FI65087B - Anvaendning av finfoerdelade vattenloesliga alkalialuminiumsilikater foer tvaettning och rengoering av raohudar och paelsfaellar - Google Patents

Description

1--.1--1 Γ.η KUULUTUSJULKAISU £ςΓ)Α7 W <11> UTLÄGGNINCSSKIUFT ObUÖ/ (51) Kv.ife3/inc.cL 3 C 14 C Λ/02 // C 01 Β 33/26 SUOMI —FINLAND (21) P«Mflttlh»k*mu· — PatMitansOknlns 7Ö1153 (22) H»k«ml»p4tvi — Anteknlngirfag 17.0^ . J8 (23) Alkuptlvi — Giltl|h«ttdi| 17.0it.78 (41) Tullut (ulklMktl — BttvK offmtllg 2g 2.2 78

Patentti- ja rekisterihallitut /44) Nihttvtksipanon jt kuuLJulluiiun pvm. — η n Q_

Patent· och registerstyrelsen AiwBkm uthfd och utljkrMtm publinnd JU.11.03 (32)(33)(31) 1«tuoikwi —priority 27 · 06.77

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) P 2728812.6 (71) Henkel Kommanditgesellschaft auf Aktien, Henkelstrasse 67, Dusseldorf-Holthausen, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Jvirgen Plapper, Hilden, Miian Johann Schvuger, Haan,

Heinz Gerd Smolka, Langenfeld, Klaus Schumann, Erkrath,

Emanuel Arndt, Dusseldorf, Emil Ruscheinsky, Leverkusen,

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7M Oy Heinänen Ab (54) Hienojakoisten, veteen liukenemattomien alkalialuminiumsilikaattien käyttö raakojen vuotien ja turkisnahkojen pesuun ja puhdistukseen -Användning av finfördelade vattenlösliga alkalialuminiumsilikater för tvättning och rengöring av rähudar och pälsfällar

Konservoitujen raakavuotien ja turkisnahkojen pesun tarkoituksena ennen niiden parkitsemista on poistaa niistä lika. veri, muut ainekset, säilöntäaineet, rasva ja veteen liukenevat valkuaisaineyhdisteet. Käsittely suoritetaan tavallisimmin haspelisammiossa tai parkkiasti-assa. Monesti työskennellään käyttämällä käyttövettä, jonka keskimääräinen kovuusaste on n. 15°d.

Apuaineiksi lisätään tällöin seuraavia: a) Pesuaktiivisia aineksia, jotka ovat laadultaan anionisia tai ei-ionisia, jolloin tuotteiden puhdistuksen ohella nämä aikaan- 65087 saavat samanaikaisesti turkisten karvojen tunnun parantumisen, b) rasvan liuotusaineita emulgoidussa muodossa kuten esim. hydro-aromaatteja tai petroolihiilivetyjä, c) epäorgaanisia suoloja, kuten keittosuolaa, jolloin ne aikaansaavat elektrolyyttivaikutuksen johdosta paremman tensidien pesu-vaikutuksen. Niin suuri pH-arvo kuin 0,5 en haitallinen ja voi > aikaansaada turkisten ja raaka-vuotien vahingoittumisen. Lisää mällä epäorgaanisia suoloja aiheutetaan kuitenkin viemärivesier , liian suuri suolakuormitus, mikä on lisääntyvän arvostelun alai- i» nen seikka.

Raakavuotia ja turkisnahkoja pestäessä syntyvä pulma on se, että erityisesti työstettäessä voimakkaasti rasvapitoisia raakatuotteita voi syntyä jo puhdistettujen tuotteiden jälkirasvoittuminen ja samanaikaisesti laitteiden likaantuminen laimennusvaiheessa. Parempi pesuliuoster stabilointi on täten toivottava seikka. Lisäksi ovat viemärivesien puhdistukseen liittyvät kysymykset ja niistä aiheutuvat kustannukset tulevaisuudessa yhä suuremmassa määrin käsiteltäviksi tulevia asioita.

