DK151389B - Anvendelse af et delvis hydratiseret natriumtripolyphosphat til fremstilling af vaskepulvere - Google Patents

Description

151389 j

Opfindelsen angår anvendelsen af delvis hydratiserede natrium-tripolyphosphater til fremstilling af godt risledygtige vaskepulvere ved varmspraytørring af de vandige vaskemiddelsuspensioner.

Det er kendt at fremstille vaskepulver efter varmspraytør-ringsmetoden, idet der tilberedes en vandig suspension af de ikke-fug-tigheds- og -temperaturfølsomme vaskemiddelkomponenter ved ca. 60 til ca. 90°C, som derefter tørres efter sprøjtning eller forstøvning i et tårn i en varm luftstrøm med en temperatur på 270-360°C. Herved arbejdes der såvel efter modstrøms- som efter medstrøms-metoden. De 2 151389 fra varmspraytårnet fjernede hulkugleformige vaskemiddelpartikler, der har en temperatur på 30-60°C, afkøles derpå over modningsstrækninger, f.eks. i form af transportbånd eller et drejerør, oplagres i siloer og fyldes i pakninger af bestemt størrelse. Til dels blandes også de hulkugleformige vaskemiddelpartikler på modningsstrækningen ved hjælp af egnede indretninger homogent med yderligere vaskemiddelkomponenter, f.eks. natriumperborat, enzymer og parfume. De på den ovenfor beskrevne måde fremstillede vaskepulvere skal være tørre, opbevaringsstabile og godt risledygtige, således at der under deres opbevaring i siloen eller i pakningerne ikke optræder nogen klumpdannelse .

Opfyldelsen af kravet om en god opbevaringsstabilitet og risledygtighed frembyder store vanskeligheder, især ved fremstillingen af vaskemidler med høj andel af anionisk tensid, der anvendes som håndvaskemidler, ved fremstillingen af sodaholdige vaskemiddelsammensætninger samt af sammensætninger, som til skumregulering udviser høje indhold af naturlige fedtsyrer. Det har endvidere vist sig, at også arten af det anioniske tensid som vaskemiddelkomponent kan udøve en særlig indflydelse på -vaskemidlets opbevaringsstabilitet og risledygtighed. Eksempelvis forringes risledygtigheden af det ved varmspraytørring fremstillede vaskepulver tydeligt ved overgangen fra det biologisk vanskeligt nedbrydelige, kædeforgrenede tetrapropylenbenzensulfonat til det biologisk godt nedbrydelige, lineære dodecylbenzensulfonat som tensidkomponent .Lignende iagttagelser er blevet gjort ved anvendelsen af det biologisk fuldstændigt nedbrydelige sekundære alkansul-fonat med en lineær carbonkæde på 14-17 carbonatomer.

Endelig er det blevet erkendt, at det i storteknisk målestok fremstilledeog ved den ovenfor beskrevne vaskemiddelfremstillingsproces ved varmspraytørring anvendte pentanatriumtriphosphat ligeledes har indflydelse på vaskepulverets opbevaringsstabilitet og risledygtighed. Således omdanner man til forbedring af de fysiske egenskaber af vaskepulvere, f.eks. i overensstemmelse med USA-patentskrift nr. 3.133.024, først pentanatriumtriphosphatet til det delvis eller fuldstændigt hydratiserede pentanatriumtriphosphat-hexahydrat, inden man påbegynder den egentlige tilberedning af den vandige vaskemiddelsuspension. Af lignende grunde er det også blevet foreslået til fremstilling af den vandige vaskemiddelsuspension at anvende et pentanatriumtriphosphat, som er blevet kalcineret ved 400-550°C og tilsat 0,5-10% vand. I princippet er de i det foregående omtalte arbejdsmåder 3 151389 processer, der er forbundet med betydelige omkostninger og et betydeligt tidsforbrug. Følgelig anbefaler Merkenich i "Seifen-Ole-Fette-Wachse", 91^, side 319 (1965), anvendelsen af pentanatriumtriphosphat med en bestemt andel af højtemperaturformen, også kaldet fase-I-mo-difikationen, da tilberedningen af den vandige vaskemiddelsuspension herved foregår direkte i et enkelt fremgangsmådetrin, og der fås vaskepulvere, som besidder en kortere modningstid samt en god opbevaringsstabilitet og en god risledygtighed.

