DE3141066C2 - - Google Patents
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- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
beständigen, anorganische Salze enthaltenden Crutcher-
Aufschlämmungen, in denen keine Gelbildung eintritt und
die für die Herstellung von Gerüststoffe enthaltenden
Waschmitteln geeignet sind. Die Erfindung betrifft ins
besondere die Herstellung solcher anorganischer Salzauf
schlämmungen, in die Natriumsesquicarbonat eingearbeitet
wird und als Quelle für Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat
dient. Durch das Vermischen des Natriumsesquicarbonats mit
den anderen Komponenten der endgültigen wäßrigen Aufschlämmungen
anorganischer Salze mit verhältnismäßig hohem Feststoff
gehalt, die Natriumbicarbonat und Natriumsilikat enthalten,
werden Aufschlämmungen erhalten, in denen eine Gelbildung,
eine übermäßige Verdickung und Verfestigung verhindert wird.
Einige Haushaltswaschmittel werden jetzt dadurch hergestellt,
daß man anorganische Buildersalz-Gemische ohne organischen
Waschaktivstoff sprühtrocknet und dann auf die Oberfläche
der gebildeten sprühgetrockneten Hohlkügelchen einen nicht-
ionischen Waschaktivstoff in flüssigem Zustand aufsprüht,
so daß dieser von den Hohlkügelchen absorbiert wird. Zu
den zufriedenstellenden Produkten, die auf diese Weise
hergestellt werden, gehören diejenigen, die durch Absorption
eines nicht-ionischen Waschaktivstoffes in das Innere der
Hohlkügelchen gebildet werden. Als nicht-ionische Wasch
aktivstoffe werden Kondensationsprodukte aus niederen Poly
alkylenoxiden und einem lipophilen Material, z. B. höheren
Fettalkoholen, verwendet, wobei die Hohlkügelchen aus
Alkalimetallbicarbonat, Alkalimetallcarbonat und Alkali
metallsilikat aufgebaut sind. Man hat jedoch festgestellt,
daß wäßrige Crutcher-Aufschlämmungen oder Crutcher-Gemische,
die wesentliche Mengen Bicarbonat, Carbonat und Silikat ent
halten, dazu neigen, vorzeitig Gele zu bilden oder sich zu
verfestigen, manchmal bevor sie sorgfältig gemischt und aus
dem Crutcher in einen Sprühtrocknungsturm gepumpt werden
können. Dementsprechend hat man umfangreiche Versuche durch
geführt, um herauszufinden, wie man die Neigung dieser Systeme,
sich im Crutcher, zu verfestigen oder Gele zu bilden, verringern
könnte. Bei wäßrigen Crutcher-Aufschlämmungen, die Natrium
carbonat, Natriumbicarbonat und Natriumsilikat enthalten,
werden das Carbonat und das Bicarbonat als wasserfreie Pulver
zugefügt und das Silikat als wäßrige Lösung, wobei eine
Verfestigung der Aufschlämmung oder Mischung sehr leicht
eintritt, wenn der Carbonatgehalt, der oft etwa ebenso hoch
ist wie der Gehalt an Silikatfeststoffen, z. B. häufig etwa
5 bis 25%, vorzugsweise 12 bis 17%, bezogen auf die Fest
stoffe, beträgt, mehr als etwa 20 oder 21% des Bicarbonat
gehaltes ausmacht.
Man hatte bereits gefunden, daß die Einarbeitung geringer
Mengen Zitronensäure oder wasserlöslichen Zitrats in
die Crutcher-Aufschlämmung die Gelbildung oder Verfestigung
der Bicarbonat-Carbonat-Silikat Gemische verzögert und
deren technische Sprühtrocknung ermöglicht, nachdem diese
aus dem Crutcher und zu den Sprühdüsen gepumpt wurden.
Später hat man festgestellt, daß die eine Gelbildung
verhindernde Wirkung des zitronensauren Materials stark ver
bessert wird, wenn auch Magnesiumsulfat vorhanden ist. Ein
weiterer Vorteil der Verwendung von Magnesiumsulfat
besteht darin, daß der Anteil des organischen Materials
(des zitronensauren Materials) im anorganischen Salzprodukt
verringert werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es nun nicht mehr notwendig, obgleich manchmal zusätzlich
erwünscht, Magnesiumsulfat als Zusatz zu verwenden. Gleichzeitig
können geringere Mengen Zitronensäure verwendet
werden, und oft kann die Zitronensäure völlig weggelassen
werden. Das gegen eine Gelbildung wirksame Material, d. h.
das Natriumsesquicarbonat, wird in einer speziellen Stufe
während der Herstellung der Crutcher-Aufschlämmung zugesetzt
und dient gleichzeitig als Quelle für aktive Buildersalze des
endgültigen Waschmittels.
Das erfindungsgemäße Verfahren verzögert oder verhindert
die Gelbildung in einer Crutcher-Aufschlämmung, die etwa
40 bis 70% Feststoffe und 60 bis 30% Wasser enthält,
wobei die Feststoffe, bezogen auf einen Feststoffgehalt
von 100%, zu etwa 55 bis 85% aus Natriumbicarbonat, zu
etwa 5 bis 25% aus Natriumcarbonat und zu etwa 2 bis 25%
aus Natriumsilikat mit einem Na₂O : SiO₂ Verhältnis von 1 : 1,4
bis 1 : 3 bestehen, und das Verhältnis Natriumbicarbonat zu
Natriumcarbonat etwa 2 : 1 bis 8 : 1, das Verhältnis Natrium
carbonat zu Natriumsilikat etwa 1 : 3 bis 3 : 1 und das Verhältnis
Natriumbicarbonat zu Natriumsilikat etwa 2 : 1 bis 10 : 1
beträgt, und besteht darin, daß man bei der Herstellung
einer Crutcher-Aufschlämmung der beschriebenen Zusammen
setzung mit den anderen Komponenten der Aufschlämmung Teile
des Natriumcarbonats und des Natriumbicarbonats in Form von
Natriumsesquicarbonat zumischt. Gemäß bevorzugten Ausführungs
formen der Erfindung ist etwas Zitronensäurematerial in
der Crutcher-Aufschlämmung enthalten. Die Zugabe der einzelnen
Komponenten erfolgt in bestimmter Reihenfolge, wobei der
Crutcher, das wäßrige Medium und die Aufschlämmung auf
erhöhter Temperatur gehalten werden und das Vermischen nach
Fertigstellung der Crutcher-Aufschlämmung noch mindestens
1 Stunde oder 2 ohne Gelbildung im Crutcher möglich ist.
Die Crutcher-Aufschlämmung wird zu freifließenden anorganischen
Hohlkügelchen sprühgetrocknet, die nicht-ionischen
Waschaktivstoff zu absorbieren vermögen, wenn dieser in
flüssiger Form aufgebracht wird, um ein fertiges, Gerüst
stoffe enthaltendes Waschmittel herzustellen.