Nyt on tehty se havainto, että selostetun kaltaisissa pesu- ja puhdistu menetelmissä syntyviä vaikutuksia voidaan lisäämällä tiettyjä Talkali-aluminiumsilikaatteja oleellisesti parantaa. Täten saavutetaan seuraa-vat edut: 1. keittosuola ja muut elektrolyytit voidaan kokonaan tai osittain säästää, koska lisäämällä ai ka 1ialuminiumsilikaattia saadaan aikaan tietty elektrolyyttivaikutus.

2. Alkalialuminiumsilikaateilla on ioninvaihto-ominaisuuksia ja ne aikaansaavat liuoksissa olevien, kovuutta lisäävien ainesten poistumisen. Varsinkin tulevat pesun aikana pestävästä tuotteest vapaaksi tulevat kovuutta muodostavat aineet vaarattomiksi.

3. Liuosten ylialkalisoituminen saadaan estetyksi. Käytettäessä tavallisia käyttömääriä ai ka 1ia lumi niumsi1ikaatteja on pH-arvo rajoissa 6,5 - 0,5. Turkisnahkojen^aakavuotien vahingoittuminer saadaan täten estetyksi.

4. Pesuaktiivisten aineiden kuten anionisten tai ei-ionisten tensidien määriä voidaan vähentää jopa n. 50 %. Siitä huolimatta aikaansaadaan parannettu pesuvaikutus, koska turkisten karvoitus on avoimempi ja lian jäännösmäärä on pienempi.

J 65087 5. Liuosten stabilisuus tulee suuremmaksi, minkä johdosta jopa kriitillisissä olosuhteissa tavaroiden jälkiras\ADittumiset ja rasvan ja (lian kerrostuminen laitteistoon saadaan estetyksi.

Tämä seikka on alkalialuminiumsi1ikaattien kovuutta pienentävän vaikutuksen ohella myös näiden aineiden tietyn rasvan sidonta-kyvyn ansiota.

6. Na-Al-silikaattien edellä mainittujen ominaisuuksien " rasvan sitominen, ioninvaihto, tensidien ja elektrolyyttien säästämis-mahdollisuus - johdosta aikaansaadaan vesistöjen kuormituksen huomattava väheneminen.

7. Jätevesien käsittelyn laadusta riippuen aiheutuu alkalialuminium-silikaattien läsnäolosta jätevesissä se, että päästään taloudellisempaan ja yksinkertaisempaan työskentelytapaan. Happamien parkitusjätevesien ja alkalialuminiumsilikaattipitoisten jätevesien sekoittaminen aikaansaa neutraalisempia jätevesiä, koska alkalialuminiumsilikaatti toimii happoihin nähden neutralointi -aineen tavoin.

Esilläolevan keksinnön kohteena on hienojakoisten veteen liukenemattomien, sopivimmin vettä sisältävien alkalialuminiumsilikaattien, joiden yleinen kaava on

Kat2/n°\ · A12°3 · tSi02V

jossa Kat on aikaiimetal1i-ioni, sopivimmin natriumioni, x on luku 0,7 - 1,5 ja y on luku 0,8 - 6, sopivimmin 1,3 - 4, ja joiden hiukkas-koko on 0,1 - 25 μ, sopivimmin 1-12 μ, sekä joiden kalsiuminsitomiskyky on 20-200 mg CaO/g vedetöntä aktiivista ainetta, käyttö raakojen vuotien ja turkisnahkojen pesuun ja puhdistukseen.

Kalsiuminsitomiskyky ilmoitetaan esimerkkiosassa esitetyissä menetelmissä.

Keksinnön mukaan lisättävät alkalialuminiumsilikaatit voidaan valmistaa yksinkertaisella tavalla synteettiseeti, esim. saattamalla veteen liukenevat silikaatit reagoimaan veteen liukenevien aluminaattien kanssa veden läsnäollessa. Tätä tarkoitusta varten voidaan lähtöaineiden vesipitoiset liuokset sekoittaa keskenään tai kiinteässä tilassa oleva komponentti voidaan saattaa reagoimaan toisen, vesiliuoksena olevan komponentin kanssa. Myös sekoittamalla molemmat, kiinteässä tilassa olevat komponentit saadaan veden läsnäollessa haluttuja aluminiumsilikaatteja.