I praksis har det imidlertid vist sig, at der ved anvendelsen af teknisk pentanatriumtriphosphat, der har et fase-I-indhold på mere en 10%, ikke i alle tilfælde lader sig fremstille upåklageligt risledygtigt vaskemiddel ved varmspraymetoden. Selv ved anvendelse af pentanatriumtriphosphat med et fase-I-indhold på 30%, fås der til dels vaskepulver med dårlig risledygtighed. Man bestemmer herved fase-I-indholdet i pentanatriumtriphosphatet enten røntgen-ografisk efter angivelserne af A.J. Mabis og O.T. Quimby i Anal.Chem., 25, side 1814 (1953), eller ved hjælp af "Temperature-Rise-Test" ifølge J.D. McGilvery i ASTM Bulletin, 191, side 22 (1953).

Det har vist sig, at risledygtigheden og opbevaringsbestandig-heden af et pentanatriumtriphosphat-holdigt vaskemiddel endelig blandt andet også afhænger af den til fremstillingen af pentanatriumtriphosphatet anvendte phosphorsyre. Der kan nemlig til fremstillingen af pentanatriumtriphosphatet anvendes en phosphorsyre, der enten fås ved oplukning af phosphat-erts med mineralsyrer - såkaldt vådphosphor-syre - eller ud fra elektrotermisk fremstillet phosphor - såkaldt termisk phosphorsyre. Med henblik på vaskemiddelfremstillingen eller risledygtigheden af det fremstillede vaskemiddel har det vist sig at være problematisk at anvende pentanatriumtriphosphater, der er fremstillet ud fra vådphosphorsyre eller ud fra blandinger af vådphosphor-syre og termisk phosphorsyre.

Selv ved anvendelse af et efter fremgangsmåden ifølge det tyske patentskrift nr. 1.801.431 fremstillet pentanatriumtriphosphat, hvis phosphorsyrekomponent er en blanding af vådphosphorsyre og termisk phosphorsyre, kan der ikke i alle tilfælde ved hjælp af varmspray-tørringsmetoden fås et upåklageligt risledygtigt vaskepulver, skønt de efter den førnævnte kendte metode fremstillede pentanatriumtriphosphater betegnes som ikke-klumpdannende ved berøring med vand. Heraf fremgår det, at den tekniske lære, der fremgår af det tyske patentskrift nr. 1.801.431, ikke uden videre lader sig overføre til frem 4 151389 stillingen af vaskemidler efter varmspraytørringsmetoden under anvendelse af , ud fra blandinger af vådphosphorsyre og termisk phosphorsyre fremstillede pentanatriumtriphosphater. De til grund for dette forhold liggende årsager har hidtil ikke kunnet opklares; tværtimod opstod den til den i det følgende omtalte opfindelse førende problematik ved fremkomsten af fejlcharger ved vaskepulverfremstillingen efter varmspraytørringsmetoden, idet den muligt generende indflydelse af indhold af fremmedkationer, f.eks. jordalkali-metalioner, blev udelukket.

Det har nu vist sig, at delvis hydratiserede natriumtripoly-phosphater, til hvis fremstilling der er anvendt vådphosphorsyre eller blandinger af vådphosphorsyre og termisk phosphorsyre, kan anvendes som vaskemiddelkomponenter ved varmspraytørringsmetoden under opnåelse af et godt risledygtigt vaskepulver, når natriumtripolyphos-phatet udviser et bestemt Na20 ^20,^.-forhold samt et bestemt krystalvandindhold.