Obgleich die Verhinderung einer Gelbildung auch bei Auf
schlämmungen aus anderen anorganischen Buildersalzen als
den erfindungsgemäßen erreicht werden kann, die hauptsächlich
aus Natriumbicarbonat, Natriumcarbonat und Natriumsilikat sowie
Wasser bestehen, werden die besten stabilisierenden und eine
Gelbildung verhindernden Wirkungen beobachtet, wenn die
Crutcher-Aufschlämmungen hauptsächlich, und vorzugsweise im
wesentlichen aus diesen Natriumsalzen und Wasser bestehen
und erfindungsgemäß behandelt werden, d. h. Natriumsesqui
carbonat zu einer solchen Aufschlämmung gegeben wird, nachdem
diese, bis auf die Zugabe des Sequicarbonats, fertig
gestellt ist und in beweglicher pumpfähiger Form vorliegt. Oft
wird eine Gelbildung in der Crutcher-Aufschlämmung vor
der Zugabe des stabilisierenden Natriumsesquicarbonats
durch die Gegenwart von zitronensaurem Material, wie
Zitronensäure, verhindert, in manchen Fällen zusammen mit
Magnesiumsulfat, oder durch Magnesiumzitrat, wenn dieses
anstelle der Zitronensäure-Magnesiumsulfat Kombination
verwendet wird. Die erfindungsgemäß behandelten Zusammen
setzungen enthalten etwa 40 bis 70% Feststoffe und
etwa 60 bis etwa 30% Wasser. Die Feststoffe bestehen,
bezogen auf einen Feststoffgehalt von 100%, zu etwa 55 bis
etwa 85% aus Natriumbicarbonat, zu etwa 5 bis etwa 25%
aus Natriumcarbonat und zu etwa 5 bis etwa 25% aus Natrium
silikat mit einem Na₂O : SiO₂ Verhältnis von 1 : 1,4 bis 1 : 3.
In diesen Zusammensetzungen macht das Verhältnis Natrium
bicarbonat zu Natriumcarbonat etwa 2 : 1 bis etwa 8 : 1, das
Verhältnis Natriumcarbonat : Natriumsilikat etwa 1 : 3 bis
3 : 1 und das Verhältnis Natriumbicarbonat : Natriumsilikat
etwa 2 : 1 bis 10 : 1 aus. Da das am Ende der Herstellung
der Crutcher-Aufschlämmung zugefügte Natriumsesquicarbonat
als aus Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat bestehend
angesehen werden kann, deren Anteile im Sesquicarbonat
etwa 47 bzw. etwa 37% ausmachen, sollte dieses in der
Crutcher-Aufschlämmung als Teil der Carbonat- und
Bicarbonatkomponenten und als Teil des Feststoffgehaltes
berechnet werden. Auch das Hydratationswasser im Sesqui
carbonat, etwa 16%, wird als Teil des Feststoffgehaltes
der Crutcher-Mischung berechnet, da meist angenommen wird,
daß ein wesentlicher Teil des Sesquicarbonats in der
Crutcher-Aufschlämmung ungelöst bleibt.
Man nimmt an, daß die Bildung von Natriumsesquicarbonat im
Crutcher, wenn die Crutcher-Aufschlämmung aus calcinierter
Soda, Natriumbicarbonatpulver und Natriumsilikatlösung in
einem wäßrigen Medium hergestellt wird, zu der unerwünschten
Verdickung, Gelbildung und Verfestigung der Aufschlämmungen
beitragen kann. Auf dieser Basis kann die Zugabe von Natrium
sesquicarbonat in feinteiliger Form - alle zur Herstellung
der Aufschlämmung als Feststoffe zugefügten Materialien
liegen in ähnlicher feinteiliger Form vor - die "Beimpfung"
des Mediums fördern und dadurch weitere Sesquicarbonat
kristalle kleinerer Teilchengrößen erzeugen, als sie
sonst entstehen würden. Dadurch würde die Viskosität
der Aufschlämmung stabilisiert und eine Verfestigung
und eine Verdickung im Crutcher verhindert. Obgleich
diese Theorie zuzutreffen scheint und die erzielten
Ergebnisse erklärt, ist die Erfindung nicht an diese
Theorie gebunden. In der Beschreibung bezeichnet wie
oben, wenn auf Natriumsesquicarbonat Bezug genommen
wird, dieses das Dihydrat, das als natürlich vorkommendes
Trona erhältlich ist.
Vorzugsweise enthält die Crutcher-Aufschlämmung 50 bis 65%
Feststoffe und 50 bis 35% Wasser, wobei die Feststoffe zu
55 bis 80% aus Natriumbicarbonat, zu 10 bis 25% aus
Natriumcarbonat und zu 5 bis 25% aus Natriumsilikat mit
einem Na₂O : SiO₂ Verhältnis von 1 : 1,6 bis 1 : 2,6 bestehen.
Das Verhältnis Natriumbicarbonat zu Natriumcarbonat beträgt
vorzugsweise 3 : 1 bis 6 : 1, das Verhältnis Natriumcarbonat zu
Natriumsilikat vorzugsweise 2 : 5 bis 5 : 2, das Verhältnis
Natriumbicarbonat zu Natriumsilikat vorzugsweise 4 : 1 bis
8 : 1.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird Natriumsesquicarbonat
anstelle von Teilen des Bicarbonats und des Carbonats ver
wendet, normalerweise in Mengen, die bis zu 100%, vorzugsweise
etwa 30 bis 100 des Natriumcarbonats liefern. Zwar
muß in den erfindungsgemäßen Crutcher-Aufschlämmungen kein
zitronensaures Material, wie Zitronensäure, und kein Ma
gnesiumsulfat enthalten sein, da das Natriumsesquicarbonat
auf bewegliche, mischbare und pumpfähige Crutcher-Auf
schlämmungen eine stabilisierende, eine Gelbildung verhindernde
Wirkung ausübt. Vorzugsweise enthalten sie jedoch
0,05 bis 1% zitronensaures Material, wie Zitronensäure,
wasserlösliche Zitrate, z. B. Natriumzitrat, Kaliumzitrat,
Magnesiumzitrat oder deren Gemische. Das zitronensaure
Material wird vor der Zugabe des Natriumsesquicarbonats
und vorzugsweise vor der Zugabe des Natriumsilikats, oder
zumindest bevor ein Teil des Natriumsilikats zugefügt wurde,
in die Crutcher-Aufschlämmung eingearbeitet. Zur Erzielung
weiterer, eine Gelbildung verhindernder Wirkungen kann die
Aufschlämmung, sofern gewünscht, auch 0,1 bis 1,4% Ma
gnesiumsulfat enthalten. Anstelle einer stöchiometrisch äqui
valenten Menge Magnesiumsulfat kann das Magnesium in Form
von Magnesiumzitrat verwendet werden. Bevorzugte Bereiche
für die verwendete Zitronensäure sind 0,1 bis 0,5% und
bevorzugte Bereiche für das Magnesiumsulfat, sofern dieses
vorhanden ist, 0,2 bis 1,2%. Wenn zitronensaures Material
und Magnesiumsulfat zusammen verwendet werden, bevorzugt
man, daß ihre Summe mindestens 0,4% beträgt.
Insbesondere bevorzugte, erfindungsgemäße beständige
Crutcher-Aufschlämmungen enthalten 58 bis 65% Feststoffe
und 42 bis 35% Wasser, wobei die Feststoffe zu 65 bis
77% aus Natriumbicarbonat, zu 12 bis 18% aus Natrium
carbonat und zu 11 bis 17% aus Natriumsilikat bestehen.
