorzugsweise zwischen 0,24:1 und 0,26:1. Der Natriumgehalt des Natriumsulfats ist infolge seiner chemischen Bindung nicht titrierbar.

Es ist wünschenswert, dass die Masse eine Schüttdichte von ca. 0,1 bis 1,2, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 g/ml besitzt. Die Einstellung der Dichte ist durch Veränderung des abgedampften Wassergehalts möglich. Bei einem Sprühtrockner wird man in diesem Fall die Austrittstemperatur regeln. Je höher der Feuchtigkeitsgehalt liegt, um so höher ist die Dichte.

Die wesentlichen Gesichtspunkte nach der Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden (die Teile sind Gewichtsteile. wenn nicht anders angegeben).

100 Teile Na2B4O7 1OH2O + 13,45 Teile H2SO4 (100%in) ergeben eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 56% folgender Zusammensetzung
Wasser 49,73 Teile Na2S04 19,45 Teile Na2O 7,75 Teile B203 36,52 Teile
Molverhältnis Na5O : B2Q' = 0,24.

Beim Trocknen auf einen Wassergehalt von 11% wird der Schlamm chemisch äquivalent einem Gemisch von wasserfreiem Natriumsulfat und amorphem Natriumborat mit 15% gebundenem Wasser.

Aus einem Schlamm mit 63,72 Teilen Feststoffen in 49,73 Teilen Wasser erhält man nach Aufgabe in einen Sprühtrockner 71,55 Teile eines Produkts, welches zu 19,45 Teilen aus Natriumsulfat, 44,27 Teilen amorphem Natriumborat und 7,83 Teilen Wasser besteht.

Das erfindungsgemässe Bleichmittel eignet sich insbesondere für Tabletten, insbesondere zur Bildung eines inneren Kerns, der mit einer äusseren Schale, die eine wasserlösliche Seife, ein synthetisches organisches Detergens und/oder Wasserenthärter enthält, umgeben ist. Derartige Waschkörper sind z.B. in der schweizerischen Patentschrift Nr. 430 925 mit ihrem Herstellungsverfahren beschrieben.

Die Trägermasse, in der das Waschbleichmittel verteilt ist kann auf übliche Weise zu Tabletten verformt werden. Die Körper oder das Pulver können noch geringe Mengen verschiedener Zusätze, wie Pigmente - z.B.

Ultramarinblau -, Bindemittel und dergleichen enthalten. Die Aufbringung der Waschmittelschale ist in der schweizerischen Patentschrift Nr. 430 925 beschrieben.

Als wasserlösliches Chlorwaschbleichmittel können organische Bleicher, wie chlorierte Cyanursäuren, z.B. Trichlorisocyanursäure oder Dichlorisocyanursäure und deren Natrium- und Kaliumsalze, Dimethyl-dichlorhydantien und N-Chlorsuccinimid verwendet werden, sowie auch anorganische Chlorbleichen, wie Alkalihypochlorite. Als Sauerstoffwaschbleichmittel kann man Alkalimonopersulfat, -perborat und Natriumhydrogensulfit verwenden.

Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele näher erläutert:
Beispiel I
38,] cm3 (70 g) Schwefelsäure 96%ig, 500 g Borax und 67 g Wasser wurden aufgeschlämmt. Die Masse wurde während des Mischens erwärmt; man erhielt einen Schlamm mit 50% Feststoff und 50% Wasser, der bei einer Temperatur über 600 in Lösung ging. Ab ca. 450C liess sich der Schlamm in üblicher Weise pumpen.

Er wurde in einem Trommeltrockner mit einer Trokkenfläche von 0,2 m2, einer Drehgeschwindigkeit von 6,5 UpM mit Schlitz 0,2 mm zugeführt und mit Wasserdampf 6 bis 6,3 atü getrocknet. Man erhielt ein Produkt folgender Analyse (titrierbar) Na3O 11,6 % B O3 51.4 Na2SO. 25,8 % H20 11,2%
Die so erhaltene getrocknete Mischung wurde mit Natriumdichlorisocyanurat gemischt, wodurch eine Mischung erhalten wurde, die 90% Natriumborat/sulfat und 10% Natriumdichlorisocyanurat enthielt. Diese Mischung wurde zu Tabletten von annähernd 20 g Gewicht mit einem Durchmesser von 44 mm gepresst. Diese Tabletten lösen sich innerhalb von etwa drei Minuten im Waschwasser einer Standardwaschmaschine.

