DE68912938T2 - AT LOW TEMPERATURE POURED ITEM CONTAINING DETERGENT. - Google Patents
AT LOW TEMPERATURE POURED ITEM CONTAINING DETERGENT.Info
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Description
Diese Erfindung betrifft einen neuartigen, festes gegossenes Waschmittel enthaltenden Artikel, welcher vor allem bei niedrigen Wassertemperaturen in institutionellen Geschirrspülmaschinen und industriellen Waschmaschinen brauchbar ist. Ein anderer Aspekt dieser Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Waschmittel enthaltenden Artikels. Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwendung des Waschmittel enthaltenden Artikels.This invention relates to a novel solid cast detergent-containing article which is particularly useful at low water temperatures in institutional dishwashers and industrial washing machines. Another aspect of this invention relates to a method of making the detergent-containing article. Another aspect of this invention relates to a method of using the detergent-containing article.
Feste gegossene Hochleistungswaschmittel enthaltende Artikel, die in institutionellen Geschirrspülmaschinen und industriellen Waschmaschinen bei hohen Wassertemperaturen verwendet werden können, sind in der Technik bekannt. Das Aufkommen derartiger Hochleistungsprodukte wurde zum Teil durch erhöhte ästhetische und hygienische Maßstäbe und eine Forderung nach kürzeren Waschzeiten stimuliert. Solche Hochleistungsprodukte sind im allgemeinen komplexe Waschmittelzusammensetzungen, die für den Verwender gefährlich sind. Feste Hochleistungswaschmittel besitzen im allgemeinen eine hohe Alkalinität (z. B. höhere Konzentrationen an Natriumhydroxid), die den Punkt, an dem Sicherheitsgefährdungen des Verwenders hervorgerufen werden, überschreitet.Solid cast heavy-duty detergent-containing articles that can be used in institutional dishwashers and industrial washing machines at high water temperatures are known in the art. The advent of such heavy-duty products has been stimulated in part by increased aesthetic and hygienic standards and a demand for shorter wash times. Such heavy-duty products are generally complex detergent compositions that are hazardous to the user. Solid heavy-duty detergents have generally a high alkalinity (e.g. higher concentrations of sodium hydroxide) which exceeds the point at which it creates a safety hazard for the user.
Feste gegossene Hochleistungswaschmittel-Zusammensetzungen für die Verwendung bei hohen Temperaturen enthalten typischerweise hohe Konzentrationen an Alkalimetallhydroxiden. Zusätzlich zu Alkalimetallhydroxiden (z. B. Natriumhydroxid) in Hochtemperatur-, Hochleistungsprodukten verwendete Chemikalien, insbesondere für die Reinigung harter Oberflächen (z. B. Geschirrspülen), schließen Phosphate, Silikate, Chlor enthaltende Verbindungen, Entschäumungsmittel und organische Polyelektrolytpolymere ein. Siehe hierzu US-Patent Nr. 3,166,513, ausgegeben am 19. Januar 1965 (Mizuno et al.); US-Patent Nr. 3,535,258, ausgegeben am 20. Oktober 1970 (Sabatelli et al.); US-Patent Nr. 3,579,455, ausgegeben am 18. Mai 1971 (Sabatelli et al.); US- Patent Nr. 3,700,599, ausgegeben am 24. Oktober 1972 (Mizuno et al.) und US-Patent Nr. 3,899,436, ausgegeben am 12. August 1975 (Copeland et al.). Die Alkalimetallhydroxide in diesen Zusammensetzungen sind im Entfernen der meisten hartnäckigen Nahrungsmittelflecken sehr wirksam, aber üblicherweise ist eine Quelle für verfügbares Chlor enthalten, um Nahrungsmittelflecken wie Tee- und Kaffeeflecken zu beherrschen. Das Entschäumungsmittel ist üblicherweise enthalten, um den durch proteinische Verschmutzungen und verseifte Fette gebildeten Schaum einzudämmen. Die Verwendung von chlorierten Cyanuraten als eine Quelle für verfügbares Chlor in Waschmitteln, die zur Reinigung von harten Oberflächen verwendet werden, ist im US-Patent Nr. 3,166,513, ausgegeben am 19. Januar 1965 (Mizuno et al.); im US-Patent Nr. 3,933,670, ausgegeben am 20. Januar 1976 (Brill et al.) und im US-Patent Nr. 3,936,386, ausgegeben am 3. Februar 1976 (Corliss et al.) offenbart.Solid cast heavy-duty detergent compositions for use at high temperatures typically contain high concentrations of alkali metal hydroxides. In addition to alkali metal hydroxides (e.g., sodium hydroxide), chemicals used in high temperature, heavy-duty products, particularly for cleaning hard surfaces (e.g., dishwashing), include phosphates, silicates, chlorine-containing compounds, defoamers, and organic polyelectrolyte polymers. See U.S. Patent No. 3,166,513, issued January 19, 1965 (Mizuno et al.); U.S. Patent No. 3,535,258, issued October 20, 1970 (Sabatelli et al.); U.S. Patent No. 3,579,455, issued May 18, 1971 (Sabatelli et al.); U.S. Patent No. 3,700,599, issued October 24, 1972 (Mizuno et al.) and U.S. Patent No. 3,899,436, issued August 12, 1975 (Copeland et al.). The alkali metal hydroxides in these compositions are very effective in removing most stubborn food stains, but a source of available chlorine is usually included to control food stains such as tea and coffee stains. The defoamer is usually included to control the foam formed by proteinaceous soils and saponified fats. The use of chlorinated cyanurates as a source of available chlorine in detergents used to clean hard surfaces is disclosed in U.S. Patent No. 3,166,513, issued January 19, 1965 (Mizuno et al.); U.S. Patent No. 3,933,670, issued January 20, 1976 (Brill et al.); and U.S. Patent No. 3,936,386, issued February 3, 1976 (Corliss et al.).
Neben ihrer hohen Alkalinität, welche eine Gefährdung für die Verwender darstellt, ist ein weiteres Problem dieser festen gegossenen Hochleistungswaschmittel enthaltenden Artikel für die Verwendung bei hohen Temperaturen ihre verminderte Wirksamkeit bei niedrigen Wassertemperaturen. Während die stark alkalischen Zusammensetzungen gemäß dem Stand der Technik bei hohen Wassertemperaturen wirksam sind, zeigen sie bei Wassertemperaturen unterhalb ca. 140ºF (60ºC) typischerweise eine verminderte Wirksamkeit, die die Verwendung einer großen Menge an Waschmittelzusammensetzung erforderlich macht, um zufriedenstellende Reinigungsergebnisse zu erhalten.In addition to their high alkalinity, which poses a hazard to users, another problem with these solid cast heavy-duty detergent-containing articles for use at high temperatures is their reduced effectiveness at low water temperatures. While the prior art high alkali compositions are effective at high water temperatures, they typically exhibit reduced effectiveness at water temperatures below about 140ºF (60ºC), requiring the use of a large amount of detergent composition to obtain satisfactory cleaning results.
Bei hohen Wassertemperaturen wird Natriumhydroxid wirksam Proteine lösen und Fette verseifen. Bei niedrigen Wassertemperaturen jedoch kann die Reinigungskraft von Natriumhydroxid in Abhängigkeit vom Grad und der Art der Verschmutzung vermindert sein.At high water temperatures, sodium hydroxide will effectively dissolve proteins and saponify fats. At low water temperatures, however, the cleaning power of sodium hydroxide may be reduced depending on the degree and type of contamination.
Es besteht daher ein Bedarf für eine feste gegossene Waschmittelzusammensetzung, die bei Wassertemperaturen unterhalb ca. 140ºF (60ºC) wirksam ist, die Gefährdungen der Verwender minimiert und die keine große Verwendungsmenge des Produktes erfordert.There is therefore a need for a solid cast detergent composition that is effective at water temperatures below approximately 140ºF (60ºC), minimizes hazards to users, and does not require large amounts of product to be used.
Es ist nun herausgefunden worden, daß die oben beschriebenen, mit der hohen Alkalinität zusammenhängenden Sicherheitsprobleme und die Probleme hinsichtlich der Wirksamkeit in kaltem Wasser minimiert werden können, indem ein festes gegossenes Waschmittel in einer Wegwerfgußform gebildet wird und das Waschmittel direkt von der Gußform/gegossenes Waschmittel-Kombination abgegeben oder verwendet wird, wobei die gegossene Waschmittelzusammensetzung ein Alkalimetallhydroxid, 5 bis 12,6 Gew.-% einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, ein Wasserenthärtungsmittel und Hydratwasser umfaßt. Die Kombination aus dem gegossenen Waschmittel und der Wegwerfgußform, in welcher es gebildet wurde, liefert einen kommerziellen Artikel, der gelöste Feststoffe von im wesentlichen nur einer Seite der Oberfläche, welche die freie oder nicht umgebene Oberfläche in der Gußform war, abgeben kann. Alternativ kann die feste gegossene Waschmittelzusammensetzung vor der Verwendung aus der Gußform, in welcher sie gebildet wurde, entnommen werden.It has now been found that the above-described safety problems associated with high alkalinity and cold water effectiveness problems can be minimized by forming a solid cast detergent in a disposable mold and dispensing or using the detergent directly from the mold/cast detergent combination, wherein the cast detergent composition comprises an alkali metal hydroxide, 5 to 12.6% by weight of a nonionic surfactant, a water softener and water of hydration. The combination of the cast detergent composition and the disposable mold in which it was formed provides a commercial article capable of releasing dissolved solids from substantially only one side of the surface which was the free or uncontained surface in the mold. Alternatively, the solid cast detergent composition can be removed from the mold in which it was formed prior to use.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine feste gegossene dreidimensionale Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung, die ein Alkalimetallhydroxid, 5 bis 12,6 Gew.-% einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, ein Wasserenthärtungsmittel und Hydratwasser umfaßt. Die Erfindung kann des weiteren eine behälterförmige Gußform umfassen, die die Waschmittelzusammensetzung enthält und diese an allen Seiten, bis auf eine, umgibt.The present invention thus relates to a solid cast three-dimensional low temperature detergent composition comprising an alkali metal hydroxide, 5 to 12.6% by weight of a non-ionic surfactant, a water softener and water of hydration. The invention may further comprise a container-shaped mold containing the detergent composition and surrounding it on all sides except one.