In diesen Aufschlämmungen beträgt das Verhältnis Natrium
bicarbonat zu Natriumcarbonat 4 : 1 bis 5 : 1, das Verhältnis
Natriumcarbonat zu Natriumsilikat 2 : 3 bis 3 : 2 und das
Verhältnis Natriumbicarbonat zu Natriumsilikat 4 : 1 bis 6 : 1.
Das Natriumsilikat in diesen Aufschlämmungen hat ein Na₂O :
SiO₂ Verhältnis von 1 : 1,6 bis 1 : 2,4, das zitronensaure Material
wird, wenn es vorhanden ist, als Zitronensäure in einer
Menge von 0,2 bis 0,4% zugefügt und der Prozentsatz
des zugesetzten Natriumsesquicarbonats beträgt 5 bis 20%
(Molekulargewichtsbasis 226). Dies sind 50 bis 100% des
gewünschten Natriumcarbonatgehaltes der Aufschlämmung.
Die oben angegebenen Materialien sind mit Ausnahme des
Wassers alle normalerweise fest und die für sie angegebenen
Prozentsätze beziehen sich auf wasserfreie Basis,
das Sesquicarbonat ausgenommen, wenn ihr Feststoffgehalt
angegeben ist. Die verschiedenen Materialien können dem
Crutcher in Form von Hydraten zugegeben werden, oder sie
können in Wasser gelöst oder dispergiert sein. Normalerweise
besteht das Natriumbicarbonat aus einem wasserfreien Pulver
und das Natriumcarbonat liegt als calcinierte Soda vor,
ebenfalls in Pulverform wie das Natriumsesquicarbonat. Es
kann auch Natriumcarbonatmonohydrat verwendet werden. Das
Silikat wird der Crutcher-Aufschlämmung gewöhnlich als
wäßrige Lösung, normalerweise mit einem Feststoffgehalt
von 40 bis 50%, z. B. 47,5% zugefügt, vorzugsweise gegen
Ende des Mischvorganges, nachdem das gegebenenfalls verwendete
zitronensaure Material und das Magnesiumsulfat (oder
des Magnesiumzitrat) zugefügt und dispergiert wurden, und
nach der Zugabe des Bicarbonats und des Carbonats, wenn vor
dem Sesquicarbonat Carbonat zugegeben wird. Vorzugsweise hat
das Silikat ein Na₂O : SiO₂ Verhältnis von 1 : 2,0 bis 1 : 2,4,
z. B. von 1 : 2,35 oder 1 : 2,4.
Die verwendeten verschiedenen pulvrigen Komponenten sind
normalerweise ziemlich feinteilig und haben gewöhnlich
Teilchengrößen, daß sie ein Sieb Nr. 60 der U.S.-Siebreihe
passieren und auf einem Sieb Nr. 325 bleiben. Vorzugsweise
passieren sie ein Sieb Nr. 160 und bleiben auf einem Sieb
Nr. 230. Wie zuvor angegeben, wird die Verwendung von
feinteiligem Natriumsesquicarbonat als wichtig erachtet
und die Größen aller festen teilchenförmigen Materialien
sollten klein genug sein, daß die Düsen des Sprühtrocknungs
turmes nicht verstopft werden. Obgleich es bevorzugt wird,
die Crutcher-Aufschlämmung und die daraus gebildeten Hohl
kügelchen, aus denen unter Verwendung eines nicht-ionischen
synthetischen organischen Waschaktivstoffes ein Vollwasch
mittel hergestellt werden kann, im wesentlichen aus anor
ganischen Salzen in solcher Weise herzustellen, daß
die Eigenschaften der Hohlkügelchen die Absorption des
in flüssiger Form aufgesprühten nicht-ionischen Waschaktiv
stoffes durch die Oberfläche der Kügelchen fördern, und
obgleich oft verschiedene Hilfsstoffe, wie Parfüms, Farb
stoffe, Enzyme, Bleichmittel und die Fließeigenschaften
fördernde Stoffe mit dem nicht-ionischen Waschaktivstoff
auf die Hohlkügelchen gesprüht oder nachträglich zugegeben
werden können, ist es häufig möglich, beständige und
normalerweise feste Hilfsstoffe zusammen mit den anorganischen
Salzen im Crutcher zu mischen. So können 0 bis zu
20% der Crutcher-Aufschlämmung aus geeigneten Feststoffen
oder Streckmitteln (Streckmittel umfassen anorganische
Salze, wie Natriumsulfat und Natriumchlorid) bestehen.
Normalerweise beträgt jedoch der Anteil dieser Feststoffe
- wenn sie vorhanden sind - 0,1 bis 10%, oft nur 5% und
manchmal 1 oder 2%. Normalerweise ist der Gehalt an
organischem Material in der Crutcher-Aufschlämmung auf
maximal etwa 5%, vorzugsweise maximal 3% und insbesondere
maximal 1 oder 1,5% beschränkt, um zu verhindern, daß die
Hohlkügelchen nach dem Sprühtrocknen klebrig sind und auch
eine Beeinträchtigung der Absorption des synthetischen
nicht-ionischen organischen Waschaktivstoffes durch die
Hohlkügelchen auszuschließen. Da das Natriumsesquicarbonat
anorganisch ist und die Antigelbildung fördert, ohne daß
die gewünschte Carbonat-Bicarbonat-Silikat Formulierung
der Crutcher-Aufschlämmung und der daraus zu
bildenden Hohlkügelchen verändert werden muß, ist kein
zitronensaures Material oder weniger zitronensaures
Material erforderlich, als sonst erwünscht wäre und auch
das Magnesiumsulfat kann weggelassen oder seine Menge ver
ringert werden. Dies ermöglicht die Herstellung vorteil
hafterer Hohlkügelchen mit geringerem Gehalt an organischen
Substanzen, ohne daß viel die Gelbildung hemmendes Mittel
außer dem Sesquicarbonat verwendet werden muß, und in
einigen Fällen sind diese anderen Mittel überhaupt nicht
erforderlich.
Die erfindungsgemäße Verwendung des Natriumsesquicarbonats
als die Gelbildung verhinderndes oder stabilisierendes Mittel
für annehmbare bewegliche Crutcher-Aufschlämmungen hat sich
als überraschend erfolgreich bei der Verhinderung der Gel
bildung, Verdickung und Verfestigung der vorstehend be
schriebenen Crutcher-Aufschlämmungen erwiesen, bevor diese
unter Anwendung der hierfür üblichen Verfahren aus dem
Crutcher entfernt und zu der Sprühtrocknungsvorrichtung
gepumpt werden. Die erzielte Wirkung ermöglicht die Her
stellung von Aufschlämmungen mit höherem Feststoffgehalt
als sie sonst bearbeitbar wären sowie die Verwendung von
mehr Carbonat im fertigen Endprodukt, das aus Natrium
carbonat und Natriumsesquicarbonat erhältlich ist. In
der Vergangenheit hat man festgestellt, daß wenn das
Verhältnis Natriumcarbonat zu Natriumbicarbonat in den
Carbonat-Bicarbonat-Silikat-Wasser Aufschlämmungen
einen bestimmten Grenzwert, gewöhnlich im Bereich von 20
bis 25%, z. B. 21% überschreitet, oder anders ausgedrückt,
wenn das Verhältnis Natriumcarbonat zu Natriumbicarbonat
größer als etwa 1 : 4,7 ist, die Aufschlämmung dazu tendiert,
sich zu verdicken oder zu verfestigen, was während des Ver
mischens und der anderen Bearbeitungsstufen unerwünscht ist.