Diese Tabletten wurden auch als Kerne für Vollwaschmitteltabletten verwendet, indem sie mit einer Schicht eines Waschmittels überzogen wurden, wie in der schweizerischen Patentschrift Nr. 430 925 beschrieben ist.

Beispiel 2
Nach den Anweisungen des Beispiels 1, jedoch unter Anwendung unterschiedlicher Mengen Wasser, Schwefelsäure und Borax erhielt man ein Produkt folgender Analyse: Na3O (titrierbar) 10,90 % Na3O (nicht titrierbar) 10,38 % SO 13,42
B203 47,90%
H2O 17,40%
Summe aller Oxyde 100,00 %
Dichte lose 0,56 g/cm3, gerüttelt 0,85 g/cm3, Siebanalyse:

:
2,1 % > 0,297 mm
5,1 % > 0,21 mm 16,4 % > 0,149 mm
35,5% > 0,1 mm
54,7 % > 0,074 mm 78,4 % > 0,044 mm
Das so erhaltene getrocknete Pulver wurde mit der gleichen Menge Kaliumdichlorisocyanurat gemischt, und die Mischung wurde zu Tabletten gepresst, die als Kerne für die Waschmitteltabletten verwendet wurden, wie in der schweizerischen Patentschrift Nr. 430 925 beschrieben ist.

Beispiel 3
Mit unterschiedlichsten Ausgangsmaterialien erhielt man ein Produkt folgender Zusammensetzung:
Na2O (titrierbar) 11,10 % Na3O (nicht titrierbar, chemisch gebunden) 10,72 %
SOs 13,87
B203 49,10 %
H20 14,91 %
Blaues Pigment 0,30 %
Dichte lose 0,35 g/cm3, gerüttelt 0,59 g/cm3, Siel > analyse:

:
0,4 % > 0,25 mm
4,4% > 0,149 mm 12,4% > 0,1 mm
20,6 % > 0,088 mm
27 % > 0,074 mm
63 7c > 0,0A4 mm
Das so erhaltene getrocknete Pulver wurde in einer Menge von 99% mit 1% Natriumtrichlorisocyanat gemischt, und die Mischung wurde mit einer Standardtablettenpresse zu Tabletten gepresst.

Beispiel 4
Anhand eines Grossversuchs soll gezeigt werden, wie Schwierigkeiten in der Einstellung des Verhältnisses Na2O : B203 und der gleichmässigen Verteilung der Feststoffe in dem Schlamm begegnet werden können.

Ein 1,4 m3 fassender Behälter aus Kohlenstoffstahl mit Heizschlange, Temperaturregler, regelbarem Rührer und Austragsleitung mit Rücklauf wurde zuerst mit 272 1 Wasser beschickt und auf ca. 800C erwärmt. Dann wurden 250 bis 455 kg Borax eingebracht. Die Temperatur fiel auf ca. 540C. Durch Zugabe von 182 kg Schwefelsäure (95%ig) stieg die Temperatur auf 88 bis 930C.

Nun wurde Borax bis zu einer Gesamtmenge von 1360 kg eingebracht. Nun betrug die Schlammtemperatur ca. 540C.

Der Schlamm wurde auf ein spezifisches Gewicht von 1,4 bis 1,43 g/cm3 und einen Feststoftgehalt von 50 bis 55% eingestellt. Um 1770 kg Schlamm zu bereiten, waren 2 bis 2,5 h erforderlich. Es zeigte sich als nicht zweckmässig, die gesamte Boraxmenge auf einmal einzubringen.

Dies führte zu einem Zusammenklumpen und schliesslich zu einem Verstopfen der Sprühdüsen beim Sprühtrocknen.

In dem Sprühtrockner kam der zerstäubte Schlamm mit Heissluft (2600C) in Berührung. Das Wasser verdampfte praktisch momentan bei adiabatischer Abkühlung der Luft. Die feuchte Luft und das trockene Produkt mit der Austrittstemperatur gelangten in einen Zy klon zur Abtrennung der Feststoffe von der in die Atmosphäre abzulasenden feuchten Luft.

