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Wasch-, Spül-, Einweich-und Reinigungsmittel mit niedrigem Schüttgewicht
Durch die Hauptpatentanmeldung W 13233 IVa/ 23e sind Wasch-, Reinigungs-, Einweich-
und Spülmittel mit niedrigem Schüttgewicht geschützt, die aus gemeinsam oder für
sich durch einen Sprühtrocknungsprozeß in ein voluminöses Pulver übergeführten Wasch-
und Reinigungsmittelbestandteilen, insbesondere Waschaktivsubstanzen, und voluminösen,
durch einen direkten oder indirekten Sprühprozeß gewonnenen Alkalipoly- oder Polymetaphosphaten
mit einem Schüttgewicht von weniger als 70 g/100 ccm bestehen.
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Versucht man nämlich, die zur Zersetzung neigenden Alkalipolyphosphate
in der bisher handelsüblichen schweren Pulverform dem Waschmittel zuzumischen, so
sind die Unterschiede in Form und Schüttgewicht jedoch so groß, daß sofort Entmischungserscheinungen
auftreten und sich das Phosphat sehr bald im unteren Teil des Waschmittelpaketes
ansammelt.
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Versucht man andererseits, phosphathaltige Wasch-, Spül-, Einweich-
und Reinigungsmittel in bekannter Weise so herzustellen, daß man die gesamten Bestandteile,
wie waschaktive Substanzen, Alkalien, Phosphate, Füllstoffe u. a., gemeinsam in
Wasser zu einem Ansatz löst und in einem Sprühtrockner zur Trockne bringt, so entstehen
einheitlich schüttige Pulver, deren Einzelteilchen meist Hohlkugelform aufweisen,
wobei besonders die Großkugelform sich beim Konsumenten besonderer Beliebtheit erfreut,
wobei aber die Alkalipolyphosphate, d. h. die sich aus Ketten von (P 04)-Tetraedern
aufbauenden Phosphate mit mehr als 2 P-Atomen im Molekül, bei diesem Sprühvorgang
einen Abbau im Sinne einer Kettenlängenverkürzung erleiden, wie in der Hauptanmeldung
gezeigt wurde. So gehen die Alkalitripolyphosphate MeI5 P3 Oio ganz oder zum Teil
in Pyro- und Orthophosphate über, während die längerkettigen bis herauf zu den höhermolekularen
Phosphatgläsern, wie z. B. dem Grahamschen Salz, je nach den Sprühbedingungen entweder
ganz zu kurzkettigen oder doch unter Reduktion der durchschnittlichen Kettenlänge
zu einem wesentlichen Teil zu Pyro- und Orthophosphaten abgebaut werden. Es geht
dabei ein wesentlicher Teil der Wasch- und Reinigungskraft der so hergestellten
Wasch- und Reinigungsmittel verloren.
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Das gemeinsame Versprühen hat außer der Einfachheit der Herstellung
den Vorteil, daß die mineralischen Bestandteile für die an sich weichen waschaktiven
Substanzen ein Gerüst bilden, so daß die Hohlkügelchen die nötige mechanische Festigkeit
erhalten.
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Versuche ergaben, daß bei diesem Sprühvorgang die Alkalipyrophosphate
im Gegensatz zu den Poly-und Polymetaphosphaten recht stabil sind und dabei keine
oder doch nur eine recht geringe Hydrolyse erleiden.
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Erfindungsgemäß erhält man Wasch-, Spül-, Einweich- und Reinigungsmittel
in leichter und stabiler Kugelform dadurch, daß man die Pyrophos-phatkomponente
zur Erhöhung der Stabilität der Hohlkugeln mit dem übrigen Waschmittelansatz zusammen
versprüht und diesem Sprühprodukt die Alkalipolyphosphate in einer besonders voluminösen
und. leichten Form mechanisch zumischt, die man durch einen direkten oder indirekten
Sprühprozeß gewinnen kann. Solche Produkte enthalten die Polyphosphate in ihrer
ursprünglichen und gewünschten Zusammensetzung, so daß diese ihre wasserenthärtende
und emulgierende Wirkung voll entfalten können. Eine Entmischung des Produkts ist
hier ausgeschlossen, da die Polyphosphate im Schüttgewicht und erforderlichenfalls
auch in Form und Größe den übrigen Waschmittelteilchen entsprechen. Ihre Schüttgewichte
liegen - lose gemessen - unter 700 g/1, vorzugsweise unter 550 g/1.