4 65087

Myös yhdisteistä Al(OH)3> si°2 saadaan valmistetuksi alkali- silikaatti- tai aluminaattiliuosten kanssa alkalialuminiumsilikaatteja. Lopuksi syntyy tämän kaltaisia aineita myös sulasta, jolloin kuitenkin tämä menetelmä vaikuttaa tarvittavien suurten sulamislämpötilojen takia ja välttämättömyydestä muuttaa sulate hienojakoiseksi tuotteeksi, taloudellisesti vähemmän edulliselta.

Seostamalla valmistetut tai muilla menetelmillä hienojakoiseen tilaan vesisuspensiossa muutetut alkalialuminiumsilikaatit voidaan kuumentamalla lämpötiloihin 50-20Q°C muuttaa amorfisesta vanhennettuun eli kiteiseen tilaan. Vesisuspensiona oleva, amorfinen tai kiteinen alkalialu-miniumsilikaatti voidaan suodattamalla erottaa-jäijellejääneestä vesi-liuoksesta ja kuivata lämpötiloissa esim. 50-800°C. Riippuen kuivaus-olosuhteista sisältää tuote enemmän tai vähemmän sitoutunutta vettä. Vedetöntä tuotetta saadaan lämpötilassa 800°C. Edullisempia ovat kuitenkin vesipitoiset tuotteet, varsinkin sellaiset, jotka saadaan kuivaamalla lämpötiloissa 50-400°C ja varsinkin 5Q-200°C. Soveliaissa tuotteissa on niiden kokonaispainosta vettä esim. n. 2-30% ja useimmiten n. 8-27%.

Haluttujen pienten hiukkaskokojen 1-12 yu aikaansaamiseksi voidaan valita jo sellaiset saostusolosuhteet, joissa keskenään sekoitetut alumi-naatti- ja silikaattiliuokset - jotka voidaan johtaa reaktioastiaan myös samanaikaisesti - saatetaan voimakkaiden hiertovoimien vaikutusten alaisiksi siten, että esim. suspensiota sekoitetaan tehokkaasti.

Mikäli valmistetaan kiteytettyjä alkalialuminiumsilikaatteja - näitä voidaan lisätä edullisesti keksinnön mukaisesti - estetään suurien, mahdollisesti esiinpistävien kiteiden muodostuminen sekoittamalla kiteytyvää massaa hitaasti.

Tästä huolimatta voi kuivattaessa syntyä haitallisia kidehiukkasten kokkareita, minkä johdosta voidaan suositella, että nämä sekundääriosat poistetaan jollakin sopivalla tavalla, esim. käyttämällä ilmavirralla tapahtuvaa erotusta. Myös karkeammassa tilassa syntyvät alkalialuminiumsilikaatit, jotka jauhetaan haluttuun hiukkaskokoon, ovat käyttökelpoisia. Tähän soveltuvat esim. jauhatuslaitteet ja/tai ilmavirran avulla toimivat erotuslaitteet taikka näiden yhdistelmät.

Edullisia tuotteita ovat esim. synteettisesti valmistetut kiteiset alkalialuminiumsilikaatit, joiden koostumus on 0,7 - 1,1 Kat2/n0· ^^2^3* ~ 3,3 Si02, li 6 o U ö / jossa Kat tarkoittaa ai kaiikationia, sopivimmin natriumkationia.

On edullista, mikäli alkalialuminiumsilikaatti - kristalliitit ovat särmistään ja nurkistaan pyöristetyt.

Jos halutaan valmistaa sellaisia alkalialuminiumsilikaatteja, joiden nurkat ja särmät ovat pyöristetyt, käytetään sopivimmin sellaista aine-seosta, jonka molaarinen koostumus on edullisesti alueella 2,5 - 6,0 Kat2/n0 . ΑΙ^.Ο,δ - 5,0 Si02.60 - 200 H20 jolloin Kat2^n tarkoittaa samaa kuin edellä ja varsinkin natriumionia. Tämä aineseos saatetaan kiteytymään tavalliseen tapaan. Edullisesti tapahtuu tämä siten, että aineseosta lämmitetään ainakin 1/2 tuntia lämpötilassa 70-120°C, ja sopivimmin Ö0-95°C sekoittaen.