Die Waschmittelzusammensetzung wird normalerweise durch Mischen und Erhitzen der Komponenten in einer wäßrigen Lösung, Verdicken der Lösung, Gießen der Lösung in die Gußform und vorzugsweise auch Kühlen der Lösung und Erhärtenlassen der Mischung gebildet, wobei es sich versteht, daß das Erhärten einen oder mehrere physiko-chemische Mechanismen, einschließlich "Einfrieren", Ausfällen aus der Lösung, Hydratation etc., umfassen kann. Vorgebildete Pfropfen oder Kerne einer Chlorquelle und/oder eines Entschäumungsmittels können in die Mischung eingeführt werden, nachdem sie in eine Gußform gegeben wurde und bevor sie ausgehärtet ist.The detergent composition is normally formed by mixing and heating the components in an aqueous solution, thickening the solution, pouring the solution into the mold and preferably also cooling the solution and allowing the mixture to harden, it being understood that hardening may involve one or more physico-chemical mechanisms including "freezing", precipitation from solution, hydration, etc. Preformed plugs or cores of a chlorine source and/or a defoaming agent may be introduced into the mixture after it has been placed in a mold and before it has hardened.
Die feste Waschmittelzusammensetzung wird vorzugsweise in der Wegwerfgußform, in der sie gegossen wurde, belassen. Alternativ kann das gegossene Waschmittel aus der Gußform entnommen und in einen preisgünstigen Behälter eingesetzt werden, der im wesentlichen die gleiche Form wie die Gußform hat, da das gegossene Waschmittel in beiden Fällen, wie zuvor beschrieben, an allen bis auf eine Seite umschlossen ist. Das auf diese Weise umschlossene gegossene Waschmittel wird durch Einbringen seiner freiliegenden Oberfläche in einer auslaugbaren Position (vorzugsweise feststehend) innerhalb einer Waschmittelabgabevorrichtung verwendet. Eine feststehende auslaugbare Position ist eine Position, in welcher die zuvor erwähnte, nicht umgebene, freiliegende Oberfläche in Bezug auf die Horizontale und einen potentiell auftreffenden Flüssigkeitssprühstrahl derartig fixiert ist, daß ein Abfließen mittels Schwerkraft von der nicht umgebenen, freiliegenden Oberfläche ermöglicht wird, entweder aufgrund einer graduellen Schrägstellung bezüglich der Horizontalen (z. B. um 10º bis 90º) oder durch Schrägstellen über 90º hinaus, d. h. teilweise oder vollständige Inversion bis zu und einschließlich einer vollständig invertierten oder abwärtsgerichteten Position. Ein auf die auslaugbare (schräggestellte oder invertierte) Oberfläche auftreffender, hinsichtlich seiner Dauer angemessen geregelter Flüssigkeitssprühstrahl führt zu einem Auslaugvorgang oder Schwerkraftfluß von flüssigem Waschmittel, welches abwärts von der auslaugbaren Oberfläche zur Waschmaschine, in die das Waschmittel abgegeben werden soll, abfließt. Die Regelung der Dauer des Auftreffens (also der Dauer des abwärtsgerichteten Flusses) hat die Wirkung des Regelns der Waschmittelkonzentration in der Waschmaschine. Die Abgabevorrichtung ist kein Wasser-im-Vorratsbehälter-Typ (water-in- reservoir type), da sie den Fluß aus flüssigem Waschmittel in etwa genauso schnell abgibt, wie dieser Fluß durch den Sprühvorgang gebildet wird.The solid detergent composition is preferably used in the disposable mold in which it was cast. Alternatively, the cast detergent may be removed from the mold and placed in an inexpensive container having substantially the same shape as the mold, since in both cases the cast detergent is enclosed on all but one side as previously described. The cast detergent thus enclosed is used by placing its exposed surface in a leachable position (preferably fixed) within a detergent dispenser. A fixed leachable position is a position in which the aforementioned unenclosed exposed surface is fixed with respect to the horizontal and a potentially impinging liquid spray such that gravity flow is permitted from the unenclosed exposed surface either by gradual inclination with respect to the horizontal (e.g. by 10º to 90º) or by inclination beyond 90º, i.e. partial or complete inversion up to and including a fully inverted or downward position. A liquid spray impinging on the leachable (inclined or inverted) surface and suitably controlled as to its duration results in a leaching or gravity flow of liquid detergent which flows downward from the leachable surface to the washing machine into which the detergent is to be dispensed. Controlling the duration of the impact (i.e. the duration of the downward flow) has the effect of controlling the detergent concentration in the washing machine. The dispenser is not a water-in-reservoir type because it dispenses the flow of liquid detergent at approximately the same rate as that flow is created by the spraying action.
Eine für die Herstellung der festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung erforderlichen Komponente ist ein Alkalimetallhydroxid. Geeignete Alkalimetallhydroxide schließen die folgenden ein, sind aber nicht auf diese begrenzt: Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Aus wirtschaftlichen Gründen umfaßt die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung vorzugsweise Natriumhydroxid.A component required for the preparation of the solid cast low temperature detergent compositions of the present invention is an alkali metal hydroxide. Suitable alkali metal hydroxides include, but are not limited to, sodium hydroxide and potassium hydroxide. For economic reasons, the solid cast low temperature detergent composition preferably comprises sodium hydroxide.
Das Alkalimetallhydroxid umfaßt aus Gründen der chemischen Schmutzentfernung 10 bis 60 Gew.-% der Waschmittelzusammensetzung, aus Gründen einer kosteneffizienteren Schmutzentfernung vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-% und aus Gründen der kosteneffizientesten Schmutzentfernung meist bevorzugt 35 bis 50 Gew.-%. Wenn die Alkalimetallhydroxid-Konzentration zu niedrig ist, wird sich die Schmutzentfernungsleistung verschlechtern. Wenn die Alkalimetallhydroxid-Konzentration zu hoch ist, wird sich ein Anstieg der Verwendungskosten ergeben.The alkali metal hydroxide comprises 10 to 60 wt.% of the detergent composition for chemical soil removal, preferably 20 to 50 wt.% for more cost-effective soil removal, and most preferably 35 to 50 wt.% for most cost-effective soil removal. If the alkali metal hydroxide concentration is too low, soil removal performance will deteriorate. If the alkali metal hydroxide concentration is too high, an increase in usage cost will result.
Das Alkalimetallhydroxid dient in der festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung zur chemischen Schmutzentfernung.The alkali metal hydroxide is used in the solid cast low temperature detergent composition for chemical soil removal.
Eine zweite erforderliche Komponente der festen gegossenen Niedrigtemperatur-Zusammensetzung dieser Erfindung ist Wasser. Wasser wird in Verbindung mit Alkalimetallhydroxid zur Bildung eines schmelzbaren, die Waschmittelkomponenten enthaltenden Trägermediums verwendet, wobei das Medium in eine Gußform gegossen und durch einen zuvor beschriebenen Aushärtungsmechanismus ausgehärtet wird. Wasser kann als ein einzelner Inhaltsstoff oder in Verbindung mit einer der anderen Komponenten, z. B. als eine wäßrige 50%ige Natriumhydroxidlösung, zugegeben werden.A second required component of the solid cast low temperature composition of this invention is water. Water is used in conjunction with alkali metal hydroxide to form a fusible carrier medium containing the detergent components, which medium is poured into a mold and cured by a curing mechanism previously described. Water may be used as a single ingredient or in conjunction with one of the other components, e.g., as an aqueous 50% sodium hydroxide solution. be added.
Das Hydratwasser wird 5 bis 30 Gew.-%, vorzugweise, um die Mischung bei einer zwischen ca. 155 bis 180ºF (68,3 bis 82,2ºC) liegenden Temperatur flüssig und verarbeitbar zu halten, 10 bis 20 Gew.-% und meist bevorzugt, um die Mischung bei einer Temperatur zwischen ca. 155 bis 180ºF (68,3 bis 82,2ºC) flüssig und bearbeitbar zu halten, 12 bis 15 Gew.-% der Waschmittelzusammensetzung ausmachen.The water of hydration will comprise from 5 to 30 weight percent, preferably from 10 to 20 weight percent to maintain the mixture liquid and workable at a temperature between about 155 to 180°F (68.3 to 82.2°C), and most preferably from 12 to 15 weight percent of the detergent composition to maintain the mixture liquid and workable at a temperature between about 155 to 180°F (68.3 to 82.2°C).
Eine dritte erforderliche Komponente der festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung dieser Erfindung ist eine nichtionische oberflächenaktive Substanz. Es ist herausgefunden worden, daß die Reinigungskraft des Alkalimetallhydroxids bei niedrigen Wassertemperaturen in Abhängigkeit von der Menge und der Art der Verschmutzung vermindert sein kann. Um die erwünschten Reinigungsergebnisse bei niedrigen Temperaturen zu erhalten, wird eine nichtionische oberflächenaktive Substanz zugegeben, um die Reinigungswirkung des Alkalimetallhydroxids zu verstärken. Die nichtionische oberflächenaktive Substanz dient eher zum Emulgieren als zum Verseifen der Fette. Die verwendete nichtionische oberflächenaktive Substanz muß mit dem Alkalimetallhydroxid kompatibel und wenig schäumend sein. Brauchbare nichtionische oberflächenaktive Substanzen schließen ethoxylierte langkettige Alkohole mit endständiger Benzylgruppe ein, sind jedoch nicht auf diese begrenzt. Die allgemeine Formel ist R-(OC&sub2;H&sub4;)nCH&sub2;-Benzylrest. n ist eine ganze Zahl und liegt zwischen 6 bis 30. R ist ein Alkohol und kann ein geradkettiger gesättigter oder ungesättigter Alkohol oder eine Mischung von Alkoholen wie Decylalkohol, Dodecylalkohol, Tetradecylalkohol, Cetylalkohol, Oleylalkohol, Linoleylalkohol, Palmitoleylalkohol, Arachidylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol, Arachidonylalkohol, Myristoleylalkohol und ähnlichen sein. Zusätzliche nichtionische oberflächenaktive Substanzen, die in den erfindungsgemäßen festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzungen verwendet werden können, schließen die folgenden ein, sind jedoch nicht auf diese begrenzt: Ethylenoxid- Propylenoxid-Blockcopolymere wie Triton CF54 erhältlich von Rohm & Haas, Plurafac RA-U3 erhältlich von Wyandotte, Pluronic L62 erhältlich von Wyandotte, Triton CF 10 erhältlich von Rohm & Haas und Pluronic R61 erhältlich von Wyandotte.A third required component of the solid cast low temperature detergent composition of this invention is a nonionic surfactant. It has been found that the cleaning power of the alkali metal hydroxide may be reduced at low water temperatures depending on the amount and type of soil. To obtain the desired cleaning results at low temperatures, a nonionic surfactant is added to enhance the cleaning action of the alkali metal hydroxide. The nonionic surfactant serves to emulsify rather than saponify the fats. The nonionic surfactant used must be compatible with the alkali metal hydroxide and low foaming. Useful nonionic surfactants include, but are not limited to, ethoxylated long chain alcohols terminated with a benzyl group. The general formula is R-(OC₂H₄)nCH₂-benzyl radical. n is an integer and is between 6 to 30. R is an alcohol and can be a straight chain saturated or unsaturated alcohol or a mixture of alcohols such as decyl alcohol, dodecyl alcohol, tetradecyl alcohol, cetyl alcohol, oleyl alcohol, linoleyl alcohol, palmitoleyl alcohol, arachidyl alcohol, stearyl alcohol, behenyl alcohol, arachidonyl alcohol, myristoleyl alcohol and the like. Additional nonionic surfactants that can be used in the solid cast low temperature detergent compositions of the present invention include, but are not limited to, ethylene oxide-propylene oxide block copolymers such as Triton CF54 available from Rohm & Haas, Plurafac RA-U3 available from Wyandotte, Pluronic L62 available from Wyandotte, Triton CF 10 available from Rohm & Haas and Pluronic R61 available from Wyandotte.