Diese Erscheinung setzte der Zusammensetzung der Auf
schlämmung manchmal Grenzen oder erforderte ein Verdünnen
der Mischung oder eine Veränderung ihrer Temperatur, um ihre
Bearbeitbarkeit zu verbessern. Da ein Teil des Bicarbonats
in dem bei erhöhten Temperaturen betriebenen Sprühtrocknungsturm
in Carbonat umgewandelt wird, ist es, wenn die sprüh
getrockneten Hohlkügelchen ein besonderes Carbonat : Bicarbonat
Verhältnis besitzen sollen, manchmal nicht möglich, dieses
Verhältnis zu erreichen, da die Crutcher-Bedingungen modifiziert
werden müßten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
somit eine größere Flexibilität in der Zusammensetzung
der Crutcher-Mischung und den Crutcher-Betriebsbedingungen
sowie eine bessere Wahl und Kontrolle der Feststoffgehalte
in den Crutcher-Aufschlämmungen und den daraus hergestellten
Hohlkügelchen, insbesondere in Bezug auf deren Carbonat : Bi
carbonat Verhältnis.
Die Reihenfolge der Zugabe der verschiedenen Komponenten
der Crutcher-Aufschlämmung ist nicht kritisch, mit der Ausnahme,
daß es sehr erwünscht ist, das Sesquicarbonat zuletzt
nach dem Carbonat, sofern dieses verwendet wurde, dem Bicarbonat
und dem Silikat zuzufügen, wobei vorzugsweise die
Silikatlösung nach dem Wasser, dem Carbonat und dem Bicarbonat
zugesetzt wird. Gewöhnlich wird das Sesquicarbonat innerhalb
von 10 Minuten nach Beendigung der Zugabe des Silikats,
vorzugsweise innerhalb von 5 Minuten und insbesondere
innerhalb einer Minute und am besten sofort danach zugemischt.
Bisher stellte das Silikat eine "Problem"-Komponente dar,
die über einen verhältnismäßig langen Zeitraum von z. B. 5 bis
15 Minuten eingemischt werden mußte, man hat jedoch festgestellt,
daß diese Zeit wesentlich verringert werden kann,
z. B. auf 1 bis 4 Minuten, wie 3,5 Minuten, wenn das Sesqui
carbonat bald darauf eingemischt wird, z. B. innerhalb
2 Minuten nach Beendigung der Silikatzugabe.
Kleinere Variationen in der Reihenfolge der Zugabe der
anderen Bestandteile der Crutcher-Aufschlämmung sind unter
bestimmten Umständen möglich, z. B. wenn störender Schaum
bei einer besonderen, sonst erwünschten Reihenfolge auftritt.
Diese Probleme erwiesen sich in der Praxis jedoch nicht als
schwerwiegend. In einigen Fällen ist es möglich, das gegebenenfalls
verwendete Magnesiumsulfat mit dem zitronensauren
Material vorzumischen, worauf deren Mischung dem Crutcher
zugeführt werden kann, gewöhnlich bevor alle anderen Komponenten
mit Ausnahme des Wassers zugesetzt werden. In anderen
Fällen wird das zitronensaure Material zuerst zugegeben,
worauf das Magnesiumsulfat, sofern verwendet, zugesetzt wird,
oder umgekehrt. Bei Verwendung von zitronensaurem Material
setzt man dieses vorzugsweise dem Wasser zu, gibt dann
Natriumcarbonat zu, sofern dies verwendet wird, darauf Natrium
bicarbonat, die Natriumsilikatlösung und dann das Natrium
sesquicarbonat. Jegliche der üblichen Hilfsstoffe werden
vorzugsweise nach dem Natriumsesquicarbonat zugegeben, in
einigen Fällen können sie jedoch mit oder zwischen anderen
Komponenten zugesetzt werden. Die Reihenfolge der Zugabe
der Komponenten der Aufschlämmung kann verändert werden,
sofern keine irreversible Gelbildung eintritt und manchmal
können zur Beschleunigung des Bearbeitungsprozesses
solche Veränderungen erwünscht sein. Zum Beispiel kann
man einen Teil des Wassers zu Anfang zum Crutcher geben,
worauf Teile der anorganischen Salze zugefügt werden, wie
Carbonat oder Bicarbonat oder beide. Dann werden mehr
Wasser und mehr Salz(e) zugesetzt und dies kann vor oder
nach der Zugabe des zitronensauren Materials erfolgen, falls
zitronensaures Material eingesetzt wird.
Das verwendete Wasser kann Leitungswasser gewöhnlicher Härte
sein, z. B. mit 50 bis 150 ppm als CaCO₃, oder es kann ent
ionisiertes oder destilliertes Wasser sein. In der zuletzt
angegebenen Weise gereinigtes Wasser wird bevorzugt, sofern
solches zugänglich ist, da einige metallische Verunreinigungen
im Wasser eine Gelbildung auslösen können. Bei normalem
Betrieb ist Leitungswasser und Stadtwasser jedoch annehmbar.
Die Temperatur des wäßrigen Mediums im Crutcher ist gewöhnlich
erhöht und beträgt oft 40 bis 70°C, vorzugsweise 40 bis
60°C oder 50 bis 60°C. Die Erhitzung des Crutcher-Mediums
fördert die Lösung der wasserlöslichen Salze der Aufschlämmung
und erhöht damit deren Beweglichkeit. Temperaturen von über
70°C werden jedoch gewöhnlich vermieden, da sich dann eine
oder mehrere Komponenten des Crutcher-Gemisches zersetzen
können, z. B. Natriumbicarbonat, und manchmal kann ein zu
starkes Erhitzen eine Gelbildung verursachen. Das Erhitzen
der Crutcher-Mischung, das durch Einführung heißen wäßrigen
Mediums und durch Erhitzen des Crutchers und/oder des
Crutcher-Inhaltes mit einem Heizmantel oder Heizschlangen
erreicht werden kann, erhöht auch den Durchsatz durch den
Sprühtrocknungsturm, da vom trocknenden Gas im Sprühtrocknungsturm
weniger Energie auf die versprühten Tröpfchen der Crutcher
mischung übertragen werden muß. Auch der höhere Feststoffgehalt
der Crutchermischungen, der durch das erfindungsgemäße Verfahren
erleichtert wird, verbessert die Produktionsraten im Sprüh
trocknungsturm.