Kiteinen tuote erotetaan yksinkertaisella tavalla nestefaasista. Toisinaan on edullista, että ennen jatkokäsittelyä tuotteet pestään vielä vedellä ja kuivataan. Myös käytettäessä sellaista lähtöaineseosta, jonka koostumus poikkeaa jostain määrin edellämainitusta, saadaan vielä tuotteita, joiden särmät ja nurkat ovat pyöristetyt, varsinkin siinä tapauksessa, että poikkeus kohdistuu ainoastaan yhteen edellä mainitusta neljästä konsentraatioparametristä.

Lisäksi voidaan käyttää keksinnön mukaan myös sellaisia hienojakoisia veteen liukenemattomia alkalialuminiumsilikaatteja, jotka veteen liukenevien epäorgaanisten tai orgaanisten dispergointiaineiden läsnäollessa sanotetaan ja vanhennetaan eli kiteytetään. Tämän kaltaiset tuotteet ovat te-.rillisesti yksinkertaisella tavalla valmistettavissa. Veteen-liukeneviksi orgaanisiksi dispergointlaineiksi soveltuvat tensidit, ei-tensiidin kaltaiset aromaattiset sulfonihapot ja yhdisteet, jotka voivat muodostaa kompleksin kalsiumin kanssa.

Mainitut dispergointlaineet voidaan mielivaltaisella tavalla ennen tai jälkeen saostusta sijoittaa reaktioastiaan, ne voivat olla esim. liuoksina tai liuotettuina aluminaatti- ja/tai silikaattiliuokseen. Erityisen hyviä vaikutuksia aikaansaadaan, jos dispergointiliuos liuotetaan silikaattiliuokseen. Dispergointiaineen määrän tulee olla ainakin 0,05 painoprosenttia, sopivimmin 0,1 - 5 painoprosenttia laskettuna koko seostetusta määrästä. Vanhentamiseksi eli kiteyttämiseksi kuumennetaan seostettua tuotetta 1/2- 24 tuntia lämpötiloissa 50 - 200°C. Monista käyttökelpoisista dispergointlaineista mainittakoon esim. natriumlauryy-li lie et te ri sulfaatti, natriumpolyakrylaatti , hydroksi etaanidifosfonaatti ja muut.

Keksinnön mukaan käytettävän alkalialuminiumsilikaatin erään kideraken- 65087 teeltaan erikoistyyppisen muunnosmuodon muodostavat yhdisteet, joiden yleinen kaava on 0,7 - 1,1 Na20 . A1203 . >2,4 - 3,3 Si02

Lisäämismahdollisuuksiin saippuöimisapuaineina ei ole olemassa muihin mainittuihin a 1 ka 1 ialuminiumsilikaatteihin nähden mitään eroa.

Keksinnön mukaan käytettävien hienojakoisten, veteen liukenemattomien ' aikaiialuminiumsilikaattien eräs toinen muunnosmuoto käsittää yhdisteet, joiden kaava on 0,7 - 1,1 Na20 . Al203‘>*3,3 - 5,3 Si02

Valmistettaessa tämän kaltaisia tuotteita käytetään sellaisesta lähtö-aineseoksesta, jonka molaarinen koostumus on edullisimmin seuraavalla alueella: 2,5 - 4,5 Na20; A12Q3; 3,5 - 6,5 Si02; 50 - 110 H20 Tämä lähtöaineseos saatetaan kiteytymään tavalliseen tapaan. Edullisimmin tapahtuu tämä siten, että lähtöaineseosta kuumennetaan voimakkaasti sekoittaen ainakin 1/2 tuntia lämpötilassa 100-200°C, sopivimmin 130-160°C. Kiteinen tuote eristetään yksinkertaisella tavalla erottamalla se nestemäisestä faasista. Mahdollisesti on suositeltavaa, että tuotteet ennen niiden jatkokäsittelyä pestään jälkeenpäin vedellä ja kuivataan lämpötiloissa 20-200°C. Näin kuivatut tuotteet sisältävät vielä sitoutunutta vettä. 3os valmistetaan tuotteet edellä selostetulla tavalla, saadaan aikaan erittäin hienoja kristalliitteja, jotka muodostavat yh-teenkasautumalla kuulamaisia hiukkasia, mahdollisesti onttoja kuulia, joiden halkaisija on n. 1-4/j.