Die nichtionische oberflächenaktive Substanz ist aus Gründen der Erleichterung und Herstellungsvereinfachung eher in der festen gegossenen Waschmittelzusammensetzung selbst als in einem Pfropfen oder Kern enthalten.The non-ionic surfactant is contained in the solid cast detergent composition itself rather than in a plug or core for reasons of convenience and ease of manufacture.
Die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung zum Waschen von Ware der vorliegenden Erfindung sollte für die Emulgation von Fettverschmutzungen 5 bis 12,6 Gew.-%, vorzugsweise, für eine wirkungsvollere Emulgation von Fettverschmutzungen, ca. 5 bis 9 Gew.-% und meist bevorzugt, für eine optimale Emulgation von Fettverschmutzungen, ca. 4 bis 8 Gew.-% einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz umfassen.The solid cast low temperature detergent composition for washing goods of the present invention should comprise, for emulsification of fatty soils, from 5 to 12.6% by weight, preferably, for more effective emulsification of fatty soils, from about 5 to 9% by weight, and most preferably, for optimal emulsification of fatty soils, from about 4 to 8% by weight, of a non-ionic surfactant.
Die Waschmittelzusammensetzung muß eine ausreichende Menge nichtionischer oberflächenaktiver Substanz enthalten, so daß die Waschmittelzusammensetzung bei niedrigen Wassertemperaturen, d. h. bei Wassertemperaturen, die zwischen ca. 100 bis 160ºF (37,8 bis 71,1ºC), vorzugweise, aus Gründen der Kosten- Leistungs-Effizienz, zwischen 120 bis 140ºF (48,9 bis 60ºC) liegen, wirksam ist.The detergent composition must contain a sufficient amount of non-ionic surfactant so that the detergent composition is effective at low water temperatures, i.e., at water temperatures ranging from about 100 to 160ºF (37.8 to 71.1ºC), preferably, for cost-performance reasons, from 120 to 140ºF (48.9 to 60ºC).
Die nichtionische oberflächenaktive Substanz muß in einem so außergewöhnlich hohen Maß zugesetzt werden, um bei niedrigen Wassertemperaturen eine effektive Leistung zu erzielen.The non-ionic surfactant must be present in such a added to exceptionally high levels to achieve effective performance at low water temperatures.
Eine vierte erforderliche Komponente der festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung ist ein Komplexbildner. Die erfindungsgemäße feste gegossene Niedrigtemperatur- Zusammensetzung zum Waschen von Ware sollte 10 bis 50 Gew.-%, aus Gründen der Rentabilität und rechtlicher Beschränkungen vorzugweise ca. 15 bis 34 Gew.-% und aus Gründen optimaler Rentabilität meist bevorzugt ca. 20 bis 30 Gew.-% Komplexbildner umfassen.A fourth required component of the solid cast low temperature laundry detergent composition is a chelating agent. The solid cast low temperature laundry detergent composition of the present invention should comprise from 10 to 50% by weight, preferably from about 15 to 34% by weight for reasons of profitability and legal restrictions, and most preferably from about 20 to 30% by weight for reasons of optimum profitability.
Das üblicherweise in Reinigungsbädern verwendete Brauchwasser enthält beträchtliche Anteile an Erdalkaliionen, zumeist Calcium- und Magnesiumionen, welche mit Waschmittelbestandteilen reagieren können, wodurch die Wirksamkeit der Reinigung vermindert wird und/oder unansehnliche Ablagerungen auf dem gereinigten Substrat hinterlassen werden. Komplexbildner bewirken die Verhinderung oder Verzögerung des Kristallwachstums von Calcium- oder Magnesiumverbindungen und schließen dadurch deren Reaktion mit anderen Komponenten und/oder deren Ausfällung aus.The process water usually used in cleaning baths contains considerable amounts of alkaline earth ions, mostly calcium and magnesium ions, which can react with detergent components, thereby reducing the effectiveness of the cleaning and/or leaving unsightly deposits on the cleaned substrate. Complexing agents prevent or delay the crystal growth of calcium or magnesium compounds and thus prevent them from reacting with other components and/or precipitating.
Für die Verwendung in den festen gegossenen Niedrigtemperatur- Waschmittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geeignete Komplexbildner schließen die folgenden ein, sind jedoch nicht auf diese begrenzt: Phosphate, insbesondere Phosphate der Formel M-(PO&sub3;M)nOM, worin M ein Alkalimetall und n eine Zahl zwischen 1 bis ca. 60, für cyklische Phosphate typischerweise kleiner als 3 ist, wobei typische Beispiele derartiger Phosphate Natrium- oder Kaliumorthophosphate und alkalische kondensierte Phosphate (d. h. Polyphosphate) wie Natrium- oder Kaliumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumhexametaphosphat etc. sind.Suitable chelating agents for use in the solid cast low temperature detergent compositions of the present invention include, but are not limited to, phosphates, particularly phosphates of the formula M-(PO3M)nOM, where M is an alkali metal and n is a number between 1 to about 60, typically less than 3 for cyclic phosphates, typical examples of such phosphates being sodium or potassium orthophosphates and alkaline condensed phosphates (i.e., polyphosphates) such as sodium or potassium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium hexametaphosphate, etc.
Aus Gründen der Komplexbildung, der Peptisierung und der Schmutzsuspendierung umfaßt der Komplexbildner vorzugsweise Natriumtripolyphosphat.For reasons of complex formation, peptization and soil suspension, the complexing agent preferably comprises sodium tripolyphosphate.
Aus Kostengründen wird der Komplexbildner vorzugsweise in seiner wasserfreien Form verwendet. Ein Komplexbildner könnte jedoch auch in seiner hydratisierten Form verwendet werden, wenn der Wassergehalt der anderen Ausgangsmaterialien nach unten angeglichen wird, um die in dem Komplexbildner enthaltene Hydratwassermenge zu kompensieren.For cost reasons, the complexing agent is preferably used in its anhydrous form. However, a complexing agent could also be used in its hydrated form if the water content of the other starting materials is adjusted downwards to compensate for the amount of water of hydration contained in the complexing agent.
Zusätzlich zu diesen, zuvor beschriebenen Komponenten können andere übliche Waschmittelkomponenten und Füllstoffe eingeschlossen werden. Beispielsweise ist es möglich, ein Entschäumungsmittel einzuschließen.In addition to these components described above, other common detergent components and fillers may be included. For example, it is possible to include a defoaming agent.
Zusätzlich zu den oben erwähnten nichtionischen oberflächenaktiven Substanzen können auch Entschäumungsmittel in den festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzungen enthalten sein. Entschäumungsmittel werden normalerweise in geringen Mengen in der festen gegossenen Niedrigtemperatur- Waschmittelzusammensetzung enthalten sein, d. h. aus Rentabilitätsgründen zu ungefähr 0,1 bis 5 Gew.-%, aus Gründen einer gesteigerten Rentabilität vorzugsweise zu ungefähr 0,1 bis 2,0 Gew.-% und für eine optimale Rentabilität meist bevorzugt zu ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-%. Ein "Entschäumungsmittel" ist typischerweise eine chemische Verbindung mit einem Hydrophob/Hydrophil-Gleichgewicht, das zur Verminderung der Stabilität von Proteinschaum geeignet ist. Die Hydrophobie kann durch einen lipophilen Bereich des Moleküles (z. B. eine aromatische, Alkyl- oder Aralkylgruppe; eine Oxypropyleneinneit oder Oxypropylenkette oder andere funktionelle Oxyalkylengruppen, die keine Oxyethylengruppen sind, z. B. Tetramethylenoxid), verliehen werden. Die Hydrophilie kann mit Oxyethyleneinheiten oder -ketten oder -blöcken und/oder Estergruppen (z. B. Organophosphatestern), salzartigen Gruppen oder salzbildenden Gruppen geschaffen werden. Typischerweise sind Entschäumungsmittel nichtionische organische oberflächenaktive Polymere mit hydrophoben Gruppen oder Blöcken oder Ketten und hydrophilen Estergruppen, -blöcken, -einheiten oder -ketten, doch auch anionische, kationische und amphotere Entschäumungsmittel sind bekannt. Für eine Offenbarung nichtionischer oberflächenaktiver Entschäumungsmittel siehe US-Patent Nr. 3,048,548, ausgegeben am 7. August 1962 (Martin et al.), US-Patent Nr. 3,334,147, ausgegeben am 1. August 1967 (Brunelle et al.) und US-Patent Nr. 3,444,242, ausgegeben am 13. Mai 1969 (Rue et al.). Ebenfalls geeignet sind Phosphatester, z. B. Ester der Formel RO-(PO&sub3;M)-nR, worin n wie zuvor definiert ist und R eine organische Gruppe oder M (wie zuvor definiert) ist, wobei zumindest R eine organische Gruppe wie eine Oxyalkylenkette ist.In addition to the nonionic surfactants mentioned above, defoamers may also be included in the solid cast low temperature detergent compositions. Defoamers will normally be included in the solid cast low temperature detergent composition in small amounts, i.e., about 0.1 to 5% by weight for profitability, preferably about 0.1 to 2.0% by weight for increased profitability, and most preferably about 0.2 to 0.5% by weight for optimum profitability. A "defoamer" is typically a chemical compound with a hydrophobic/hydrophilic balance suitable for reducing the stability of protein foam. The hydrophobicity may be provided by a lipophilic region of the molecule (e.g., an aromatic, alkyl or aralkyl group; an oxypropylene unit or chain or other oxyalkylene functional groups other than oxyethylene groups, e.g. tetramethylene oxide). Hydrophilicity can be created with oxyethylene units or chains or blocks and/or ester groups (e.g. organophosphate esters), salt-like groups or salt-forming groups. Typically, defoamers are nonionic organic surface-active polymers with hydrophobic groups or blocks or chains and hydrophilic ester groups, blocks, units or chains, but anionic, cationic and amphoteric defoamers are also known. For a disclosure of nonionic surfactant defoamers, see U.S. Patent No. 3,048,548, issued August 7, 1962 (Martin et al.), U.S. Patent No. 3,334,147, issued August 1, 1967 (Brunelle et al.), and U.S. Patent No. 3,444,242, issued May 13, 1969 (Rue et al.). Also suitable are phosphate esters, e.g., esters of the formula RO-(PO₃M)-nR, wherein n is as previously defined and R is an organic group or M (as previously defined), at least R being an organic group such as an oxyalkylene chain.
