DE1057716B - Wasch-, Reinigungs- und Spuelverfahren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Unter kondensierten oder polymeren Phosphaten versteht man die durch thermische Dehydratisierung von Mono- oder Dialkaliorthophosphaten oder deren Gemischen erhaltenen Salze. Sie enthalten mehrere Phosphoratome im Molekül in ring- oder kettenförmiger Anordnung und besitzen von den Orthophosphaten abweichende Eigenschaften. Von besonderer technischer Bedeutung sind die kettenförmigen Polyphosphate. Die Glieder mit sehr langen Ketten werden — fälschlicherweise — auch heute noch als Metaphosphate bezeichnet, trotzdem sie mit den sogenannten echten Metaphosphates die Ringstruktur besitzen, nichts gemeinsam haben.

Von den vielseitigen Eigenschaften kondensierter Phosphate wurde als erste das sogenannte Komplexbindevermögen für Erdalkaliionen erkannt und technisch ausgewertet. Es ist abhängig von der Kettenlänge und nimmt mit steigendem Polymerisationsgrad zu.

Wichtig sind ferner das Dispergier- und Peptisiervermögen der kondensierten Phosphate für Pigmentverschmutzungen jeder Art. In Verbindung mit emulgierenden bzw. emulsionsstabilisierenden Eigenschaften ergeben sich gute waschfördernde Wirkungen der einzelnen Phosphatindividuen. Als Grundregel kann gelten, daß das Dispergiervermögen mit steigender Kettenlänge geringer wird.

Von besonderer Bedeutung ist weiter die aktivierende Wirkung der kondensierten Phosphate auf das Waschvermögen von Seife und synthetischen waschaktiven Substanzen.

Die günstige Wirkung der kondensierten Phosphate bei allen Spülprozessen beruht nicht nur auf einer Nachreinigung des Spülgutes durch Ablösen eventuell vorhandener Niederschläge oder Verkrustungen und auf der Herabsetzung des Trübungspunktes von Seife oder waschaktiven Substanzen, sondern zu einem wesentlichen Teil auf der adsorptionsverdrängenden Wirkung der kondensierten Phosphate. Alan versteht darunter die Abdrängung von auf Textilfasern oder ähnlichen Substraten haftenden Seife-, Wasch- bzw. Textilhilfsmittelresten, ohne daß die Phosphate selbst in nennenswerter Weise adsorbiert werden.

Das Schmutztr age vermögen von Wasch-, Reinigungs- und Nachbehandlungsflotten wird deutlich gesteigert.

Bei Waschprozessen werden durch die Verhinderung von Kalkseifenbildung oder die Ablösung bereits vorhandener Kalkseife die Gewebe frei, porös und saugfähig. Die Vermeidung von Kalziteinlagerung in die Fasern bzw. das Herauslösen bereits vorhandener Kalzitkristalle trägt wesentlich zur Schonung des Waschgutes bei, weil die durch die Scheuer-Wasch-, Reinigungs- und Spülverfahren

Anmelder:

Jon. A. Benckiser G. m. b. H. Chemische Fabrik, Ludwigshafen/Rhein, Frankenthaler Str. 3

wirkung der Kalzitkristalle entstehende mechanische Schädigung der Textilfasern ausgeschaltet wird. Durch die Abtragung des in Kalkseife eingelagerten Schmutzes von den Geweben und infolge des verbesserten Schmutztragc-vermögens von Wasch-, Reinigungs- und Spülflotten werden bessere Aufhellungsgrade erzielt. Durch die Verdrängung von Waschmittelresten werden Wäschevergilbungen und unangenehmer Geruch, herrührend von den vor allem beim heißen Bügeln oder Mangeln entstehenden Zersetzungsprodukten von Kalkseife, Seife, waschaktiven Sub- stanzen vermieden. Es verbleiben keine hautreizenden Rückstände auf der Wäsche.

Auch eventuell im Wasser vorhandene Schwermetall-Ionen, wie Eisen, Kupfer, Mangan usw. werden von den kondensierten Phosphaten ebenso komplex gebunden wie die Härtebildner des Wassers und somit die nachteiligen Auswirkungen verhindert.