Die Austrittstemperatur kann zur Regelung der Speisegeschwindigkeit des Schlamms herangezogen werden, so dass der Wassergehalt des aufgegebenen Materials nicht die Menge übersteigt, die für eine adiabatische Abkühlung der Luft erforderlich ist. Es besteht eine Wechselwirkung zwischen der Dichte des Produkts und der auf die Mengeneinheit angewandten Wärme bei unterschiedlichen Austrittstemperaturen. Da der Speisestrom zum Sprühtrocknen über die Austrittstemperatur geregelt wird, kann ein Ansteigen der Dichte das Ergebnis von einer unvollständigen Wasserentfernung sein, die auftritt, wenn die Speisegeschwindigkeit zu hoch ist. Steigt die Austrittstemperatur, so steht für die gleiche Wärmemenge für die Verdampfung weniger Wasser zur Verfügung, da die Speisegeschwindigkeit automatisch reduziert wurde.

Ein Produkt der gewünschten Dichte lässt sich also dadurch herstellen, dass die Austrittstemperatur vorbestimmt wird. Aus der Kenntnis der gesamten erforderlichen Wärmeenergie lässt sich dann die Eintrittstemperatur berechnen. Die Dichte des Produkts ist direkt proportional dem Wassergehalt. Aus folgender Tabelle geht die Beziehung der Austrittstemperatur, der Speisegeschwindigkeit, der Wasserverdampfung und der Schüttdichte des Produkts zueinander hervor.

TABELLE Beispiel Austritts. Eintritts. Speise- Wasser zu Zerstäuber angebot Schutt- Nr. Temp. OC Temp. OC geschwindigk. verdampfen WÅarme- dichte > 74 emp. emp. kg/h kg/kg Eins. UpM cal/kg g/cm I 118 232 494 0,206 15000 314 0,40 35,0 II 110 232 483 0,200 15000 343 0,45 38,0 III 102 232 597 0,193 15 000 297 0,69 IV 143 260 413 0,207 15000 386 0,30 30,4 V 141 260 433 0,200 15000 377 0,35 42,1 VI 121 260 549 0,196 15000 355 0,36 22,0 VII 113 260 572 0,194 15000 364 0,45 45,0
Die erfindungsgemässen Produkte, insbesondere aus dem Beispiel 1 wurden mit Natriumdichlorisocyanurat gemischt, so dass 90% Natriumborat-sulfat und 10% Natriumdichlorisocyanurat vorlagen.

Dieses Gemisch wurde zu Tabletten mit einem Gewicht von ca. 20 g und einem Durchmesser von 4,4 cm verpresst. Diese Tabletten lösten sich im Waschwasser üblicher Waschmaschinen in ca. 3 min.

In gleicher Weise eignen sich die erfindungsgemässen Massen für den inneren Kern der verschiedensten Waschkörper, wobei der vorgepresste Kern von einer Schale aus einer waschaktiven Masse vollständig bedeckt wird.

So lässt sich das Pulver aus Beispiel 2 mit dem gleichen Gewicht Kaliumdichlorisocyanurat vermischen und tablettieren und diesen Kern mit waschaktiver Substanz umgeben. In ähnlicher Weise gelingt die Anwendung der Produkte aus Beispiel 3 in einer Menge von 99% mit 1% Natriumtrichlorisocyanurat durch Tablettieren in üblichen Vorrichtungen.

PATENTANSPRUCH 1
Bleichmittel in Pulver- oder Tablettenform, dadurch gekennzeichnet, dass es Natriumborat. das ein Molverhältnis von Na2O zu BÓs von 0,22:1 bis 0,36:1 aufweist, Natriumsulfat und bis zu 20% Wasser einschliess- lich von Hydratationswasser in inniger Mischung mit einem löslichen Chlor- oder Sauerstoffbleichmittel enthält.

UNTERANSPRtYCHE
1. Bleichmittel gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form von Tabletten vorliegt.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. klon zur Abtrennung der Feststoffe von der in die Atmosphäre abzulasenden feuchten Luft.

Die Austrittstemperatur kann zur Regelung der Speisegeschwindigkeit des Schlamms herangezogen werden, so dass der Wassergehalt des aufgegebenen Materials nicht die Menge übersteigt, die für eine adiabatische Abkühlung der Luft erforderlich ist. Es besteht eine Wechselwirkung zwischen der Dichte des Produkts und der auf die Mengeneinheit angewandten Wärme bei unterschiedlichen Austrittstemperaturen. Da der Speisestrom zum Sprühtrocknen über die Austrittstemperatur geregelt wird, kann ein Ansteigen der Dichte das Ergebnis von einer unvollständigen Wasserentfernung sein, die auftritt, wenn die Speisegeschwindigkeit zu hoch ist. Steigt die Austrittstemperatur, so steht für die gleiche Wärmemenge für die Verdampfung weniger Wasser zur Verfügung, da die Speisegeschwindigkeit automatisch reduziert wurde.