Opfindelsen angår således anvendelsen af et delvis hydra-tiseret natriumtripolyphosphat med et krystalvandindhold på fra 0,3 til 2,0 vægtprocent og et fase-I-indhold på fra 30 til 60%, der fås ved a) tørring og kalcinering af ud fra blandinger af termisk phosphorsyre og vådphosphorsyre i forhold^. 4:1 eller blot vådphosphorsyre fremstillede natriumphosphatopløsninger, der udviser et Na20:P202-molforhold på fra 1,676 til 1,700, idet udgående fra et molforhold på 1,676 molforholdet mellem Itø^O og ^or ^ver 1° vægtprocents andel af vådphosphorsyre i blandingen af phosphorsyrerne forøges med hver gang ca. 0,003, og b) behandling af det kalcinerede produkt med vand eller vanddamp, til fremstilling af godt risledygtige vaskepulvere efter varmspraytørringsmetoden.

Fremstillingen af det her omhandlede, delvis hydratiserede natriumtripolyphosphat kan f.eks. ske ved fremgangsmåden ifølge tysk patentskrift nr. 1.801.431. Ligeledes betragtes gennemførelsen af varmspraytørringsmetoden som kendt.

Ud over det her omhandlede, delvis hydratiserede natriumtripolyphosphat kan der til vaskemiddelfremstilling anvendes gængse anioniske eller ikke-ioniske tensider, vaskehjælpe- og tilsætningsstoffer, og stoffer, der forøger smudsbæreevnen for vaskeflotter, samt hvidtoningsmidler og skumregulatorer.

5 151389

Ved anioniske tensider skal der forstås de vandopløselige salte af højere fedtsyrer eller harpikssyre, f.eks. natrium- eller kaliumsæber af hærdet eller uhærdet kokos-, palmekærne- eller rapsolie, samt af talg og tilsvarende blandinger deraf. Endvidere skal der ved anionaktive stoffer forstås højere, alkylsubstituerede, én-kærnede, aromatiske sulfonater, f.eks. alkylbenzensulfonater med 9-14 C-atomer, i alkylgruppen, alkylnaphthalensulfonater, alkyltoluen-sulfonater, alkylxylensulfonater eller alkylphenolsulfonater samt sulfaterede aliphatiske alkoholer eller alkoholethere, f.eks. natrium- eller kaliumlauryl- eller -hexadecylsulfat, triethanolamin-alurylsulfat, natrium- eller kaliumoleylsulfat . samt natrium- eller kaliumsalte af med ca. 2-6 mol ethylenoxid ethoxyleret laurylsulfat. Yderligere egnede anioniske tensider er sekundære lineære alkansul-fonater samt α-olefinsulfonater med en kædelængde på 12-20 carbon-atomer.

Ved de ikke-ionogene tensider skal der i den foreliggende opfindelses forstand forstås sådanne forbindelser, der udviser en organisk, hydrofobgruppe samt en hydrofil rest. Eksempler på ikke--ionogene tensider er kondensationsprodukterne af alkylphenoler med ethylenoxid eller af højere fedtalkoholer med ethylenoxid, endvidere kondensationsprodukterne af polypropylenglyco1 med ethylenoxid eller propylenoxid samt kondensationsprodukterne af ethylenoxid med reaktionsproduktet af ethylendiamin og propylenoxid. Også langkædede tertiære aminoxider hører til gruppen af de ovennævnte forbindelser.

Vaskehjælpe- og tilsætningsstoffer af den her omhandlede art omfatter produkter som f.eks. alkalimetal- eller ammoniumsaltene af svovlsyre, kiselsyre, carbonsyre, borsyre, oligocarboxyphosphonsyre, alkylen-, hydroxyalkylen- eller aminoalkylenphosphonsyre samt blegemidler, stabilisatorer for peroxyforbindelser og vandopløselige organiske kompleksdannere. Specielt hører til de sidstnævnte forbindelsesgrupper natriumperboratmono- eller -tetrahydrat, natriumpercarbonat, alkalimetalsaltene af peroxymono- eller -disvovlsyre, alkalimetalsaltene af perpyrophosphorsyren, vandopløseligt, fældet magnesium-silicat samt alkalimetalsaltene af aminodieddikesyre, nitrilotri-eddikesyre, ethylendiamintetraeddikesyre, methylendiphosphonsyre, hydroxyethandiphosphonsyre, nitrilotrismethylenphosphonsyre, phosphon-oravsyre og l,3,5-tricarboxypentan-3-phosphonsyre.