Aus dem Zusammenwirken aller dieser Momente ergeben sich wesentliche Faserschonung und Verbesserung des Wascheffektes im ganzen gesehen. Von besonderer Bedeutung für Schonung oder Schädigung der Textilfaser ist schließlich das Verhalten der kondensierten Phosphate in solchen Waschflotten, die sauerstoffabgebende Substanzen in Form von Wasserstoffsuperoxyd oder Per salzen jeder Art enthalten.

Während hinsichtlich gewisser Eigenschaften, wie schon vermerkt, eine direkte Abhängigkeit von der Kettenlänge des kondensierten Phosphates besteht, kann in anderen Fällen ein solcher Zusammenhang nur schwer oder gar nicht festgestellt werden, da sich

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die einzelnen Phosphate ganz individuell verhalten. Dies gilt besonders für das Verhalten gegenüber sauerstoffabgebenden Verbindungen.

Zur Regulierung der Sauerstoffentwicklung werden sogenannte Stabilisatoren eingesetzt, die meist auf Basis von Magnesiumsalzen aufgebaut sind. Sie können unter Umständen durch die kondensierten Phosphate in ihrer Wirkung beeinträchtigt werden; daher muß deren Auswahl so getroffen werden, daß sie sich harmonisch und fördernd in den gesamten Vorgang einordnen.

Da die Sauerstoff entwicklung aus Perverbindungen außerdem stark p_H-abhängig ist und in weniger alkalischen Flotten weniger stürmisch erfolgt, können unter Umständen in Flotten, die annähernd neutral oder nur schwach alkalisch reagieren, die Stabilisatoren auch fehlen, ohne daß Faserschädigungen über den üblichen Rahmen hinaus eintreten.

Alle die bisher geschilderten Eigenschaften und Auswirkungen kann man kaum mit einem definierten Phosphat-Individuum, beispielsweise Pyrophosphat oder Tripolyphosphat oder Grahamsalz usw., allein erzielen. Während das Pyrophosphat gute waschfördernde Eigenschaften besitzt, führt sein geringes Komplexbindevermögen beim Waschen in harten Wässern zu unerwünschten Ascheanreicherungen in den Geweben. Das Tripolyphosphat läßt, in geeigneten Mengen angewendet, solche hohen Verkrustungen nicht zu, bewirkt jedoch eine beschleunigte Sauerstoffabspaltung aus Perverbindungen, von allem in stärker alkalischen Flotten, die bei ungenügender .Stabilisierung zu größeren Faserschäden führen kann. Dem Grahamsalz sind bei sehr gutem Komplexbindevermögen keine so hohen dispergierenden Kräfte eigen, als daß es in Waschflotten allein voll befriedigen könnte. Alan wird daher in den meisten Fällen zwei oder mehrere kondensierte Phosphate so miteinander kombinieren, daß ein optimaler Gesamteffekt erzielt wird. So werden sehr häutig Mischungen aus Pyrophosphal und Tripolyphosphat in den verschiedensten Mengenrelationen angewendet, wobei sich die günstigen Eigenschaften beider Produkte zwar vorteilhaft kombinieren, aber auch eine Reihe von Nachteilen entstehen. So sinkt mit steigendem Gehalt an Pyrophosphat das Komplexbindevermögen der Mischung, was die Gefahr einer erhöhten Verkrustung bei Waschprozessen wieder herbeiführt. Andererseits ergeben sich bei Anwendung größerer Mengen solcher Mischungen in AIaschinen oder Geräten aus Zink, verzinktem Eisenblech oder Kupfer Schwierigkeiten durch den Angriff dieser Aletalle, die bei höhermolekularen Polyphosphaten oder Anwesenheit solcher in genügender Menge neben niedermolekularen so gering sind, daß ihnen keinerlei praktische Bedeutung zukommt.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß eine über das bisher bekannte Ausmaß weit hinausgehende Faserschonung bei gleichzeitig optimaler Wasch-, Dispergier- und dergleichen Wirkung eine ausgezeich-

nete Gesamt- bzw, Komplexwirkung erzielt wird, wenn Phosphatschmelzen für den Waschprozeß angewendet werden, die aus etwa gleichen Teilen Pyrophosphat, Tripolyphosphat und einer dem Hexa- oder Heptapolyphosphat entsprechenden Polyphosphatmischung bestehen. Vorzugsweise wird der Herstellungsprozeß der Phosphatschmelze in an sich bekannter Weise durch Regelung so gelenkt, daß sich z. B. folgende Zusammensetzung ergibt: 50 Teile Pyrophosphat, 58 Teile Tripolyphosphat, 42 Teile einer Polyphosphatmischung, die in ihrer durchschnittlichen Zusammensetzung einem Heptapolyphosphat entspricht, oder 50 Teile Pyrophosphat, 52 Teile Tripolyphosphat, 48 Teile einer Polyphosphatmischung, die in ihrer durchschnittlichen Zusammensetzung einem Hexapolyphosphat entspricht.