Keksinnön mukaista käyttöä varten soveltuvat lisäksi aikaiialuminium-silikaatit, jotka saadaan valmistetuiksi kalsinoidusta (rakenteeltaan hajoitetusta) kaoliinista hydrotermaalisei la käsittelyllä vesipitoisen a 1 ka 1ihydroksidin kanssa. Tuotteitten koostumus on 0,7 -1,1 Kat2/n0 . A1203 . 1,3-2,4 Si02 . 0,5-5,0 H20 jolloin Kat tarkoittaa alkalikationia, varsinkin natriumkätionia. Alkalialuminiumsilikaattien valmistus kalsinoidusta kaoliinista johtaa ilman erityisiä teknillisiä vaikeuksia suoraan erittäin hienojakoisen tuotteen aikaansaamiseen. Aikaisemmin lämpötiloissa 5OO-0OO°C kalsinoi- ' 65087 dun kaoliinin hydrotermaalinen käsittely vesipitoisella ai kaiihydroksidilla suoritetaan lämpötilassa 50-100°C. Tällöin tapahtuva kiteytymis-reaktio on yleensä päättynyt 0,5-3 tunnin kuluttua.

Markkinoilta saatavat, lietetyt kaoliinit ovat suurimmaksi osaksi savi-mineraalia kaoliniitti, jonka likimääräinen koostumus on · 2 SiC^ ·.

2 ja jolla on kerrosmainen rakenne. Jotta siitä saataisiin alkalihyd- roksidilla suoritettavalla hydrotermaalisella käsittelyllä keksinnön mukaan käytettäviä alkalialuminiumsilikaatteja, on kaoliinin rakenteen i> hajoittaminen ensiksi välttämätöntä, mikä tapahtuu suorittamalla kaksi -neljä tuntia kestävä kaoliinin kuumennus lämpötiloissa 500 - 800°C. Tällöin syntyy kaoliinista röntgenamorfista vedetöntä metakaoliinia. Kalsinoinnin ohella voidaan kaoliinin rakenteen hajoittaminen suorittaa myös mekaanisella käsittelyllä (jauhamalla) tai happokäsittelylla.

Lähtöaineina käyttökelpoiset kaoliinit ovat vaaleita jauheita, joiden puhtaus on suuri. Kuitenkin on niiden rautapitoisuus n. 2000-10000 ppm Fe oleellisesti suurempi kuin arvot 20-100 ppm Fe, jotka ovat alkalisi-likaatti- ja alkalialuminaattiliuoksista seostamalla valmistettujen alkalialuminiumsilikaattien vastaavat arvot. Tämä kaoliinista valmistettujen alkalialuminiumsilikaattien suurempi rautapitoisuus ei ole haitta, koska rauta rautaoksidin muodossa on kiinteästi alkalialuminiumsilikaat-tihilan osaksi yhtyneenä eikä sitä voida liuottaa siitä pois. Natrium-hydroksidin vaikuttaessa rakenteeltaan hajoitettuun kaoliiniin hydroter-maalisslla tavalla, syntyy natriumaluminiumsilikaatti, jolla on kuutiol-linen, faujasit-tyyppinen rakenne.

Keksninnön mukaan käytettäviä alkalialuminiumsilikaatteja saadaan valmistetuksi ka 1sino idusta (rakenteeltaan hajoitetusta) kaoliinista myös suorittamalla hydrotermaalinen käsittely vesipitoisen aikalihydroksidin kanssa lisäämällä piidioksidia tai piidiokädialuovuttavaa yhdistettä.