Stoffer, der forøger smudsbæreevnen af vaskeflotter, er f.eks. carboxymethylcellulose, carboxymethylstivelse og polyvinylalkohol 6 151389 samt homo- eller copolymere af acryl- og/eller maleinsyre med umættede carboxylsyrer, definer eller kortkædede umættede aliphatiske ethere, estere eller alkoholer. Endvidere skal der ved skumregulatorer forstås mono- og dialkylphosphorsyreestere med 10-20 carbonatomer.

Opfindelsen og dens fordele skal belyses, nærmere i de følgende udførelseseksempler.

Eksempel 1 (Sammenligningseksempel)

Til fremstilling af et svagtskummende vaskepulver fremstilles der først en af de følgende komponenter bestående af vandig vaskemiddelsuspension med en temperatur på 75°C, og der sammenblandes grundigt: 4.8 vægtdele lineært dodecylbenzensulfonat 1.6 vægtdele talgfedtsæbe 1.6 vægtdele talgfedtalkoholethoxylat med 11 mol ethylenoxid pr. mol talgfedtalkohol 0,6 vægtdele carboxymethylcellulose 1.6 vægtdele magnesiumsilieat 1.6 vægtdele natriumdisilicat 4.9 vægtdele natriumsulfat 0,9 vægtdele toluensulfonsyre 24 vægtdele vand I suspensionen indføres der under omrøring 19,3 vægtdele delvis hydratiseret, ved fremgangsmåden ifølge DT-PS 1.801.431 fremstillet pentanatriumtriphosphat. Pentanatriumtriphosphatet har et Na20:P20^-molforhold på 1,690, et fase-I-indhold på 22% samt et krystalvandindhold på 5,1 vægtprocent. Den til fremstillingen af pentanatriumtriphosphatet anvendte phosphorsyre består af en blanding af vådphosphorsyre og termisk phosphorsyre i forholdet 65:35. Pentanatriumtriphosphatet er forurenet med mindre end 0,05 vægtprocent jordalkalimetal.

Den vandige vaskemiddelsuspension efterrøres ved 70°C i endnu 15 minutter, homogeniseres derpå og indsprøjtes på kendt måde i hovedet af et varmspraytårn med 40 atmosfærers overtryk ved hjælp af indføringsdyser og tørres med varm luft med en temperatur på 325°C i modstrøm. Det hulkugleformige vaskepulver, som forlader varmspray-tårnet, har en temperatur på 30-40°C og eftertørres til færdigmodning i to timer i luften i udspredt tilstand.

7 151389

Den derpå udførte bestemmelse af vandindholdet giver en værdi på 10,8 vægtprocent. Dernæst blandes 7,5 vægtdele af dette produkt med 2,5 vægtdele natriumperborat-tetrahydrat, blandingen fyldes straks i kascherede papæsker, og æskerne tilklæbes. Den endelige rysterumvægt for vaskepulveret andrager 340 gram pr. liter.

Efter en opbevaringstid på 28 dage ved stuetemperatur åbnes papæskerne til bedømmelse af produktets risledygtighed. Herved viser der sig en kraftig sammenklumpning af vaskepulveret, således at dette ikke frit kan strømme ud af pakningen.

Eksempel 2 (Sammenligningseksempel)

Der gås frem analogt med eksempel 1, idet der dog anvendes et pentanatriumtriphosphat, som har et Na20:P20^-molforhold på 1,687 samt et fase-I-indhold på 68% og ikke indeholder noget krystalvand. Den til fremstillingen af pentanatriumtriphosphatet anvendte phosphorsyre består af en blanding af vådphosphorsyre og termisk phosphorsyre i forholdet 55:45. Pentanatriumtriphosphatet er forurenet med mindre end 0,05 vægtprocent jordalkalimetal.