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Unter einem direkten Sprühprozeß wird z. B. das Verdüsen einer Phosphatglasschmelze
oder das Verblasen derselben mit Luft verstanden, wodurch das Phosphat in Kugelform
oder in einer wolleähnlichen Form erhalten wird. Vorzugsweise wird jedoch das Auflösen
von Alkalipo@lyphosphaten, insbesondere Phosphatgläsern, in Wasser und Sprühtrocknen
dieser wäßrigen Lösung unter diesem direkten Sprühprozeß verstanden, wobei durch
eine mechanisch schonende Überführung des Sprühproduktes aus dem Sprühturm in die
Auffanggefäße dafür gesorgt werden muß, daß keine mechanischen Schädigungen der
Struktur der Einzelpartikelchen erfolgen.
Unter einem indirekten
Sprühprozeß wird insbesondere das Sprüh-Calcinieren einer Alkaliorthophosphatlösung
- vorzugsweise mit einem MeI : P-Verhältnis etwa wie 5:3 - zu einem voluminösen
Orthophosphatcalcinat und Überführen dieses Calcinats durch einen Nacherhitzungsvorgang
in ein Polyphosphat, vorzugsweise Alkalitripolyphosphat, verstanden. Sowohl beim
Orthophosphatsprühprozeß wie auch bei der thermischen Nachbehandlung muß dafür gesorgt
werden, daß nicht durch eine mechanische Schädigung die Struktur der Einzelteilchen
verändert wird und auch keine Überhitzungen von Einzelteilchen eintreten, die zu
einem Sintern derselben führen könnten. Die thermische Nachbehandlung kann z. B.
in einem mit Rieseleinbauten versehenen Drehrohrofen erfolgen.
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Als Pyrophosphat kommt auf dem Waschmittelsektor in erster Linie das
Tetranatriumpyrophosphat in Frage, das dem Waschmittelansatz zweckmäßigerweise in
Mengen von 10 bis 50 %, auf das Trockengewicht des Fertigproduktes gerechnet, zugesetzt
wird. Es kann jedoch gegebenenfalls auch das leichter lösliche Tetrakaliumpyrophosphat
oder für neutrale und schwach saure Wasch- und Reinigungsmittel das saure Natriumpyrophosphat
Nag H2 P2 O, angewandt werden. Die Pyrophosphate haben insbesondere in Waschmitteln
die Eigenschaft, die Waschwirkung, d. h. den Weißgrad der Wäsche, zu verbessern,
während die wasserenthärtende Wirkung durch Komplexbildung weniger ausgeprägt ist.
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Die Polyphosphate zeigen dagegen außer der Verbesserung der Waschkraft
in besonderem Maße eine hervorragende Wasserenthärtungswirkung, die allerdings durch
den Abbau beim gemeinsamen Sprühen mit den übrigen Waschmittelbestandteilen ganz
oder zum Teil verlorengeht. Sie werden gemäß der Hauptpatentanmeldung in der voluminösen
Form trocken hinzugemischt und haben dabei außerdem den Vorteil der raschen Löslichkeit,
so daß sie ihre wasserenthärtende Wirkung bereits ausgeübt haben, ehe die übrigen
Waschmittelbestandteile, insbesondere die zum Teil härteempfindlichen waschaktiven
Substanzen, gelöst sind,. Zusatzmengen von 5 bis 30 0/a werden hier vorzugsweise
zur Anwendung kommen.
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Als waschaktive Substanzen kommen sowohl Seifen wie auch Seifenaustauschprodukte,
wie Alkylsulfate und Sulfonate, Alkylarylsulfonate, Äthylenoxydkondensationsprodukte
u. a. m., in Frage.
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Beispiel Es werden 1,1 Teile eines pastenförmigen Alkylarylsu.lfonats
mit 55 % WAS-Gehalt mit einem Teil Natriumsulfat und einem Teil eines Gemisches
aus 80 % Tetranatriumpyrophosphat und 20 % eines Natriumphosphatglases, welch letzteres
vorwiegend Kettenlängen mit mehr als 10 P-Atomen und nur kleinere Anteile von kurzkettigen
Phosphaten enthielt, zusammen in Wasser gelöst und in einem Sprühtrockner bei einer
Heizlufteingangstemperatur von 300° und einer Luftaustrittstemperatur von 125° aus
einer Zweistoffdüse versprüht. Das pulvrig-trockene Produkt wurde mit Hilfe der
Papierchromatographie auf seine Phosphatkettenlängenverteilung geprüft. Es ergab
sich dabei, daß das gesamte höhermolekulare Phosphat verschwunden war und die Phosphatkomponente
im Sprühprodukt lediglich noch aus Pyro- und Orthophosphat bestand.
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Mit diesem Gemisch durchgeführte Laborwaschversuche ergaben eine deutliche
Unterlegenheit der Waschwirkung gegenüber einem Gemisch, bei dem nur das Pyrophosphat
mitversprüht worden war und die höhermolekulare Komponente in Form eines aus wäßriger
Lösung für sich im Sprühturm sprühgetrockneten Phosphatglases bestand.