Optional kann die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung aus Gründen der Schmutzsuspendierung und der Verleihung von Alkalinität und Korrosionsschutz des weiteren ca. 1 bis 20 Gew.-%, für eine verbesserte Schmutzsuspendierung und die Verleihung zusätzlicher Alkalinität und Korrosionsschutzes bevorzugt ca. 10 bis 20 Gew.-% und für die optimale Schmutzsuspendierung und die Verleihung zusätzlicher Alkalinität und Korrosionsschutzes meist bevorzugt ca. 12 bis 18 Gew.-% hydratisierbares kristallines Alkalimetallsilikat umfassen.Optionally, the solid cast low temperature detergent composition may further comprise about 1 to 20 wt.% of hydratable crystalline alkali metal silicate for soil suspension and imparting alkalinity and corrosion protection, preferably about 10 to 20 wt.% for improved soil suspension and imparting additional alkalinity and corrosion protection, and most preferably about 12 to 18 wt.% for optimal soil suspension and imparting additional alkalinity and corrosion protection.
Alkalimetallsilikate sind die Reaktionsprodukte eines Alkalimetalloxids (M&sub2;O) mit Siliciumdioxid (SiO&sub2;) und haben die allgemeine chemische Formel (M&sub2;O)x:(SiO&sub2;)y, worin x und y das molare Verhältnis von Alkalimetalloxid zu Siliciumdioxid angeben.Alkali metal silicates are the reaction products of an alkali metal oxide (M2O) with silicon dioxide (SiO2) and have the general chemical formula (M2O)x:(SiO2)y, where x and y indicate the molar ratio of alkali metal oxide to silicon dioxide.
Verfahren zur Herstellung von Alkalimetallsilikaten mit verschiedenen x:y-Molverhältnissen sind gut bekannt, wie durch die allgemeine Darstellung in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd Edition, Volume 18, pages 139 - 141, gezeigt wird. Die gewünschten Eigenschaften und Vorteile der hier beschriebenen festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung können erzielt werden, indem ein Alkalimetallsilikat mit einem x:y-Verhältnis von ungefähr 1:1 bis 3:1, vorzugsweise 1:1, verwendet wird. Bei diesen Verhältnissen hat das Alkalimetallsilikat ausreichend alkalischen Charakter, um wirksam zu reinigen und ausreichend Siliciumdioxid, um Aluminium, Porzellan, Glaswaren etc. vor der ätzenden Wirkung der basischen Komponenten in der Zusammensetzung zu schützen. Diese Silikate haben auch hervorragende Verfestigungseigenschaften.Methods for preparing alkali metal silicates having various x:y molar ratios are well known, as shown by the general presentation in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd Edition, Volume 18, pages 139 - 141. The desired properties and advantages of the solid cast low temperature detergent composition described herein can be achieved by using an alkali metal silicate having an x:y ratio of approximately 1:1 to 3:1, preferably 1:1. At these ratios, the alkali metal silicate has sufficient alkaline character to effectively clean and sufficient silica to protect aluminum, china, glassware, etc. from the corrosive action of the basic components in the composition. These silicates also have excellent setting properties.
Wegen hoher Reinigungsleistung, hervorragendem Schutz der Ware und niedriger Kosten ist Natriummetasilikat mit einem Na&sub2;O:SiO&sub2;- Verhältnis von ungefähr 1:1 das am meisten bevorzugte Akalimetallsilikat. Vorzugsweise wird wasserfreies Alkalimetallsilikat verwendet, um den Wassergehalt im Endprodukt zu minimieren und die Verwendungskosten durch Konzentration des Produktes zu optimieren.Due to high cleaning performance, excellent product protection and low cost, sodium metasilicate with a Na₂O:SiO₂ ratio of approximately 1:1 is the most preferred alkali metal silicate. Preferably, anhydrous alkali metal silicate is used to minimize the water content in the final product and to optimize the cost of use by concentrating the product.
Optional kann die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung weiterhin ein Carbonat wie Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat umfassen. Carbonate können aus Gründen der Wasseranlagerung und nachfolgender Erhärtung ca. 0 bis 30 Gew. -%, aus Gründen der Kostenoptimierung vorzugsweise ca. 15 bis 25 Gew.-% und für die optimale Kostenoptimierung meist bevorzugt ca. 15 bis 20 Gew.-% der Waschmittelzusammensetzung ausmachen.Optionally, the solid cast low temperature detergent composition may further comprise a carbonate such as sodium carbonate and potassium carbonate. Carbonates may have a water content of approximately 0 to 30 % by weight, for reasons of cost optimization preferably about 15 to 25 wt. % and for optimal cost optimization mostly preferably about 15 to 20 wt. % of the detergent composition.
Carbonate erfüllen in der festen gegossenen Niedrigtemperatur- Waschmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung die folgende Funktion. Sie lagern Wasser an und erhärten das Produkt in seinem Behälter. Optional kann die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung des weiteren einen Farbstoff umfassen. Farbstoffe können ca. 0,0 bis 0,2 Gew.-%, aus Kostengründen und hinsichtlich des erwünschten Farbtons vorzugsweise ca. 0,0 bis 0,1 Gew.-% und wegen der optimalen Kosten und des erwünschten Farbtons meist bevorzugt ca. 0,005 bis 0,05 Gew.-% der Waschmittelzusammensetzung ausmachen.Carbonates serve the following function in the solid cast low temperature detergent composition of the present invention. They store water and harden the product in its container. Optionally, the solid cast low temperature detergent composition may further comprise a colorant. Colorants may comprise about 0.0 to 0.2% by weight, preferably about 0.0 to 0.1% by weight for cost and desired color, and most preferably about 0.005 to 0.05% by weight of the detergent composition.
Optional kann die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung des weiteren ca. 0 bis 5 Gew.-% eines Salzes wie Natriumchlorid und/oder Natriumsulfat als Füllstoff umfassen. Typischerweise kann eine Vier-Komponenten-Zusammensetzung der erfindungsgemäßen festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung aus (1) mindestens ca. 4% einer schwach schäumenden nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, (2) einem Phosphat oder einem anderen Erdalkaliionen ausfällenden Mittel oder Wasserenthärtungsmittel, (3) einem Alkalimetallhydroxid und (4) Wasser formuliert werden. Typischerweise würden Fünf- oder Sechs-Komponenten-Zusammensetzungen, des weiteren ein Entschäumungsmittel und/oder ein neutrales anorganisches Salz (Alkalimetallhalogenide, Sulfate etc.) und/oder ein Verdickungsmittel, Thixotropierungsmittel, Suspendiermittel oder organische Chelatisierungs- oder Komplexierungsmittel oder ähnliche enthalten.Optionally, the solid cast low temperature detergent composition may further comprise about 0 to 5% by weight of a salt such as sodium chloride and/or sodium sulfate as a filler. Typically, a four-component composition of the solid cast low temperature detergent composition of the present invention may be formulated from (1) at least about 4% of a low foaming nonionic surfactant, (2) a phosphate or other alkaline earth ion precipitating agent or water softener, (3) an alkali metal hydroxide, and (4) water. Typically, five or six component compositions would further contain a defoaming agent and/or a neutral inorganic salt (alkali metal halides, sulfates, etc.) and/or a thickening agent, thixotropic agent, suspending agent or organic chelating or complexing agent or the like.
Typischerweise wird in der festen gegossenen Niedrigtemperatur- Waschmittelzusammensetzung dieser Erfindung ein kondensiertes Alkalimetallphosphat für die Komplexierung von Erdalkaliionen (Mg&spplus;&spplus;- und Ca&spplus;&spplus;-Ionen) verwendet. Als Alternative zu oder in Verbindung mit den kondensierten Phosphaten sind jedoch auch organische Chelatbildner oder Komplexierungsmittel (Zitronensäure, Polyelektrolyte wie die Polyacrylate des Mol-Gewichts 1000 bis 3000 etc.) verwendet worden; siehe z. B. US-Patent Nr. 3,535,285, ausgegeben am 20. Oktober 1970 (Sabatelli et al.), US-Patent Nr. 3,579,455, ausgegeben am 18. Mai 1971 (Sabatelli et al.), US-Patent Nr. 3,700,599, ausgegeben am 24. Oktober 1972 (Mizuno et al.) und US-Patent Nr. 3,899,436, ausgegeben am 12. August 1975 (Copeland et al.). Wie bekannt, können Polyacrylate (insbesondere Alkalimetallsalze von Polyacrylsäure und ihrer Copolymere) als Verdickungsmittel in wäßrigen Systemen fungieren. Erfindungsgemäße gegossene Waschmittelzusammensetzungen können optional ca. 0 bis 10 Gew.-%, aus Gründen der Viskosität, Bearbeitung und Rentabilität vorzugweise ca. 2 bis 7 Gew.-% und aus Gründen der optimalen Viskosität, Bearbeitung und Rentabilität meist bevorzugt ca. 3 bis 5 Gew.-% Polyelektrolyte in Verbindung mit kondensierten Alkalimetallphosphaten enthalten.Typically, in the solid cast low temperature detergent composition of this invention, a condensed alkali metal phosphate is used for complexing alkaline earth ions (Mg++ and Ca++ ions). However, as an alternative to or in conjunction with the condensed phosphates, organic chelating or complexing agents (citric acid, polyelectrolytes such as the 1000 to 3000 molecular weight polyacrylates, etc.) have also been used; see, for example, U.S. Pat. No. 5,447,444. See, for example, U.S. Patent No. 3,535,285, issued October 20, 1970 (Sabatelli et al.), U.S. Patent No. 3,579,455, issued May 18, 1971 (Sabatelli et al.), U.S. Patent No. 3,700,599, issued October 24, 1972 (Mizuno et al.), and U.S. Patent No. 3,899,436, issued August 12, 1975 (Copeland et al.). As is known, polyacrylates (especially alkali metal salts of polyacrylic acid and their copolymers) can function as thickeners in aqueous systems. Cast detergent compositions according to the invention can optionally contain about 0 to 10 wt.%, preferably about 2 to 7 wt.% for reasons of viscosity, processing and profitability, and most preferably about 3 to 5 wt.% for reasons of optimum viscosity, processing and profitability, of polyelectrolytes in combination with condensed alkali metal phosphates.