Die zur Herstellung einer guten Aufschlämmung notwendigen
Mischzeiten können stark variieren, von nur 10 Minuten für
kleine Crutcher und für Aufschlämmungen mit höherem Feuchtig
keitsgehalt bis zu 4 Stunden, in einigen Fällen. Gewöhnlich
beträgt die zum Vermischen aller Bestandteile zur Erzielung
eines zufriedenstellenden "homogenen" Mediums im Crutcher
angewandte Zeit nur 5 Minuten, kann in einigen Fällen jedoch
bis zu 1 Stunde betragen, obgleich 30 Minuten eine bevorzugte
obere Grenze sind. Unter Einbeziehung der anfänglichen Mischzeiten
liegen die normalen Mischzeiten bei 20 Minuten bis
2 Stunden, z. B. bei 30 Minuten bis 1 Stunde, jedoch bleibt
die Crutchermischung mindestens 1 Stunde, vorzugsweise
2 Stunden und insbesondere 4 Stunden oder mehr nach Fertig
stellung der Mischung, z. B. 10 bis 30 Stunden, ohne Gelbildung
oder Verfestigung beweglich, so daß Verzögerungen im Bearbei
tungsprozeß möglich sind.
Die Crutcher-Aufschlämmung mit den verschiedenen Salzen, die
gelöst oder in Teilchenform gleichmäßig in ihr verteilt sind,
wird dann aus dem Crutcher oder ähnlichen Mischvorrichtungen
zu einem Sprühtrocknungsturm geführt, der sich gewöhnlich
nahe dem Crutcher befindet. Normalerweise wird die Aufschlämmung
am Boden des Crutchers nach unten zu einer Förderpumpe geführt,
die die Aufschlämmung mit hohem Druck von z. B. 7 bis 50 kg/cm²
durch Sprühdüsen am oberen Ende eines herkömmlichen Sprüh
trocknungsturmes drückt, der im Gegenstrom oder im Gleichstrom
betrieben wird, wo die Tröpfchen der Aufschlämmung durch
erhitztes trocknendes Gas fallen, das üblicherweise aus Ver
brennungsprodukten von Heizöl oder Erdgas besteht. In dem
trocknenden Gas werden die Tröpfchen zu den gewünschten
absorptionsfähigen Hohlkügelchen getrocknet.
Nach dem Trocknen wird das Produkt auf die gewünschte Teil
chengröße ausgesiebt, z. B. auf eine Maschenweite von 2,0
bis 0,149 mm und ist dann für die Aufbringung des nicht-
ionischen Waschaktivstoffes fertig. Hierfür können die
Hohlkügelchen entweder warm oder auf Raumtemperatur
gekühlt sein. Der nicht-ionische Waschaktivstoff hat
gewöhnlich erhöhte Temperatur um zu gewährleisten, daß
er flüssig ist. Beim Kühlen auf Raumtemperatur ist er
vorteilhaft jedoch fest und bildet oft einen wachsartigen
Feststoff. Der nicht-ionische Waschaktivstoff, der als
Spray oder Tröpfchen in bekannter Weise auf die sich
bewegenden Hohlkügelchen aufgebracht wird, besteht vorzugsweise
aus einem Kondensationsprodukt von Ethylenoxid und
höheren Fettalkoholen, wobei der höhere Fettalkohol 10 bis
20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 12 bis 16 Kohlenstoffatome
und insbesondere durchschnittlich 12 bis 13 Kohlenstoffatome
enthält, und die Ethylenoxideinheiten je Mol 3 bis 20,
vorzugsweise 5 bis 12 und insbesondere 6 bis 8 ausmachen.
Der Anteil des nicht-ionischen Waschaktivstoffes in dem End
produkt beträgt gewöhnlich 10 bis 25%, z. B. 20 bis 25%.
Es kann jedoch auch mehr oder weniger verwendet werden, je
nach den beabsichtigten Reinigungseigenschaften und der
Fließfähigkeit des Endproduktes.
Eine bevorzugte fertige Formulierung, die aus den erfindungsgemäß
hergestellten Hohlkügelchen gebildet wird, enthält 15
bis 25%, vorzugsweise 20 bis 25% nicht-ionischen Waschaktivstoff,
z. B. Neodol® 23-6,5 der Shell Chemical Company,
30 bis 40% Natriumbicarbonat, 15 bis 20% Natriumcarbonat,
5 bis 15% Natriumsilikat mit einem Na₂O : SiO₂ Verhältnis
von etwa 1 : 2,4, 1 bis 3% Fluoreszenzaufheller, 0,5 bis 2%
proteolytische Enzyme, sofern gewünscht ausreichend Bläuungs
mittel, um das Produkt zu färben und die Wäsche weiß zu machen,
z. B. 0 bis 0,5%, 0,5 bis 15% Feuchtigkeit, z. B. 10% und
0,4 bis 1,8% zitronensaures Material, wie Natriumzitrat,
sofern solches verwendet wird. Selbstverständlich können
verschiedene nicht wesentliche Hilfsstoffe weggelassen
werden, und, falls gewünscht, andere verwendet werden. Anstelle
des erwähnten besonderen nicht-ionischen Waschaktivstoffes
können andere Waschaktivstoffe eingesetzt werden, die in
gleicher Weise wirken. Gegebenenfalls kann Natriumsulfat als
Streckmittel vorhanden sein, aber seine Menge ist normalerweise
auf 20% begrenzt, vorzugsweise auf 10% und insbesondere
auf weniger als 5%.
Die von nicht-ionischem Waschaktivstoff und Hilfsstoffen
freien Hohlkügelchen enthalten vorzugsweise 35 oder 40 bis
60% Natriumbicarbonat, 15, 20 oder 25 bis 45% Natrium
carbonat, 10 bis 20% Natriumsilikat, 0,2 bis 1,0% Natrium
zitrat, sofern dieses vorhanden ist, 0 bis 10% Hilfsstoff(e)
und/oder Streckmittel und bis 15% Feuchtigkeit. In diesen
sprühgetrockneten Hohlkügelchen macht der Anteil des
Natriumbicarbonats normalerweise das 1,2- bis 4fache
des Natriumcarbonats, z. B. das 1,5- bis 3fache aus.
Durch die erfindungsgemäße Einarbeitung von Natriumsesqui
carbonat in die beschriebene Crutcher-Aufschlämmungen wird
eine vierfache Wirkung erzielt:
- 1) Die Gelbildung und Verfestigung der Crutchermischung im Tank bevor diese vollständig aus diesem abgezogen wird, wird verhindert.
- 2) Es sind höhere Feststoffgehalte der Crutcher-Aufschlämmungen möglich.
- 3) Der Carbonatgehalt der Crutcher-Aufschlämmung kann höher sein und
- 4) diese Verbesserungen können ohne die Verwendung von Hilfs stoffen erreicht werden, die eine Gelbildung verhindern und sonst in den Hohlkügelchen und den daraus hergestellten Waschmitteln enthalten wären. Auch wenn zitronensaures Material, wie Zitronensäure aufgrund ihrer eine Gelbildung verhindernden Eigenschaften eingesetzt wird, können geringere Mengen hiervon verwendet werden und in Kombination mit dem Natriumsesquicarbonat werden bessere, eine Gelbildung verhindernde und stabilisierende Wirkungen erzielt. Die Untersuchung der Eigenschaften der Hohlkügelchen und der aus ihnen hergestellten Waschmittel zeigt an, daß die erfindungsgemäße Einverleibung des Natriumsesquicarbonats keine nachteiligen Wirkungen hat. Wenn Zitronensäure oder ein anderes zitronensaures Material verwendet wird, können diese vorteilhafte Wirkungen auf die Stabilität von Parfüms und Farbstoffen haben und die Entwicklung schlechter Gerüche aus der Zersetzung anderer, gegebenenfalls vor handener organischer Materialien verhindern, z. B. von proteolytischen Enzymen und proteinhaltigen Substanzen.