Tällöin yleensä saatu alkalialuminiumsilikaattien, joiden kiderakenne vaihtelee, seos käsittää erittäin hienojakoisia kidehiukkasia, joiden läpimitta on pienempi kuin 20yU, jolloin yleensä lähes 100 % hiukkasista on pienempiä kuin lOyu. Käytännössä suoritetaan rakenteeltaan hajoitetun kaoliinin tämä reaktio sopivimmin käyttämällä natronlipeää ja vesilasia. Tällöin syntyy natriumaluminiumsilikaatti J, jolla on kirjal1isuudessa useita nimiä, esim. molekulaariseula 13 X tai zeoliitti NaX (vrt. 0. Grub-ner, P. Jiru ja M. RSlek, "Molekularsiebe”, Berlin 1968, s. 32, 85-89), jolloin aineseosta ei hydrotermaalisessa käsittelyssä edullisesti sekoiteta. Tällöin käytetään joka tapauksessa vähäisiä hiertoenergioita ja lämpötiloja sopivimmin n. 10-20°C alle kiehumispisteen (n. 103°C). Natriumaluminiumsilikaatilla J on luonnossa esiintyvään faujasiittiin 65087 nähden saman kaltainen, kuutiomainen kiderakenne. Muutosreaktio voidaan suorittaa varsinkin sekoittamalla aineseosta korotetuissa lämpötiloissa (kiehumislämpötilassa tavallisessa paineessa.tai autoklaavissa), jolloin suuremmat silikaattimäärät, so. lähtöaineseoksen molaarisuhteen SiC^: ^£0 ollessa ainakin 1, varsinkin 1,0 - 1,45, vaikutus on se, että natriumaluminiumsilikaatih J ohella tai sijasta syntyy natriumaluminium-silikaattia F.

Natriumaluminiumsilikaatista F käytetään kirjallisuudessa nimitystä "ZeoiiittiP" tai "tyyppi B" (vrt. D.W. Breck, "Zeolite Molecular Sieves", New York 1974, s. 72). Natriumaluminiumsilikaatilla F on luonnossa e-siintyviin zeoliitteihin gismondiini ja garroniitti verrattuna saman kaltainen rakenne ja se esiintyy erittäin kuulamaisina kristalliitteina. Yleensä pitää paikkansa, että natriumaluminiumsilikaatin F ja seosten 3 ja F valmistusolosuhteet ovat vähemnän kriittisiä kuin puhtaan kide-tyypin A.

Keksinnön mukainen raakavuotien ja turkisnahkojen pesu ja puhdistus toteutetaan tunnetulla tavalla haspelisammiossa tai parkkiastiässä. Tällöin sekoitetaan alkalialuminiumsilikaatti edullisimmin yhdessä tensidien, varsinkin anionisten tai ei-ionisten tensidien kanssa. Anionisina tensideinä tulevat kysymykseen ennen kaikkea korkeammat sulfaatit tai sulfonaatit, joiden molekyylissä on Θ-1Β C-atomia, kuten primääriset ja sekundääriset alkyylisulfaatit, alkyylisulfonaatit tai alkyyliaryylisulfonaatit. Sopivia ei-ionisia tBnsidejä ovat esim. adduktiotuotteet 5-30 moolista etyleenioksidia korkeampien rasva-alkoholien, alkyylifenolien, rasvahappojen tai rasva-amiinien kanssa, joissa on 8-13 C-atomia.

Anioniset ja ei-ioniset tensidit voidaan edullisesti lisätä seoksena, mutta myös erikseen riippuen pestävän tuotteen laadusta. Tämän lisäksi syntyy mahdollisuus, että ai kaiialuminiumsi1ikaattia lisätään erityisenä apuaineena tavallisiin pesuseoksiin.

Kun kysymyksessä on keksinnön mukainen pesuprosessi, tarvitaan 2-5 g/1 tensidejä ja 1-4 g/1 ai ka 1ialuminiumsi1ikaattia.

Puhdistusliuoksen rasvaa liuottavan vaikutuksen tehostamiseksi pestäessä vahvasti rasvapitoisia nahaksia, voidaan lisäksi lisätä rasvaliuo-tusainetta määrinä 1-5 g/1.Sopivat liuotusaineet valitaan ryhmästä, johon kuuluvat petroolihiilivedyt, hydroaromaatit, alkyylibentseenit ja mineraaliöljyt.