Vorzugsweise wird Natriumpolyacrylat als organisches Komplexierungsmittel zur Viskositätskontrolle im Wasserenthärtungsvorgang verwendet. Natriumpolyacrylat trägt zur Verhinderung des Ausfallens eines Phosphat-Enthärtungsmittels während des Vorganges bei.Preferably, sodium polyacrylate is used as an organic complexing agent for viscosity control in the water softening process. Sodium polyacrylate helps prevent precipitation of a phosphate softener during the process.
Der erfindungsgemäße Artikel kann auch eine Wegwerfverpackung oder -gußform umfassen, in welche die Waschmittelzusammensetzung gegossen oder ausgehärtet wird. Während des Versandes wird der Artikel normalerweise einen Deckel oder eine Abdeckung enthalten. Der Deckel oder die Abdeckung können aus dem gleichen oder ähnlichem Material gefertigt sein, das für die Fertigung der Gußform verwendet wird. Wie nachfolgend erläutert werden wird, ist dieses Material normalerweise alkalibeständig, unzerbrechlich und kostengünstig. Teure korrosionsbeständige Metalle oder Kunststoffe können verwendet werden, falls Vorsorge für ihre Recyclierung getroffen werden kann, doch "Wegwerf"-Materialien würden normalerweise für die meisten institutionellen Anwendungen bevorzugt werden. Die feste gegossene Niedrigtemperatur- Waschmittelzusammensetzung ist typischerweise an allen Seiten, mit Ausnahme von der oberen Seite des festen gegossenen Waschmittels umgeben von und in Kontakt mit der Gußform. Ein Querschnitt des festen gegossenen Waschmittels kann mehr als 1 cm dick sein (z. B. 2 bis 20 cm dick). Die Fläche der oberen Oberfläche kann leicht 100 cm² überschreiten, z. B. 125 cm² bis 1000 cm² oder mehr. Es ist herausgefunden worden, daß gegossene Waschmittelblöcke, anders als zusammengepreßte Waschmitteltabletten, sehr groß gefertigt werden können - in nahezu jeglicher gewünschten Größe.The article according to the invention may also comprise a disposable package or mold into which the detergent composition is poured or cured. During shipping, the Articles typically include a lid or cover. The lid or cover may be made of the same or similar material used to make the mold. As will be explained below, this material is usually alkali resistant, unbreakable, and inexpensive. Expensive corrosion resistant metals or plastics may be used if provision can be made for their recycling, but "throw-away" materials would normally be preferred for most institutional applications. The solid cast low temperature detergent composition is typically surrounded by and in contact with the mold on all sides except the top of the solid cast detergent. A cross-section of the solid cast detergent may be more than 1 cm thick (e.g., 2 to 20 cm thick). The area of the top surface may easily exceed 100 cm2, e.g., 125 cm2 to 1000 cm2 or more. It has been discovered that, unlike compressed detergent tablets, cast detergent blocks can be made very large - in almost any desired size.
Die Gußform oder Verpackung kann aus jeglichem alkalibeständigen Material gefertigt sein, welches mäßig erhöhten Temperaturen, z. B. 150ºF (65,6ºC), standhalten kann und welches in die gewünschte Form geformt werden und diese beibehalten kann. Da die Gußform im allgemeinen als "wegwerfbar" vorgesehen ist (d. h. nicht für die Wiederverwendung als Gußform vorgesehen ist), sind kostengünstige Materialien wie Thermoplasten, harzimprägniertes Schwerpapier (englisch: heavy paper) oder Pappe u. ä. bevorzugt. Kostengünstige, aber zerbrechliche Materialien wie Glas oder Keramik sind aufgrund von Handhabungs- oder Transportproblemen weniger bevorzugt, verhältnismäßig flexible Materialien sind bevorzugt. Aus Kunststoff (z. B. kostengünstigen Thermoplasten) gefertigte Gußformen haben sich als besonders brauchbar herausgestellt.The mold or package can be made of any alkali-resistant material that can withstand moderately elevated temperatures, e.g., 150ºF (65.6ºC), and that can be molded into and retained in the desired shape. Since the mold is generally intended to be "disposable" (i.e., not intended for reuse as a mold), inexpensive materials such as thermoplastics, resin-impregnated heavy paper or cardboard, and the like are preferred. Inexpensive but fragile materials such as glass or ceramic are less preferred due to handling or transportation problems, and relatively flexible materials are preferred. Molds made of plastic (e.g. inexpensive thermoplastics) have proven to be particularly useful.
Der festes gegossenes Niedrigtemperatur-Waschmittel enthaltende Artikel kann in Verbindung mit einer Waschmittelabgabevorrichtung, welche Teil einer herkömmlichen institutionellen oder industriellen Waschmaschine sein kann, verwendet werden. Der die Waschmittelbasis und die Verpackung umfassende Artikel wird in einer vollständig abwärts zeigenden oder vollständig invertierten Position über einer Besprühungseinrichtung, welche an eine Wasserquelle angeschlossen ist, plaziert, wobei die freiliegende Waschmittelfläche eine auslaugbare Fläche wird. Wenn die Wasserquelle geöffnet wird, bewirkt die Besprühungseinrichtung das Auftreffen von Wasser auf der freiliegenden Waschmittelfläche. Das Waschmittel geht in Lösung, wodurch ein Strom flüssigen, wäßrigen Waschmittels erzeugt wird, der mittels Schwerkraft abwärts durch eine Leitung zu einem Waschtank oder einem Waschbereich der Waschmaschine fließt. Die Waschmittelzusammensetzung kann so formuliert werden, daß sie mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit in Lösung geht und somit dem Tank ein gleichbleibendes Verhältnis an Inhaltsstoffen zuführt.The article containing solid cast low temperature detergent can be used in conjunction with a detergent dispenser which can be part of a conventional institutional or industrial washing machine. The article comprising the detergent base and the packaging is placed in a fully downward facing or fully inverted position over a sprayer connected to a water source, whereby the exposed detergent surface becomes a leachable surface. When the water source is opened, the sprayer causes water to impinge on the exposed detergent surface. The detergent goes into solution, creating a stream of liquid, aqueous detergent which flows by gravity downward through a conduit to a wash tank or wash area of the washing machine. The detergent composition can be formulated to go into solution at a substantially uniform rate, thus delivering a consistent ratio of ingredients to the tank.
Durch Regelung der Sprühzeit kann die Menge an Waschmittel und damit die Waschmittelkonzentration in der Wäsche geregelt werden. In anderen Worten fließt das infolge des Auftreffens des Sprühstrahls auf der freiliegenden Waschmittelfläche gebildete flüssige, wäßrige Waschmittel im allgemeinen simultan mit seiner Bildung innerhalb einer Abgabevorrichtung mittels Schwerkraft in die Leitung. Das Ansammeln von stehendem Wasser oder wäßriger Flüssigkeit innerhalb der Abgabevorrichtung wird nicht zugelassen.By controlling the spray time, the amount of detergent and thus the detergent concentration in the laundry can be controlled. In other words, the liquid, aqueous detergent formed as a result of the spray jet hitting the exposed detergent surface generally flows into the line by gravity at the same time as it is formed within a dispenser. The accumulation of standing water or aqueous liquid within the dispenser is not permitted.
Die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch eine Anzahl von Verfahren einschließlich, ohne auf diese begrenzt zu sein, diskontinuierlicher und halbkontinuierlicher Verfahren gebildet werden.The solid cast low temperature detergent composition of the present invention can be formed by a number of processes including, but not limited to, batch and semi-continuous processes.
Obwohl die folgenden Verfahren mit Bezugnahme auf bestimmte Komponenten beschrieben werden, versteht es sich, daß andere Komponenten und ähnliche Verfahren verwendet werden können, um eine Waschmittellösung zu bilden, welche in eine Gußform gegossen werden kann und welche durch Hydratation ihrer hydratisierbaren Komponenten aushärten wird, um eine feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung zu bilden. Die feste gegossene Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung dieser Erfindung kann durch Vereinigung der Komponenten in einem geeigneten Mischer, der gegen den chemischen Angriff der Inhaltsstoffe ausreichend beständig ist und eine ausreichende Mischkapazität hat, hergestellt werden. Obwohl die Inhaltsstoffe im allgemeinen in jeglicher Reihenfolge zusammengemischt werden können, ohne daß wesentlich verschlechterte Eigenschaften auftreten, wird bei der bevorzugten Methode zur Herstellung der Zusammensetzung zunächst ein großer Mischer industriellen Maß stabs mit einer wäßrigen Lösung eines Akalimetallhydroxids beladen. Mischen und Erhitzen der wäßrigen Alkalimetallhydroxid- Lösung führt zu einer mischbaren flüssigen Matrix. In die im industriellen Mischer befindliche Lösung können dann die restlichen Komponenten eingebracht werden. Wenn das verwendete Komplexierungsmittel Phosphat enthält, wird es vorzugsweise gegen Ende des Verfahrens zugesetzt, um die Phosphatreversion zu minimieren.Although the following processes are described with reference to specific components, it is to be understood that other components and similar processes can be used to form a detergent solution which can be poured into a mold and which will harden by hydration of its hydratable components to form a solid cast low temperature detergent composition. The solid cast low temperature detergent composition of this invention can be prepared by combining the components in a suitable mixer which is sufficiently resistant to chemical attack by the ingredients and has sufficient mixing capacity. Although the ingredients can generally be mixed together in any order without significantly degrading properties, the preferred method of preparing the composition is to first charge a large industrial scale mixer with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide. Mixing and heating the aqueous alkali metal hydroxide solution results in a miscible liquid matrix. The remaining components can then be added to the solution in the industrial mixer. If the complexing agent used contains phosphate, it is preferably added towards the end of the process to minimize phosphate reversion.
Der industrielle Mischer wird bei einer ausreichenden Geschwindigkeit und Antriebskraft und einem ausreichenden Temperaturbereich betrieben, um hinreichende Durchmischung der Komponenten sicherzustellen. Sobald die Komponenten vollständig durchmischt und gleichförmig sind, wird die Zusammensetzung zur Aushärtung in Gußformen oder Kapseln abgezogen.The industrial mixer will operate at a sufficient speed and driving force and a sufficient temperature range to ensure adequate mixing of the components. Once the components are fully mixed and uniform, the composition is drawn off into molds or capsules for curing.