Zwar ist klar, daß wenn Crutcher-Aufschlämmungen hergestellt
werden, die mehr als äquimolare Mengen Natriumbicarbonat in
Bezug auf das Natriumcarbonat enthalten, die Zugabe von
Natriumsesquicarbonat am Ende des Vermischungsprozesses
das Verhältnis Carbonat zu Bicarbonat der Mischung aus den
früheren Stufen verringert, wodurch die Gelbildung, die
ausgeprägter ist, wenn größere Anteile Carbonat vorhanden
sind, stärker verringert wird, ist dies nicht die einzige
Erklärung für die erfindungsgemäß erzielten vorteilhaften
Wirkungen. In Vergleichsversuchen, in denen anstelle von
Natriumsesquicarbonat am Ende des Mischprozesses stöchio
metrisch äquivalente Gewichtsmengen von calcinierter Soda
und Natriumbicarbonat zugesetzt wurden, wurde die eine
Gelbildung verhindernde und stabilisierende Wirkung der
Sesquicarbonatzugaben nicht erreicht. Die Kontrollgemische
führten zu einer früheren Gelbildung als die erfindungsgemäß
hergestellten.
Für eine besonders erwünschte Zusammensetzung der Hohl
kügelchen können unter Variierung des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Einbeziehung ökonomischer und physikalischer
Faktoren der höchste mögliche Feststoffgehalt in
der Crutcher-Aufschlämmung, wobei normalerweise ein
Sicherheitsfaktor einbezogen wird, um eine Gelbildung im
Crutcher auszuschließen, und die vorteilhaftesten Anteile an
Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat, die durch Natrium
sesquicarbonat "ersetzt" werden sollen, ausgewählt werden.
Mit diesem im Rahmen der Erfindung liegenden Verfahren
sind stabilisierte bearbeitbare Crutcher-Aufschlämmungen
erhältlich und es ist sichergestellt, daß die normale
Sprühtrocknung ohne Unterbrechung und ohne die Notwendigkeit
einer Reinigung der Vorrichtung infolge einer übermäßigen
Verdickung, Gelbildung oder Verfestigung der Aufschlämmung
durchgeführt werden kann.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Sofern
nichts anderes angegeben ist, beziehen sich alle Temperaturen
auf °C und alle Teile in den Beispielen und in der Beschreibung
stellen Gewichtsteile dar.
Beispiel 1 | |
Bestandteile | |
Gewichtsteile | |
entionisiertes Wasser | |
519 | |
calcinierte Soda | 65 |
Natriumbicarbonat | 585 |
Natriumsilikatlösung, 47,5%ige wäßrige Lösung; Na₂O : SiO₂-Verhältnis 1 : 2,4 | 272 |
Natriumsesquicarbonat | 160 |
Eine Crutcher-Aufschlämmung der obigen Zusammensetzung wird
durch Zugabe der aufgeführten Bestandteile in der angegebenen
Reihenfolge in einen erhitzten Crutcher hergestellt, in dem
die Temperatur auf 40 bis 60°C gehalten wird und etwa 46°C
beträgt, wenn der Ansatz aus dem Crutcher entfernt wird. Die
calcinierte Soda, das Natriumbicarbonat und das Natriumsesqui
carbonat liegen alle in Pulverform mit Teilchengrößen im
Bereich Nr. 100 bis 325 der U.S.-Siebreihe vor, wobei über
95 Gew.-% des Natriumsesquicarbonats Teilchengrößen im Bereich
der Nummern 160 bis 230 haben. Nach der Zugabe des entioni
sierten Wassers zum Crutcher wird die calcinierte Soda innerhalb
1 Minute, das Natriumbicarbonat nach etwa 1 Minute
innerhalb von 2 Minuten und die Silikatlösung innerhalb von
3,5 Minuten zugesetzt, mit deren Zugabe man sofort beginnt,
nachdem das gesamte Bicarbonat zugesetzt ist. Die Zugabe des
Natriumsesquicarbonats erfolgt 1 Minute später innerhalb von
2 Minuten.
Nach 10 Minuten langem Mischen nach Fertigstellung der
Crutcher-Aufschlämmung wird diese in einem im Gegenstrom
betriebenen Sprühtrockner unter einem Druck von etwa 40 kg/cm²
durch Sprühdüsen gedrückt. Das Trocknungsgas im Sprühtrockner
hat eine Temperatur von 250 bis 350°C. Der Trocknungsprozeß
führt zu freifließenden Hohlkügelchen mit Teilchengrößen im
Bereich der Nummern 8 bis 160 der U.S.-Siebreihe. Ihr
Feuchtigkeitsgehalt beträgt etwa 10%, ihr Schüttgewicht
etwa 0,6 g/ml und ihre Fließgeschwindigkeit etwa 88% der
eines gleichen Volumens von trockenem Sand vergleichbarer
Teilchengröße, siehe die US-PS 42 69 722, in der das Verfahren
zur Bestimmung der Fließfähigkeit beschrieben ist. Man nimmt
an, daß die vorteilhaften Eigenschaften der Hohlkügelchen
im wesentlichen Grade der Umwandlung eines Teils des Bicar
bonatgehaltes zu Carbonat (gewöhnlich eine Umsetzung von
10 bis 50%) und der mindestens partiellen Umwandlung des
Sesquicarbonats in Kohlendioxid, Carbonat und Wasser im
Sprühtrockner zuzuschreiben sind.
Die hergestellten Hohlkügelchen werden bei einer Temperatur
von etwa 30°C unter Bewegung mit einem nicht-ionischen Wasch
aktivstoff, Neodol® 23-6,5 der Shell Chemical Company
besprüht, der sich in flüssigem Zustand bei einer Temperatur
von 45°C befindet. Das auf diese Weise gebildete Waschmittel
ohne Parfüm und ohne Enzyme, Fluoreszenzaufheller
und Bläuungsmittel, die oft in verschiedenen Handelsprodukten
enthalten sind, enthält etwa 22% nicht-ionischen Wasch
aktivstoff, und wenn es auf Raumtemperatur gekühlt ist,
ist es zufriedenstellend freifließend mit einer Fließ
fähigkeit von über 70%. Es stellt ein ausgezeichnetes
Vollwaschmittel dar. Die Hohlkügelchen weisen eine
charakteristische poröse Struktur auf, die den nicht-
ionischen Waschaktivstoff in das Innere zu absorbieren
vermag, wenn dieser in flüssigem Zustand ist, und das end
gültige Waschmittel enthält einen wesentlichen Anteil von
mehr als der Hälfte des nicht-ionischen Waschaktivstoffs
im Inneren der Kügelchen.