Bestemmelsen af vaskemidlets vandindhold viser en værdi på 10,9 vægtprocent. 7,5 vægtdele af produktet blandes med 2,5 vægtdele natriumperborat-tetrahydrat, blandingen fyldes straks på kascherede papæsker, og disse tilklæbes. Den endelige rysterumvægt af vaskepulveret andrager 335 gram pr. liter.

Efter en opbevaringstid på 28 dage ved stuetemperatur åbnes vaskemiddelpakningerne til bedømmelse af produktets risledygtighed. Vaskepulveret er upåklageligt risledygtigt og viser ingen klumpdannelser.

Eksempel 3 (ifølge opfindelsen)

Der gås frem analogt med eksempel 1, idet der dog anvendes pentanatriumtriphosphat, der hår et Nag0:P2°5“molforhold på 1,687, et fase-I-indhold på 52% samt et krystalvandindhold på 0,4 vægtprocent.

Den til fremstillingen af pentanatriumtriphosphatet anvendte phosphorsyre består af en blanding af vådphosphorsyre og termisk phosphorsyre i forholdet 55:45. Pentanatriumtriphosphatet er forurenet med mindre end 0,05 vægtprocent jordalkalimetal.

Bestemmelsen af vaskemidlets vandindhold giver en værdi på 10,7 vægtprocent. 7,5 vægtdele af produktet blandes med 2,5 vægtdele natriumperborat-tetrahydrat, blandingen fyldes straks på kascherede 8 151389 pulveret andrager 345 gram pr. liter.

Efter en opbevaringstid på 28 dage ved stuetemperatur åbnes vaskemiddelpakningerne til bedømmelse af produktets risledygtighed. Vaskepulveret er upåklageligt risledygtigt og viser ingen klumpdannelser .

Eksempel 4 (ifølge opfindelsen)

Der gås frem analogt med eksempel 1, idet der dog anvendes et pentanatriumtriphosphat, som har et Na20:P20g-molforhold på 1,687, et fase-I-indhold på 38% samt et krystalvandindhold på 1,6 vægtprocent. Den til fremstillingen af pentanatriumtriphosphatet anvendte phosphor-syre består af en blanding af vådphosphorsyre og termisk phosphorsyre i forholdet 55:45. Pentanatriumtriphosphatet er forurenet med mindre end 0,05 vægtprocent jordalkalimetal.

Bestemmelsen af vaskemidlets vandindhold giver en værdi på 10,9 vægtprocent. 7,5 vægtdele af produktet blandes med 2,5 vægtdele natriumperborat-tetrahydrat, blandingen fyldes straks på kascherede papæsker, og disse tilklæbes. Den endelige rysterumvægt af vaskepulveret er 340 gram pr. liter.

Efter en opbevaringstid på 28 dage ved stuetemperatur åbnes vaskemiddelpakningerne til bedømmelse af produktets risledygtighed. Vaskepulveret er upåklageligt risledygtigt og viser ingen klumpdannelser.

Claims (1)

151389 Patentkrav, Anvendelse af et delvis hydratiseret natriumtripolyphosphat med et krystalvandindhold på fra 0,3 til 2,0 vægtprocent og et fase--I-indhold på fra 30 til 60%, der fås ved a) tørring og kalcinering af ud fra blandinger af termisk phosphorsyre og vådphosphorsyre i forhold <4:1 eller blot vådphos-phorsyre fremstillede natriumphosphatopløsninger, der udviser et Na20:p20,--'molforhold på fra 1,676 til 1,700, idet udgående fra et molforhold på 1,676 molforholdet Na20:P20^ for hver 10 vægtprocents andel af vådphosphorsyre i blandingen af phosphorsyrerne forøges med hver gang ca. 0,003, og b) behandling af det kalcinerede produkt med vand eller vanddamp, til fremstilling af godt risledygtige vaskepulvere efter varmspraytørringsmetoden.