Während der Verarbeitung werden die Komponenten vorzugsweise, um das Produkt geschmolzen und damit bearbeitbar zu halten, unter Aufrechterhaltung der Temperatur der Zusammensetzung bei ungefähr 150 bis 160ºF (65,6 bis 71,7ºC), vorzugsweise, für optimale Bearbeitbarkeit, bei ungefähr 153 bis 157ºF (67,2 bis 69,4ºC) durchmischt und in die Kapsel oder die Gußform abgezogen. Das Verfahren muß die ganze Zeit über bei einem Minimalwert von ungefähr 150ºF (65,6ºC) gefahren werden, um ein geschmolzenes Produkt beizubehalten.During processing, the components are preferably mixed and drawn into the capsule or mold to keep the product molten and thus workable while maintaining the temperature of the composition at about 150 to 160ºF (65.6 to 71.7ºC), preferably about 153 to 157ºF (67.2 to 69.4ºC) for optimum workability. The process must be run at a minimum of about 150ºF (65.6ºC) at all times to maintain a molten product.
Eine besonders brauchbare Waschmittelzusammensetzung dieser Erfindung wird gebildet, indem ca. 60 bis 70 Gew.-Teile einer 40 bis 75 Gew.-%igen wäßrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxids, z. B. Natriumhydroxid, auf eine Temperatur von ca. 150 bis 165ºF (65,6 bis 73,9ºC), vorzugsweise, aus Gründen der optimalen Verarbeitung, auf ca. 154 bis 157ºF (67,8 bis 69,4ºC) erhitzt wird. Siehe Beispiele 1 bis 4, die folgen. Dieser Temperaturbereich ist für die Viskosität und Qualität des Endproduktes entscheidend, da er das Durchmischen des Produktes, während es sich in seinem flüssigen Zustand befindet, ermöglicht. Das Erhitzen sollte dann abgebrochen werden, nachdem die Temperatur den oben angegebenen Bereich erreicht hat.A particularly useful detergent composition of this invention is formed by heating about 60 to 70 parts by weight of a 40 to 75 weight percent aqueous solution of an alkali metal hydroxide, e.g., sodium hydroxide, to a temperature of about 150 to 165°F (65.6 to 73.9°C), preferably, for optimum processing, about 154 to 157°F (67.8 to 69.4°C). See Examples 1 to 4, which follow. This temperature range is critical to the viscosity and quality of the final product, as it allows for mixing of the product while it is in its liquid state. Heating should then be discontinued after the temperature reaches the range specified above.
Die Alkalimetallhydroxid-Lösung wird dann für eine wirksame Wärmeverteilung und um die Lösung durchmischt und fließend zu halten, mit einer ausreichenden Geschwindigkeit durchmischt. Obwohl andere Alkalimetallhydroxide verwendet werden können, hat sich Natriumhydroxid als besonders brauchbar erwiesen und die folgende Herstellungsmethode wird unter Bezugnahme auf Natriumhydroxid beschrieben werden. 50 Gew.-%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösungen sind leicht kommerziell erhältlich. Lösungen, die mehr als 50 Gew.-% Natriumhydroxid enthalten, sind ebenfalls erhältlich (z. B. 73%) oder können durch Zugabe einer gewünschten Menge wasserfreien Natriumhydroxids zu einer 50 Gew.-%igen Natriumhydroxid-Lösung erzeugt werden. Eine wäßrige Natriumhydroxid-Lösung kann auch durch Mischen von Wasser und wasserfreiem Natriumhydroxid im gewünschten Verhältnis hergestellt werden.The alkali metal hydroxide solution is then agitated at a sufficient rate for effective heat distribution and to keep the solution mixed and flowing. Although other alkali metal hydroxides can be used, Sodium hydroxide has been found to be particularly useful and the following method of preparation will be described with reference to sodium hydroxide. 50 wt% aqueous sodium hydroxide solutions are readily available commercially. Solutions containing more than 50 wt% sodium hydroxide are also available (e.g. 73%) or can be prepared by adding a desired amount of anhydrous sodium hydroxide to a 50 wt% sodium hydroxide solution. An aqueous sodium hydroxide solution can also be prepared by mixing water and anhydrous sodium hydroxide in the desired ratio.
Dann sollten 0 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 2 bis 3 Gew.-% Wasser in den Mischtank eingebracht werden. Die wäßrige Alkalimetallhydroxid-Lösung liefert eine wäßrige Trägermatrix, in welcher alle anderen Komponenten der gegossenen Zusammensetzung suspendiert oder gelöst werden können.Then 0 to 4 wt%, preferably about 2 to 3 wt%, of water should be added to the mixing tank. The aqueous alkali metal hydroxide solution provides an aqueous carrier matrix in which all other components of the cast composition can be suspended or dissolved.
Ungefähr 2 bis 5 Gew.-% eines Verdickungsmittels, wie eine Polyacrylsäure mit niedrigem Molekulargewicht, kann in den Mischtank eingebracht werden, während das Durchmischen fortgesetzt und die Temperatur des Inhalts des Mischtanks zwischen ungefähr 150 und 160ºF (65,6 und 71,1ºC) gehalten wird.About 2 to 5 weight percent of a thickening agent, such as a low molecular weight polyacrylic acid, may be added to the mix tank while continuing mixing and maintaining the temperature of the mix tank contents between about 150 and 160ºF (65.6 and 71.1ºC).
Das Verdickungsmittel umfaßt typischerweise ungefähr 45 bis 55 Gew.-% Wasser bezogen auf die Verdickungsmittel-Zusammensetzung. Wenn das Verdickungsmittel kein Wasser umfaßt, sollte der Wassergehalt der anderen Komponenten entsprechend eingestellt werden.The thickener typically comprises about 45 to 55 wt% water based on the thickener composition. If the thickener does not comprise water, the water content of the other components should be adjusted accordingly.
Die Zugabe des Verdickungsmittels zu der wäßrigen Alkalimetallhydroxid-Lösung führt zu einer Mischung, in welcher das Alkalimetallhydroxid hydratisiert ist und das Polyacrylat-Verdickungsmittel zur Aufrechterhaltung der Viskosität verwendet wird.The addition of the thickener to the aqueous alkali metal hydroxide solution results in a mixture in which the alkali metal hydroxide hydrated and the polyacrylate thickener is used to maintain viscosity.
Dann werden ungefähr 30 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise, um die richtige Matrix zu bilden, 35 bis 40 Gew.-% und meist bevorzugt ungefähr 34 bis 36 Gew.-% wasserfreie Natriumhydroxidkügelchen in den Mischtank eingebracht. Die Zugabe der wasserfreien Natriumhydroxidkügelchen erhöht die Konzentration an Natriumhydroxid in der Mischung auf ihren endgültigen Wert. Mit der Zugabe der wasserfreien Natriumhydroxidkügelchen liegt kein freies Wasser mehr in der Lösung vor, was zu einer geschmolzenen Matrix führt.Then, to form the proper matrix, approximately 30 to 40 wt.%, preferably 35 to 40 wt.%, and most preferably approximately 34 to 36 wt.%, of anhydrous sodium hydroxide beads are added to the mixing tank. The addition of the anhydrous sodium hydroxide beads increases the concentration of sodium hydroxide in the mixture to its final value. With the addition of the anhydrous sodium hydroxide beads, there is no longer any free water in the solution, resulting in a molten matrix.
Dann können ungefähr 0 bis 5 Gew.-% eines neutralen anorganischen Salzes wie wasserfreies Natriumchlorid in den Mischtank eingebracht werden, um die Viskosität zu erhöhen.Then approximately 0 to 5 wt% of a neutral inorganic salt such as anhydrous sodium chloride can be added to the mixing tank to increase the viscosity.
Als nächstes werden 5 bis 12,6 Gew.-% einer nichtionischen oberflächenaktiven Substanz wie ein Benzylether oder ein linearer polyethoxylierter Alkohol in den Mischtank eingebracht. Das Durchmischen sollte über einen ausreichenden Zeitraum stattfinden, um den Inhalt des Mischtankes zu homogenisieren. Dann können ungefähr 20 bis 34 Gew.-% eines Komplexbildners wie Natriumtripolyphosphat in den Mischtank eingebracht werden. Alternativ kann zu diesem Zeitpunkt eine Natriumtripolyphosphat- Tensid-Vormischung zugegeben werden.Next, 5 to 12.6 wt% of a non-ionic surfactant such as a benzyl ether or a linear polyethoxylated alcohol is added to the mix tank. Mixing should take place for a sufficient time to homogenize the mix tank contents. Then, approximately 20 to 34 wt% of a complexing agent such as sodium tripolyphosphate can be added to the mix tank. Alternatively, a sodium tripolyphosphate surfactant premix can be added at this time.
Dann können ungefähr 21 bis 35 Gew.-% einer Natriumtripolyphosphat-Tensid-Vormischung in den Mischtank eingebracht werden. Die "Natriumtripolyphosphat-Tensid-Vormischung" ist wie in Beispiel 1 definiert. Phosphat enthaltende Zusammensetzungen werden vorzugsweise zu einem späten Zeitpunkt des Verfahrens zugegeben, um die Phosphatreversion zu minimieren.Then, approximately 21 to 35% by weight of a sodium tripolyphosphate surfactant premix may be introduced into the mixing tank. The "sodium tripolyphosphate surfactant premix" is as defined in Example 1. Phosphate-containing compositions are preferably added late in the process added to minimize phosphate reversion.
Dann können dem Mischtank-Inhalt ungefähr 0 bis 0,05 Gew.-% eines Farbstoffes zugesetzt werden. Um den Farbstoff zu schützen, wird er typischerweise gegen Ende des Verfahrens zugesetzt, doch nicht so spät, daß ein für die hinreichende Vermischung des Farbstoffes mit dem Inhalt des Mischtankes nicht ausreichender Zeitraum vorliegt. Fakultative Inhaltsstoffe werden typischerweise nach der Zugabe der nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, jedoch vor der Zugabe des Komplexbildners in den Mischtank eingebracht.Then approximately 0 to 0.05 wt.% of a dye may be added to the mix tank contents. To protect the dye, it is typically added toward the end of the process, but not so late that there is insufficient time for adequate mixing of the dye with the mix tank contents. Optional ingredients are typically added to the mix tank after the addition of the nonionic surfactant but before the addition of the complexing agent.