Kurz nach Beendigung der Herstellung der Crutcher-Auf
schlämmung wird deren Viskosität unter Verwendung eines
Brookfield LVF Viskosimeters bei einer Umdrehungsgeschwin
digkeit von 60 UpM gemessen. Sie betrug 470 Centipoise. Ein
Teil der Crutcher-Aufschlämmung wird 5 Tage bei einer Tem
peratur von 38°C gehalten, worauf man die Viskosität unter
Verwendung des gleichen Viskosimeters und der gleichen
Bedingungen feststellt. Sie betrug 390 Centipoise, was den
viskositätsstabilisierenden Effekt des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung einer wäßrigen Crutcher-Auf
schlämmung aus Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Natrium
silikat und Natriumsesquicarbonat mit einem hohen Feststoff
gehalt (58,7%) ohne die Verwendung anderer die Viskosität
reduzierender oder regulierender Zusätze zeigt.
Das obige Verfahren wurde in der Weise modifiziert, daß
die Menge des entionisierten Wassers 515 Teile betrug
und vor der Zugabe der calcinierten Soda zum Wasser
4 Teile Zitronensäure zugesetzt wurden. Der Feststoffgehalt
in der endgültigen Crutcher-Aufschlämmung betrug 58,9%,
die anfängliche Viskosität 470 Centipoise und nach 5 Tagen
bei 38°C 310 Centipoise. Wenn zusätzlich zur Zitronensäure
16 Teile entionisiertes Wasser durch 16 Teile
Magnesiumsulfat (Epsomsalze) verwendet und unmittelbar
nach der Zitronensäure in das wäßrige Medium eingemischt
wurden, betrug der Feststoffgehalt 59,9% und die Auf
schlämmung hatte zu Anfang und nach einer vergleichbaren
Lagerung bei erhöhter Temperatur eine zufriedenstellend
niedrige Viskosität. Wenn man jedoch anstelle der 160 Teile
Natriumsesquicarbonat am Ende der Herstellung der Crutcher-
Aufschlämmung äquivalente Anteile von Natriumcarbonat,
Natriumbicarbonat und Wasser verwendete, so daß die Menge
der calcinierten Soda 140 Teile, die Menge des Natrium
bicarbonats 645 Teile und die Menge des Wassers 544 Teile
betrug, das in der Natriumsilikatlösung enthaltene nicht
eingerechnet, verfestigt sich die Aufschlämmung im Crutcher
während der Herstellung, wenn keine die Gelbildung verhindernde
Zusätze verwendet werden. Selbst bei Verwendung
solcher Zusätze ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren
die schnellere Zugabe der Silikatlösung zur Crutcher-
Aufschlämmung, ohne daß während dieser Zugabe eine Gel
bildung auftritt. Dieser Vorteil ist sogar noch ausge
prägter, wenn keine die Gelbildung verhindernden Zusätze
verwendet werden, so daß die Ansätze rascher hergestellt
werden können und der Betrieb des Crutchers effizienter
wird.
Bei Variierung der beschriebenen Verfahren durch Verwendung
normaler Hilfsstoffe wie sie in im Handel erhältlichen
Waschmitteln mit Gerüststoffen enthalten sind, d. h. 1,5%
Fluoreszenzaufheller und 0,15% Bläuungspigment in der
Crutcher-Aufschlämmung sowie 1,4% proteolytischem Enzym
und 0,1% Parfüm im Endprodukt, die zugemischt bzw. auf
gesprüht werden können, werden im wesentlichen die gleichen
Ergebnisse erzielt.
Beispiel 2 | |
Bestandteile | |
Gewichtsteile | |
entionisiertes Wasser | |
492 | |
Zitronensäure | 4 |
Natriumbicarbonat | 534 |
Natriumsilikatlösung | 272 |
Natriumsesquicarbonat | 299 |
Die verwendeten Bestandteile der Crutcher-Aufschlämmung
und das angewandte Verfahren waren wie in Beispiel 1 mit
der Abweichung, daß keine calcinierte Soda verwendet wurde.
Die Crutcher-Aufschlämmung enthielt 60,4% Feststoffe und
die Temperatur des endgültigen Ansatzes betrug 47°C. Die
Anfangsviskosität der Aufschlämmung betrug 440 Centipoise
und nach 5 Tagen bei 38°C 650 Centipoise. In einem ähnlichen
Versuch, in dem die Zitronensäure weggelassen und
durch 4 Teile entionisiertes Wasser ersetzt wurde, wobei
alle übrigen Bestandteile die gleichen waren, erhielt man
eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von 60,2%.
Die Temperatur des endgültigen Ansatzes betrug 46°C, die
Viskosität der Aufschlämmung zu Anfang 430 Centipoise und
nach 5 Tagen bei 38°C 1020 Centipoise.
Aus den obigen Versuchen geht hervor, daß die Zitronensäure
zu Anfang nur eine geringe Wirkung auf die anfängliche
Viskosität der Crutcher-Aufschlämmungen zu haben
scheint, nach längerer Lagerung die Kombination aus
Natriumsesquicarbonat und Zitronensäure jedoch offensichtlich
die Viskosität besser stabilisiert und einen dramatischen
Anstieg verhindert. Es muß jedoch hervorgehoben werden,
daß eine Lagerung von 5 Tagen mehr ist, als beim normalen
technischen Betrieb auftritt, und selbst nach 5 Tagen ist
bei einer Viskosität von 1020 Centipoise das Material noch
pumpfähig und sprühfähig.
Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn der Feststoffgehalt
der Crutcher-Aufschlämmungen weiter erhöht wurde, bis auf
maximal etwa 70% (gewöhnlich nicht mehr als 65%), eine
Gelbildung verhindernde Substanz, erwünschte Anteile der
Komponenten der Aufschlämmung, günstige Temperaturbedingungen
und ein gutes Vermischen angewandt wurden und das
beschriebene Verfahren genau eingehalten wurde. Vergleichbare
Ergebnisse wurden auch erzielt, wenn man Magnesiumsulfat
mit der Zitronensäure als die Gelbildung verhindernde
Mittel einarbeitete, die Temperatur auf über 50°C, z. B. 52°C
erhöhte und selbst dann, wenn der Silikatgehalt wesentlich,
z. B. um 25% erhöht und der Bicarbonatgehalt entsprechend
verringert wurde.
Wenn die Anteile der verschiedenen Komponenten der erfindungsgemäß
hergestellten Formulierungen um ± 10%, ± 20% und
± 30% variiert werden, sich aber innerhalb der zuvor an
gegebenen Bereiche der Anteile befinden, und die erfindungs
gemäßen Verfahrensmaßnahmen befolgt werden, werden ent
sprechend beständige, sich nicht verfestigende Crutcher-
Aufschlämmungen erhalten.
Beispiel 3 | |
(Vergleichsbeispiel) | |
Bestandteile | |
Gewichtsteile | |
Wasser | |
540 | |
Zitronensäure | 4 |
calcinierte Soda | 140 |
Natriumbicarbonat | 645 |
Natriumsilikatlösung | 272 |
Die verwendeten Materialien waren die gleichen wie in den
vorhergehenden Beispielen ebenso die angewandten Verfahrens
maßnahmen mit der Abweichung, daß kein Natriumsesquicarbonat
zugefügt wurde und der Zeitraum, in dem die Zugabe des Silikats
erfolgte, länger war, etwa 8 Minuten, um eine vorzeitige
Gelbildung zu verhindern. Trotz beständigen heftigen Rührens
mit einem Turbinenmischer, der sich mit 2100 UpM drehte,
verfestigte sich die Aufschlämmung innerhalb 1 Stunde.