Ein Produkt der gewünschten Dichte lässt sich also dadurch herstellen, dass die Austrittstemperatur vorbestimmt wird. Aus der Kenntnis der gesamten erforderlichen Wärmeenergie lässt sich dann die Eintrittstemperatur berechnen. Die Dichte des Produkts ist direkt proportional dem Wassergehalt. Aus folgender Tabelle geht die Beziehung der Austrittstemperatur, der Speisegeschwindigkeit, der Wasserverdampfung und der Schüttdichte des Produkts zueinander hervor.

TABELLE Beispiel Austritts. Eintritts. Speise- Wasser zu Zerstäuber angebot Schutt- Nr. Temp. OC Temp. OC geschwindigk. verdampfen WÅarme- dichte > 74 emp. emp. kg/h kg/kg Eins. UpM cal/kg g/cm I 118 232 494 0,206 15000 314 0,40 35,0 II 110 232 483 0,200 15000 343 0,45 38,0 III 102 232 597 0,193 15 000 297 0,69 IV 143 260 413 0,207 15000 386 0,30 30,4 V 141 260 433 0,200 15000 377 0,35 42,1 VI 121 260 549 0,196 15000 355 0,36 22,0 VII 113 260 572 0,194 15000 364 0,45 45,0 Die erfindungsgemässen Produkte, insbesondere aus dem Beispiel 1 wurden mit Natriumdichlorisocyanurat gemischt, so dass 90% Natriumborat-sulfat und 10% Natriumdichlorisocyanurat vorlagen.

Dieses Gemisch wurde zu Tabletten mit einem Gewicht von ca. 20 g und einem Durchmesser von 4,4 cm verpresst. Diese Tabletten lösten sich im Waschwasser üblicher Waschmaschinen in ca. 3 min.

In gleicher Weise eignen sich die erfindungsgemässen Massen für den inneren Kern der verschiedensten Waschkörper, wobei der vorgepresste Kern von einer Schale aus einer waschaktiven Masse vollständig bedeckt wird.

So lässt sich das Pulver aus Beispiel 2 mit dem gleichen Gewicht Kaliumdichlorisocyanurat vermischen und tablettieren und diesen Kern mit waschaktiver Substanz umgeben. In ähnlicher Weise gelingt die Anwendung der Produkte aus Beispiel 3 in einer Menge von 99% mit 1% Natriumtrichlorisocyanurat durch Tablettieren in üblichen Vorrichtungen.

PATENTANSPRUCH 1 Bleichmittel in Pulver- oder Tablettenform, dadurch gekennzeichnet, dass es Natriumborat. das ein Molverhältnis von Na2O zu BÓs von 0,22:1 bis 0,36:1 aufweist, Natriumsulfat und bis zu 20% Wasser einschliess- lich von Hydratationswasser in inniger Mischung mit einem löslichen Chlor- oder Sauerstoffbleichmittel enthält.

UNTERANSPRtYCHE 1. Bleichmittel gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form von Tabletten vorliegt.

2. Bleichmittel gemäss Patentanspruch 1, dadurch ge

kennzeichnet, dass der Wassergehalt zwischen 8 und 20%, vorzugsweise zwischen 11 und 16%, beträgt.

PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung des Bleichmittels gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man Borax und Wasser in solchen Mengen mit Schwefelsäure umsetzt, dass etwa die Hälfte der titrierbaren Alkalität - ausgedrückt als Na2O - neutralisiert wird, dass das Reaktionsprodukt bis zu dem erforderlichen Wassergehalt getrocknet und dass das so erhaltene Pulver mit einem Chlor- oder Sauerstoffbleichmittel gemischt wird.

UNTERANSPRÜCHE 3. Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Borax und Schwefelsäure in Mengen entsprechend einem Molverhältnis von titrierbarem Na2O zu B203 zu SO, von etwa 1 : 4 : I verwendet werden.

4. Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsprodukt bei einer solchen Temperatur sprühgetrocknet wird, dass das fertige Bleichpulver eine Schüttdichte von 0,3 bis 0,7 g/ml aufweist.

PATENTANSPRUCH III Verwendung des Bleich mittels gemäss Patentanspruch I als Kern von Waschmitteltabletten, die mit einer äusseren Schale, die wasserlösliche Seife, organisches Detergens und/oder Wasserenthärter enthält, umgeben sind.