Nachdem der Komplexbildner, wie ein Polyphosphat, und/oder optionale Füllstoffe oder Komponenten (das Polyphosphat ist ein bevorzugter Inhaltsstoff) zugegeben sind, kann die Mischung abgekühlt werden. Während jeglicher Auflösungs-, Abkühlungs- und Verdickungsschritte kann kontinuierlich durchmischt werden. Die abgekühlte und verdickte Mischung wird in eine behälterförmige Gußform gegossen, bis zu einer die Gußformseitenwände zumindest teilweise bedeckenden Füllhöhe. Wenn die Mischung weiter abkühlt, wird sie aushärten, um eine gegossene Zusammensetzung zu bilden. Es wird angenommen, daß die Aushärtung im wesentlichen auf der Abkühlung beruht. Nachdem es ausgehärtet ist, ist das gegossene Waschmittel an allen Seiten, bis auf seine obere Seite, die freiliegend bleibt, von der Gußform umgeben und ist mit ihr in Kontakt.After the complexing agent, such as a polyphosphate, and/or optional fillers or components (the polyphosphate is a preferred ingredient) are added, the mixture may be cooled. Mixing may be continuous during any dissolution, cooling and thickening steps. The cooled and thickened mixture is poured into a container-shaped mold to a level that at least partially covers the mold side walls. As the mixture cools further, it will harden to form a molded composition. It is believed that the hardening is due essentially to the cooling. After it has hardened, the molded detergent is surrounded by and in contact with the mold on all sides except its top, which remains exposed.
Die vorliegende Erfindung wird unter Zuhilfenahme der folgenden spezifischen Beispiele, welche die Zusammensetzung, die Form und das Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen festes gegossenes Niedrigtemperatur-Waschmittel enthaltenden Artikels veranschaulichen, näher verstanden werden. Es versteht sich, daß viele Veränderungen der Zusammensetzung, der Form und der Herstellungsmethode des gegossenen Waschmittels für Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich wären. Die folgenden Beispiele, in denen sich, falls nicht anders angegeben, die Teile und Prozente auf die Masse beziehen, sind lediglich veranschaulichend.The present invention will be further understood with the aid of the following specific examples which illustrate the composition, form and method of manufacture of the solid cast low temperature detergent containing article of the present invention. It is to be understood that many variations in the composition, form and method of preparation of the poured detergent would be obvious to those skilled in the art. The following examples, in which parts and percentages are by weight unless otherwise indicated, are for illustrative purposes only.
Eine 10000 Pfund(4536 Kilogramm)-Portion der erfindungsgemäßen festen gegossenen Niedrigtemperatur-Waschmittelzusammensetzung wurde unter Anwendung des folgenden Verfahrens hergestellt. Verwendete Geräte waren ein edelstahlverkleideter 1000 Gallonen(3785 Liter)-Mischtank mit einer Rückführungsleitung, eine Verdrängerpumpe, eine Rührmaschine mit regelbarer Geschwindigkeit und ein zweiter Mischtank.A 10,000 pound (4536 kilogram) portion of the solid cast low temperature detergent composition of the present invention was prepared using the following procedure. Equipment used was a 1000 gallon (3785 liter) stainless steel lined mix tank with a recycle line, a positive displacement pump, a variable speed agitator, and a second mix tank.
11,997 Gew.-% einer 50%igen wäßrigen Natriumhydroxid-Lösung wurde in den 1000 Gallonen(3785 Liter)-Mischtank eingebracht. Dann wurde die Rührmaschine mit regelbarer Geschwindigkeit auf den niedrigsten Wert eingestellt. Dann wurde der Inhalt des Mischtanks auf eine Temperatur im Bereich von 150 bis 165ºF (65,6 bis 73,9ºC) erhitzt. Das Erhitzen wurde dann an diesem Punkt unterbrochen. 2,00 Gew.-% weiches Wasser wurden dann in den Mischtank eingebracht. Die Rührgeschwindigkeit wurde dann auf 75 U/min erhöht. Dann wurde mit dem Wiederumlauf des Mischtankinhalts begonnen.11.997 weight percent of a 50% aqueous sodium hydroxide solution was added to the 1000 gallon (3785 liter) mixing tank. The adjustable speed agitator was then set to its lowest setting. The contents of the mixing tank were then heated to a temperature in the range of 150 to 165ºF (65.6 to 73.9ºC). Heating was then discontinued at that point. 2.00 weight percent of soft water was then added to the mixing tank. The agitator speed was then increased to 75 rpm. Recirculation of the mixing tank contents was then begun.
Der Inhalt des Mischtanks wurde dann auf eine Temperatur im Bereich von 185 bis 190ºF (85,0 bis 87,8ºC) erhitzt. 7,000 Gew.-% einer Polyacrylsäure niedrigen Molekulargewichts wurde langsam mit einer Geschwindigkeit von 25 Pfund (11,3 Kilogramm) pro Minute in den Mischtank eingebracht. Die Zugabe der Polyacrylsäure führte zu einer exothermen Reaktion, die die Temperatur des Inhalts des Mischtanks auf 220 bis 230ºF (104,4 bis 110,0ºC) erhöhte. Der Mischtankinhalt wurde dann für 15 Minuten gerührt.The contents of the mixing tank were then heated to a temperature in the range of 185 to 190ºF (85.0 to 87.8ºC). 7,000 wt.% of a low molecular weight polyacrylic acid was slowly added at a rate of 25 pounds (11.3 kilograms) per minute. The addition of the polyacrylic acid resulted in an exothermic reaction which raised the temperature of the contents of the mix tank to 220 to 230ºF (104.4 to 110.0ºC). The mix tank contents were then stirred for 15 minutes.
Als nächstes wurden 40,000 Gew.-% Natriumhydroxidkügelchen langsam in den Mischtank eingebracht. Die Rührgeschwindigkeit wurde dann verändert, überstieg jedoch nicht 110 U/min. Der Inhalt des Mischtankes wurde dann auf 150 bis 155ºF (65,6 bis 68,3ºC) abgekühlt, wobei die Rührgeschwindigkeit soweit wie nötig vermindert wurde, um Verwirbelungen zu verhindern.Next, 40,000 wt% sodium hydroxide beads were slowly added to the mix tank. The agitation speed was then varied but did not exceed 110 rpm. The mix tank contents were then cooled to 150 to 155ºF (65.6 to 68.3ºC) with the agitation speed reduced as necessary to prevent turbulence.
Dann wurden 3,000 Gew.-% wasserfreies Natriumchlorid in den Mischtank eingebracht. Als nächstes wurden 0,003 Gew.-% Pontamine Red (ein Farbstoff) mit 1 Gallone (3,785 Liter) Wasser vorgemischt und in den Mischtank eingebracht.Then 3.000 wt% anhydrous sodium chloride was added to the mix tank. Next, 0.003 wt% Pontamine Red (a dye) was premixed with 1 gallon (3.785 liters) of water and added to the mix tank.
Dann wurden 9,000 Gew.-% eines Benzylethers eines linearen polyethoxylierten Alkohols in den Mischtank eingebracht, indem dieses nichtionische Tensid unter die Oberfläche des Mischtankinhalts gepumpt wurde. Die Rührgeschwindigkeit wurde dann auf 130 U/min erhöht. Der Inhalt des Mischtanks wurde dann auf 145 bis 150ºF (62,7 bis 65,6ºC) abgekühlt.Then 9,000 wt.% of a benzyl ether of a linear polyethoxylated alcohol was introduced into the mix tank by pumping this nonionic surfactant below the surface of the mix tank contents. The agitation speed was then increased to 130 rpm. The mix tank contents were then cooled to 145 to 150ºF (62.7 to 65.6ºC).
1110 lbs. (503,5 Kilogramm) des Mischtankinhalts wurden dann in den zweiten 150 Gallonen(567,8 Liter)-Mischtank überführt. Dann wurde mit dem Rühren begonnen. Die Temperatur im zweiten Mischtank lag zwischen 143 bis 150ºF (61,7 bis 65,6ºC). Dann wurden 27,000 Gew.-% einer Natriumtripolyphosphat-Tensid-Vormischung (unten beschrieben) in den zweiten 150 Gallonen(567,8 Liter)- Mischtank eingebracht. Dann wurde die Rührgeschwindigkeit soweit wie nötig erhöht, um die Bildung von Klumpen zu vermeiden. Das Rühren wurde nach dem Entklumpen noch 5 Minuten fortgeführt. Dann wurde die Rührgeschwindigkeit auf 90 bis 100 U/min vermindert. Die Temperatur wurde im Bereich von 143 bis 150ºF (61,7 bis 65,6ºC) gehalten.1110 lbs. (503.5 kilograms) of the mix tank contents were then transferred to the second 150 gallon (567.8 liter) mix tank. Agitation was then begun. The temperature in the second mix tank was between 143 to 150ºF (61.7 to 65.6ºC). Then 27,000 wt.% of a sodium tripolyphosphate surfactant premix (described below) was added to the second 150 gallon (567.8 liter) mix tank. The agitation speed was then increased to increased as necessary to avoid the formation of lumps. Stirring was continued for 5 minutes after de-lumping. Then the stirring speed was reduced to 90 to 100 rpm. The temperature was maintained in the range of 143 to 150ºF (61.7 to 65.6ºC).
Kurz vor Beginn des Abpackens wurden dem zweiten, 150 Gallonen(567,8 Liter) -Mischtank kontinuierliche Einspeisungen an Vorratslösung und Natriumtripolyphosphat-Tensid-Vormischung zugeführt.Just before packaging began, continuous feeds of stock solution and sodium tripolyphosphate surfactant premix were added to the second 150-gallon (567.8-liter) mix tank.
Der Fluß an Vorratslösung lag in dem Bereich von ungefähr 4 lb. 11 oz. (2,1 Kilogramm) pro 5 Sekunden bis 5 lb. 3 oz. (2,4 Kilogramm) pro 5 Sekunden. Der Fluß an Natriumtripolyphosphat- Tensid-Vormischung lag in dem Bereich von ungefähr 3 lb. 5 oz. (1,5 Kilogramm) bis 3 lb. 9 oz. (1,6 Kilogramm) in 10 Sekunden.The flow of stock solution ranged from approximately 4 lb. 11 oz. (2.1 kilograms) per 5 seconds to 5 lb. 3 oz. (2.4 kilograms) per 5 seconds. The flow of sodium tripolyphosphate surfactant premix ranged from approximately 3 lb. 5 oz. (1.5 kilograms) to 3 lb. 9 oz. (1.6 kilograms) in 10 seconds.
Nachdem sich die Mischung verdickt hatte, aber noch gießbar war, wurden 8 Pfund (3,6 Kilogramm) in eine aus einem Polyethylen- Behälter mit Abmessungen von ungefähr 9 Zoll (22,9 cm) Durchmesser und 6 Zoll (15,2 cm) Höhe bestehende, behälterförmige Gußform gegossen.After the mixture had thickened but was still pourable, 8 pounds (3.6 kilograms) were poured into a container-shaped mold made from a polyethylene container measuring approximately 9 inches (22.9 cm) in diameter and 6 inches (15.2 cm) high.