Gleiche Wirkungen erzielt man auch mit Produkten, die durch geeignetes mechanisches Zusammenmischen der einzelnen Komponenten, z. B. Pyrophosphat, Tripolyphosphat und der entsprechenden Polyphosphate hergestellt wurden.

Die überraschende und nicht vorauszusehende faserschonende Wirkung solcher Phosphatmischungen läßt sich an Hand von Waschversuchen leicht nachprüfen. Bekanntlich stellen sogenannte Schnellwaschmittel bzw. -flotten, die einen hohen Gehalt an Sauerstoff abgebenden Salzen, beispielsweise Perborat, enthalten, besondere Anforderungen an das beigegebene Polymerphosphat. In solchen Waschflotten tritt die außerordentlich faserschonende Wirkung der erfindungsgemäßen Phosphatkombination ganz besonders deutlich hervor.

In den nachstehenden Beispielen gelangen folgende Phosphate zum Vergleich:

I. Natriumphosphat.
II. Natriumtripolyphosphat.

III. Grahamsalz.

IV. Phosphat gemäß Erfindung (50 Teile Pyro-, 58 Teile Tripoly- und 42 Teile Heptapolyphosphat).

Beispiel 1

In einer Waschflotte, die im Liter 2 g Na-Dodecylsulfat, 2 g Na-Perborat, 4 g kondensiertes Phosphat enthält und zu deren Herstellung destilliertes Wasser verwendet wurde, wurden Leinen-, Baumwoll- und Zellwollgewebe 25- bzw. 50mal gewaschen. Dabei wurde die Waschflotte innerhalb 15 Minuten auf etwa 95° C aufgeheizt, 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten, anschließend 2mal mit enthärtetem und Imal mit destilliertem Wasser gespült. Das Flottenverhältnis betrug 1:15. Nach Beendigung der Waschversuche wurden Festigkeitsabfall (Fa) in der Kettrichtung, Durchschnittspolymerisationsgrad (DP) und Schädigungsfaktor (s) jeweils nach 25 bzw. 50 Wäschen ermittelt:

Phosphat	Leinen FA-50	FA-50	Baumwolle DP-50	W 50	FA-25	Zellwolle DP-25	W 25
I	29%	26%	644	1,60	39%	191	2,04
II	70%	53%	505	2,31	64%	157	2,65
III	54%	40%	557	1,92	42%	185	2,12
IV	18%	5%	1080	1,02	26%	238	0,94

Claims (4)