Wenn man in diesem Versuch die "Anfangsmenge" an calcinierter
Soda und Natriumbicarbonat in 65 bzw. 585 Teile änderte und
nach der Zugabe der Natriumsilikatlösung die verbliebenen
75 Teile calcinierter Soda und 60 Teile Natriumbicarbonat
zur Aufschlämmung gab (anstelle des Natriumsesquicarbonats,
das erfindungsgemäß zugesetzt würde), war die erhaltene
Aufschlämmung unbeständig und verfestigte sich innerhalb von
2 Stunden. Befolgt man jedoch das Verfahren des Beispiels 1,
so erhält man eine Mischung mit niedriger Viskosität, die
sogar Tage nach ihrer Herstellung noch beständig ist.
Claims (15)
1. Verfahren zur Hemmung oder Vermeidung der Gelbildung
in einer Crutcher-Aufschlämmung, die etwa 40% bis
70% Feststoffe und 60% bis 30% Wasser enthält, wobei
die Feststoffe, bezogen auf 100%, zu etwa 55 bis 85%
aus Natriumbicarbonat, zu etwa 5 bis 25% aus Natrium
carbonat und zu etwa 5 bis 25% aus Natriumsilikat
mit einem Na₂O : SiO₂-Verhältnis von 1 : 1,4 bis 1 : 3
bestehen und das Verhältnis Natriumbicarbonat zu
Natriumcarbonat etwa 2 : 1 bis 8 : 1, das Verhältnis
Natriumcarbonat zu Natriumsilikat etwa 1 : 3 bis 3 : 1
und das Verhältnis Natriumbicarbonat zu Natriumsilikat
etwa 2 : 1 bis 10 : 1 beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine Aufschlämmung der beschriebenen Zusammensetzung
herstellt, und dabei Teile des Natriumcarbonats und des
Natriumbicarbonats in Form von Natriumsesquicarbonat
zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Crutcher-Aufschlämmung 50 bis 65% Feststoffe und
50 bis 35% Wasser enthält, 55 bis 80% der Feststoffe
aus Natriumbicarbonat, 10 bis 25% aus Natriumcarbonat
und 5 bis 25% aus Natriumsilikat mit einem Verhältnis
Na₂O : SiO₂ von 1 : 1,6 bis 1 : 2,6 bestehen und das Verhältnis
Natriumbicarbonat zu Natriumcarbonat 3 : 1 bis 6 : 1,
das Verhältnis Natriumcarbonat zu Natriumsilikat 2 : 5
bis 5 : 2, das Verhältnis Natriumbicarbonat zu Natrium
silikat 4 : 1 bis 8 : 1 beträgt und die Menge des durch
das Natriumsesquicarbonat zugesetzten Natriumcarbonats
30 bis 100% ausmacht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man zur Hemmung der Gelbildung 0,05 bis 1% Zitronensäure,
wasserlösliche Zitrate oder deren Gemische vor
der Zugabe des Natriumsesquicarbonats in die Crutcher-
Aufschlämmung einarbeitet.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
man zur Hemmung der Gelbildung 0,1 bis 0,5% Zitronensäure,
wasserlösliche Zitrate oder deren Gemische vor
der Zugabe des Natriumsilikats und des Natriumsesqui
carbonats in die Crutcher-Aufschlämmung einarbeitet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
man zur Herstellung der Crutcher-Aufschlämmung die
Komponenten in der folgenden Reihenfolge zugibt: Wasser,
Zitronensäure und/oder Zitrate, Natriumcarbonat, Natriumbi
carbonat, Natriumsilikat als wäßrige Lösung und Natrium
sesquicarbonat, wobei der Anteil des in Form von Natrium
sesquicarbonat zugefügten Natriumcarbonats 50 bis 100%
beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Crutcher-Aufschlämmung unter Normaldruck und
bei einer Temperatur von 35 bis 70°C hält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Crutcher-Aufschlämmung 58 bis 65% Feststoffe und
42 bis 35% Wasser enthält, 65 bis 77% der Feststoffe
aus Natriumbicarbonat, 12 bis 18% aus Natriumcarbonat
und 11 bis 17% aus Natriumsilikat mit einem Verhältnis
Na₂O : SiO₂ von 1 : 1,6 bis 1 : 2,4 bestehen, das Verhältnis
Natriumbicarbonat zu Natriumcarbonat 4 : 1 bis 5 : 1,
das Verhältnis Natriumcarbonat zu Natriumsilikat 2 : 3
bis 3 : 2, das Verhältnis Natriumbicarbonat zu Natrium
silikat 4 : 1 bis 6 : 1 beträgt und das zitronensaure
Material, bezogen auf die Feststoffe, als Zitronensäure
in einer Menge von 0,2 bis 0,4% und das Natrium
sesquicarbonat, bezogen auf die Feststoffe, in einer
Menge von 5 bis 20% zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Komponenten bei erhöhter Temperatur von 40 bis
70°C vermischt und den Mischvorgang nach Fertigstellung
der Crutcher-Aufschlämmung noch mindestens 1 Stunde
fortsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur der Crutcher-Aufschlämmung 40 bis 60°C
beträgt, der Mischvorgang nach Fertigstellung der
Crutcher-Aufschlämmung noch mindestens 2 Stunden fort
gesetzt und darauf mindestens ein Teil der Crutcher-
Mischung aus dem Crutcher in einen Sprühtrocknungsturm
geführt und dort sprühgetrocknet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
0,1 bis 10% der Crutcher-Aufschlämmung aus einem oder
mehreren Hilfsstoffen und/oder einem oder mehreren
Streckmitteln bestehen.
11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Crutcher-Aufschlämmung 0,1 bis 1,4% Magnesiumsulfat
enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Anteil der Zitronensäure 0,2 bis 0,8% beträgt, die
Crutcher-Aufschlämmung 0,2 bis 1,2% Magnesiumsulfat
enthält und die Zitronensäure und das Magnesiumsulfat
in die Aufschlämmung eingearbeitet werden, bevor mindestens
ein Teil des Natriumsilikats zugefügt wird.
13. Verfahren zur Herstellung eines teilchenförmigen
Grundmaterials in Form von Hohlkügelchen, die nicht-
ionische Waschaktivstoffe unter Bildung eines
synthetischen, organischen Vollwaschmittels zu ab
sorbieren vermögen, dadurch gekennzeichnet, daß man
gemäß Anspruch 1 in einem Crutcher eine mischbare und
pumpfähige Aufschlämmung herstellt, die Aufschlämmung
in nicht geliertem und leicht pumpfähigen Zustand aus
dem Crutcher pumpt und sie zu Hohlkügelchen sprüh
trocknet, wobei während des Sprühtrocknens ein Teil des
Natriumsesquicarbonats in Natriumcarbonat und ein Teil
des Natriumbicarbonats in Natriumcarbonat umgewandelt
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Natriumsesquicarbonat der Crutcher-Aufschlämmung
in Teilchen eines Teilchengrößenbereiches zufügt, der
den Nummern 160 bis 230 der US-Siebreihe entspricht.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Natriumsesquicarbonat der Crutcher-Aufschlämmung
in Teilchen eines Teilchengrößenbereiches zufügt, der
den Nummern 60 bis 325 der US-Siebreihe entspricht.
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