Die das Produkt enthaltenden Gußformen wurden verschlossen und über einen Zeitraum von über 1 Stunde, über den das Produkt aushärtet, durch einen Wassersprühstrahl-Abkühltunnel geleitet. Der verwendete Wassersprühstrahl hatte eine Temperatur von 60ºF (15,6ºC) und einen Druck von 15 p.s.i. (103,4 kPa).The molds containing the product were sealed and passed through a water spray cooling tunnel for over 1 hour while the product cured. The water spray used had a temperature of 60ºF (15.6ºC) and a pressure of 15 p.s.i. (103.4 kPa).
Die Gewichtsverhältnisse der in Beispiel 1 verwendeten Ausgangsmaterialien waren wie folgt: NaOH, 50% Ausgangsmaterial Gew.-% in der Rezeptur weiches Wasser Polyacrylsäure (niedriges Molgewicht) Natriumhydroxid-Kügelchen wasserfreies Natriumchlorid Pontamine Red (ein Farbstoff) Benzylether eines linearen polyethoxylierten Alkohols Natriumtripolyphosphat-Tensid-VormischungThe weight ratios of the starting materials used in Example 1 were as follows: NaOH, 50% starting material wt% in the formulation soft water polyacrylic acid (low molecular weight) sodium hydroxide beads anhydrous sodium chloride Pontamine Red (a dye) benzyl ether of a linear polyethoxylated alcohol sodium tripolyphosphate surfactant premix
Obwohl dieses Produkt ohne zusätzliche Zusätze als Waschmittel verwendet werden kann, können, wie zuvor beschrieben, zusätzliche Komponenten enthalten sein.Although this product can be used as a detergent without additional additives, additional components may be included, as previously described.
Das in den Beispielen verwendete Natriumhydroxid 50% bezieht sich auf eine wäßrige 50 Gew.-%ige Natriumhydroxid-Lösung. Solche Lösungen sind leicht kommerziell erhältlich.The sodium hydroxide 50% used in the examples refers to an aqueous 50 wt% sodium hydroxide solution. Such solutions are readily available commercially.
Die in den Beispielen verwendete Polyacrylsäure niedrigen Molekulargewichts hat die folgenden Eigenschaften:The low molecular weight polyacrylic acid used in the examples has the following properties:
Erscheinung: wasserklare bis goldgelbe, getrübte FlüssigkeitAppearance: water-clear to golden yellow, cloudy liquid
Aktivität: 48 - 50% wäßrige LösungActivity: 48 - 50% aqueous solution
Calcium-Chelatbildung: 900 - 1100 meq. CaCalcium chelation: 900 - 1100 meq. Ca
pH, 100%: 1,5 bis 2,0pH, 100%: 1.5 to 2.0
Löslichkeit: leicht löslich in Wasser bei pH-Werten größer als 4Solubility: easily soluble in water at pH values greater than 4
Molgewicht: -3000 (Grenzviskosität)Molar weight: -3000 (intrinsic viscosity)
Äquivalenzmasse: 72Equivalent mass: 72
Die in den Beispielen verwendeten wasserfreien Natriumhydroxid- Kügelchen hatten ein derartige Größe, daß 80% der Kügelchen ein 250 um(60 U.S. mesh)-Sieb passieren könnten. Wasserfreie Natriumhydroxid-Kügelchen sind von zahlreichen Bezugsquellen kommerziell erhältlich.The anhydrous sodium hydroxide beads used in the examples were of such a size that 80% of the beads had a 250 um (60 US mesh) sieve. Anhydrous sodium hydroxide beads are commercially available from numerous sources.
Der in den Beispielen verwendete Benzylether eines linearen polyethoxylierten Alkohols hatte die folgenden Eigenschaften:The benzyl ether of a linear polyethoxylated alcohol used in the examples had the following properties:
Erscheinung: hell-goldgelber FeststoffAppearance: light golden yellow solid
Aktivität: 100%Activity: 100%
Schmelzpunkt: 30 - 35ºCMelting point: 30 - 35ºC
Trübungspunkt (1%ige Lösung): 60 - 64ºF (15, 6 - 17,8ºC)Cloud point (1% solution): 60 - 64ºF (15.6 - 17.8ºC)
Hydroxyl-Zahl: max. 5Hydroxyl number: max. 5
pH (1%ige Lösung): 6,7 - 8,0pH (1% solution): 6.7 - 8.0
Brechungsindex @35ºC: 1,4700 - 1,4725Refractive index @35ºC: 1.4700 - 1.4725
Oberflächenspannung (0,1%ige Lösung): 33,9 dyn/cm (3,39 cN/m)Surface tension (0.1% solution): 33.9 dyn/cm (3.39 cN/m)
Ross-Miles-Schaum (0,1%ige Lösung): Anfangs: 5 mmRoss-Miles foam (0.1% solution): Initial: 5 mm
5 Min.: 05 mins: 0
Die in den Beispielen verwendete Natriumtripolyphosphat-Tensid- Vormischung umfaßte 97,100% grobes granulares Natriumtripolyphosphat und 2,900% Tensid-Vormischung. Die Tensid-Vormischung umfaßte 86,00% eines mit Propylenoxid nichtionisch terminierten Ethylenoxid-Propylenoxid-Blocks mit den folgenden Eigenschaften:The sodium tripolyphosphate surfactant premix used in the examples comprised 97.100% coarse granular sodium tripolyphosphate and 2.900% surfactant premix. The surfactant premix comprised 86.00% of a propylene oxide nonionically terminated ethylene oxide-propylene oxide block having the following properties:
Erscheinung: goldgelbe FlüssigkeitAppearance: golden yellow liquid
Aktivität: 100%Activity: 100%
Trübungspunkt (1%ige Lösung): 85 - 90ºF (29,4 - 32,2ºC)Cloud point (1% solution): 85 - 90ºF (29.4 - 32.2ºC)
Hydroxyl-Zahl: 22 - 32Hydroxyl number: 22 - 32
pH (1%ige Lösung): 9,5 - 10,7pH (1% solution): 9.5 - 10.7
Brechungsindex @25ºC: 1,4570 - 1,4590Refractive index @25ºC: 1.4570 - 1.4590
Oberflächenspannung (0,1%ige Lösung): 42,0 dyn/cm (4,20 cN/m)Surface tension (0.1% solution): 42.0 dyn/cm (4.20 cN/m)
Dichtzahl @25ºC: 1,037Density @25ºC: 1.037
Dichte: 8,7 lbs/gal. (1,04 kg/Liter)Density: 8.7 lbs/gal. (1.04 kg/liter)
und 14% eines Entschäumungsmittels, welches eine Mischung aus Mono- und Dialkylsäurephosphatestern, in denen die Akylgruppen linear waren, war. Das Entschäumungsmittel war reich an Monoalkylsäureestern; wobei die Alkylgruppe C&sub1;&sub6; war.and 14% of a defoamer which was a mixture of mono- and dialkyl acid phosphate esters in which the alkyl groups were linear. The defoamer was rich in monoalkyl acid esters; the alkyl group was C₁₆.
Das Entschäumungsmittel hatte die folgenden Eigenschaften:The defoamer had the following properties:
Erscheinung: Hellbrauner FeststoffAppearance: Light brown solid
Aktivität: 100%Activity: 100%
Schmelzpunkt: 55 - 63ºCMelting point: 55 - 63ºC
pH (1%ige Lösung): 2,3 - 3,2pH (1% solution): 2.3 - 3.2
Löslichkeit: Vollständig löslich in Lösungsbenzin, primären Alkoholen, Aromaten und vielen nichtionischen oberflächenaktiven Substanzen. Schwerlöslich in Wasser.Solubility: Completely soluble in mineral spirits, primary alcohols, aromatics and many non-ionic surfactants. Slightly soluble in water.
Typische Zusammensetzung: 6 - 9% OrthophosphatTypical composition: 6 - 9% orthophosphate
57 - 64% Monoalkylsäurephosphat57 - 64% monoalkyl acid phosphate
7 - 11% Dialkylsäurephosphat7 - 11% dialkyl acid phosphate
16 - 30% linearer Alkohol16 - 30% linear alcohol
Ein ausgehärtetes gegossenes Waschmittel wurde gemäß dem in Beispiel 1 dargelegten Verfahren hergestellt.A cured cast detergent was prepared according to the procedure set forth in Example 1.
Die Gewichtsverhältnisse der in Beispiel 2 verwendeten Ausgangsmaterialien waren wie folgt: Ausgangsmaterial % in der Rezeptur NaOH, 50% weiches Wasser Polyacrylsäure (niedriges Molgewicht) Natriumhydroxid-Kügelchen wasserfreies Natriumchlorid Pontamine Red (ein Farbstoff) Benzylether eines linearen polyethoxylierten Alkohols Natriumtripolyphosphat-Tensid-VormischungThe weight ratios of the starting materials used in Example 2 were as follows: Starting Material % in the Formulation NaOH, 50% Soft Water Polyacrylic Acid (Low Molecular Weight) Sodium Hydroxide Beads Anhydrous Sodium Chloride Pontamine Red (a dye) Benzyl Ether of a Linear Polyethoxylated Alcohol Sodium Tripolyphosphate Surfactant Premix
Ein ausgehärtetes gegossenes Waschmittel wurde gemäß der in Beispiel 1 dargelegten Methode hergestellt.A cured cast detergent was prepared according to the method outlined in Example 1.
Die Gewichtsverhältnisse der in Beispiel 3 verwendeten Ausgangsmaterialien waren wie folgt: Ausgangsmaterial % in der Rezeptur NaOH, 50% weiches Wasser Polyacrylsäure (niedriges Molgewicht) Natriumhydroxid-Kügelchen wasserfreies Natriumchlorid Pontamine Red (ein Farbstoff) Benzylether eines linearen polyethoxylierten Alkohols Natriumtripolyphosphat-Tensid-VormischungThe weight ratios of the starting materials used in Example 3 were as follows: Starting Material % in the Formulation NaOH, 50% Soft Water Polyacrylic Acid (Low Molecular Weight) Sodium Hydroxide Beads Anhydrous Sodium Chloride Pontamine Red (a dye) Benzyl Ether of a Linear Polyethoxylated Alcohol Sodium Tripolyphosphate Surfactant Premix
Die obige Diskussion, die Beschreibung und die Beispiele schaffen eine für das Verstehen der Erfindung ausreichende Basis. Die Erfindung wohnt den nachfolgend beigefügten Ansprüchen inne.The above discussion, description and examples provide sufficient information for understanding the invention. Basis. The invention resides in the claims appended hereto.
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