Beispiel 2 Es wurde die gleiche Flotte angewendet wie im Beispiel 1 und ihr zusätzlich ein Katalysator, und zwar 0,2 mg/1 Kupfer in Form von Kupfersulfat beigefügt. Nach dem gleichen Verfahren, wie im Beispiel i angegeben, wurde Baumwollgewebe 50mal gewaschen : PhosphatFA-50DP-50W 50I26%5421,95II56 «/ο3642,52III37%5252,00IV15%9611,18 15 Beide Beispiele zeigen eine deutliche Überlegenheit der ertindungsgemäßen Phosphate gegenüber den bekannten. Ähnlich wie im Beispiel 2 zeigen sich auch unter den Verhältnissen der gewerblichen Wäscherei deutlich die Vorzüge des Verfahrens, beispielsweise wenn Trommelwaschmaschinen aus Kupfer zur Anwendung kommen, deren Einsatz häufig zu Faserschädigungen durch Ablösen oder Abschwämmen von Kupferoxyden, Kupferseifen, Kupfercarbonaten oder löslichen Kupferkomplexverbindungen führt. Durch die erfindungsgemäß eingesetzten kondensierten Phosphate werden Störungen dieser Art weitgehend vermindert oder gänzlich unterdrückt. Das gleiche gilt auch für diejenigen den Persauerstoffaktivierenden Schwermetallverbindungen, welche etwa in Form von löslichen oder kolloidal verteilten Eisen- oder Manganverbindungen in die Waschflotten hineingelangen und deren schädliche Wirkungen nunmehr durch die kondensierten Phosphate des beschriebenen Typs kompensiert werden. Wie bereits einleitend erwähnt wurde, werden zur Regulierung der Sauerstoffentwicklung häufig Stabilisatoren meist auf Basis von Magnesiumverbindungen eingesetzt, die jedoch infolge ihrer Neigung zur Komplexbildung mit kondensierten Phosphaten mitunter in ihrer Wirkung beeinträchtigt werden. Derartige Stabilisatoren sind beispielsweise Magnesiumsulfat, kolloidales oder pulverförmiges Magnesiumpolysilikat oder -metasilikat oder -hydrosilikat, Magnesiumverbindungen höhermolekularer Aminocarbonsäuren, wie etwa der Lysalbinsäure oder Protalbinsäure oder auch Magnesiumverbindungen der Kondensationsprodukte von Eiweißstoffen oder Eiweißabbauproduk- ten mit höhermolekularen Carbonsäuren (z. B. Fettsäuren oder Harzsäuren) oder Sulfonsäuren (z. B. Alkylsulfonsäuren oder Alkylarylsulfonsäuren). Auch die erwähnten Eiweißstoffe oder Eiweißhydrolysate sowie deren Kondensationsprodukte in Form von lösliehen Alkaliverbindungen sind wirksame Stabilisatoren, die der Wechselwirkung mit den kondensierten Phosphaten weniger unterliegen. Die Wirkung des erfindungsgemäßen Phosphatgemisches gegenüber den gebräuchlichen kondensierten Phosphaten wird, wie das nachfolgende Beispiel 3 zeigt, auch in Gegenwart von Stabilisatoren sehr deutlich. Beispiel 3 In einer Waschmaschine mit Kupfertrommel wurde mit einer Flotte mit der gleichen Zusammensetzung, wie diese im Beispiel 1 beschrieben ist, zu deren Herstellung an Stelle von destilliertem Wasser jedoch Wasser von 12° d. H. verwendet wurde, Baumwollgewebe gewaschen. Dabei wurde die Waschflotte innerhalb 15 Minuten auf etwa 95° C aufgeheizt, Minuten bei dieser Temperatur gehalten, anschließend mit Wasser von 12° d. H. Imal bei 60° C und 2mal kalt gespült. Die Bestimmung der Schädigungsfaktoren (s) nach 50 Wäschen hat ergeben: Bei Anwendung von Tripolyphosphat (=PhosphatII) (s) 50 2,38 bei Anwendung von Phosphat gemäß Erfindung (=PhosphatIV) (s) 50 1,53 Wurde den gleichen Flotten jeweils 0,4 g/1 Magnesiumsilikat des Handels hinzugefügt, so betrugen die Schädigungsfaktoren (s) nach 50 Wäschen: Bei Anwendung von Tripolvphosphat (=PhosphatII) (s) 50 ..' 2,07 bei Anwendung von Phosphat gemäß Erfindung (=PhosphatIV) (s) 50 1,24 Patentansprüche:

1. Wasch-, Reinigungs- und Spülverfahren unter Verwendung der an sich bekannten anorganischen und organischen wasch- bzw. bleichaktiven Substanzen und gegebenenfalls Stabilisatoren, gekennzeichnet durch die Mitverwendung eines Gemisches aus etwa gleichen Teilen Pyrophosphat, Tripolyphosphat und einer Phosphatmischung, die in ihrer durchschnittlichen Zusammensetzung einem Hexa- oder Heptapolyphosphat entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 100 Teile Pyrophosphat, 104 Teile Tripolyphosphat und 96 Teile Hexapolyphosphat bzw. der entsprechenden Polyphosphatmischung verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 100 Teile Pyrophosphat, 116 Teile Tripolyphosphat und 84 Teile Heptapolyphosphat bzw. der entsprechenden Polyphosphatmischung verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebrauchswasser zur Anwendung gelangt, welches katalysierende Schwermetallverbindungen in geringen Mengen enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Seifen, Öle, Fette, Wachse, 1955, S. 28 bis 30, bis 56.

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