Suorittamalla esilläolevan keksinnön mukainen hienojakoisten, veteen- l; 9 65087 liukenemattomien alkalialuminiumsilikaattien lisääminen saavutetaan edellä mainitut edut verrattuna tähän asti tunnettuihin pesuprosessei-hin. Vielä kerran viitataan varsinkin parannuksiin niissä seikoissa, jotka liittyvät tavaran tappioihin, tensidien ja suolojen säästöön ja viemäriveden laadun parantumiseen. AIkalialuminiumsilikaatit voidaan sekoittamalla kuivana jauheena veteen tai dispergointiainetta sisältävään liuokseen muuttaa helposti stabiileiksi dispersioiksi ja käsitellä tässä muodossa hyvin sekä laimentaa vedellä ilman vaikeuksia.

ESIMERKKEJÄ

Edullisten alkalialuminiumsilikaattien valmistus

Astiaan, jonka vetoisuus oli 15 1, lisättiin aluminaattiliuos voimakkaasti sekoittaen silikaattiliuoksen kanssa. Sekoitettaessa käytettiin disper-gointilevyllä varustettua sekoitinta, jonka pyörimisnopeus oli 3000 kier· rosta/min. Molemmat liuokset olivat huoneen lämpötilassa. Tällöin muodostui eksotermisen eli lämpöä kehittävän reaktion tuloksena primäärisenä saostustuotteena röntgenamorfista natriumaluminiumsilikaattia. Kymmenen minuuttia kestäneen sekoituksen jälkeen siirrettiin saostetun tuotteen suspensio kiteytyssäi1iöön, jossa se oli 6 tuntia lämpötilassa 90°C sekoittaen (250 kierrosta/min.) kiteytymisen aikaansaamiseksi.

Kun e^eliuos oli imusuodattamalla poistettu kidepuurosta ja jälkimmäinen oli pesty ionittomalla vedellä, kunnes poistuvan pesuveden pH-arvo oli n. 10, kuivattiinpäälläolevajäännös.

Kuivatun natriumaluminiumsilikaatin sijasta käytettiin saippuoimisapu-aineen valmistukseen myös kiteytetyn tuotteen eli kidepuuron suspensiota. Vesipitoisuudet määritettiin, kun esikuivattua tuotetta oli kuumennettu yhden tunnin ajan lämpötilassa 800°C. PH-arvoon n. 10 pesty eli neutroloitu ja tämän jälkeen kuivattu natriumaluminiumsilikaatti jauhettiin sen jälkeen kuulamyllyssä. Hiukkaskoon jakautuma määrättiin käyttämällä sedimentoimisvaakaa.

AI-si 1ikaatin Ca-sitomiskyky määritettiin seuraavalla tavalla: 1 Iraan vesipitoista 0,594 g CaCl^ ( = 300 mg CaP/1 = 30° dH) sisältävää ja laimealla NaOH pH-arvoon 10 säädettyä liuosta lisättiin 1 g alumi- niumsilikaattia (AS kohti laskettuna). Tämän jälkeen sekoitettiin suspensiota 15 minuuttia lämpötilassa 22°C (- 2°C) voimakkaasti. Aluminium-silikaatin poissuodattamisen jälkeen määritettiin suodoksen jäännös-kovuus x. Tästä saadaan lasketuksi kalsiumin sitomiskyky suureena mg CaO/g AS kaavasta: (30 - x) x 10. ' 6 5 0 8 7

Jos kalsiumin sitomiskyky määritetään suuremmissa lämpötiloissa, esim. 60°C, saadaan kauttaaltaan parempia tuloksia kuin lämpötilassa 22°C.

Natriumsilikaatin A välmistusolösuhteet:

Saostus: 2,965 kg aluminaattiliuosta, jonka koostumus oli: 17,7 % Na20, 15,6 % Al^, 66,6 % H20 0,15 kg natriumhydroksidia 9,420 kg vettä 2,455 kg kaupasta saatavasta vesilasista ja helposti alkaliin liukenevasta piihaposta juuri valmistettua 25,8 %:sta natriumsilikaattiliuosta, jonka koostumus oli 1 Na20 . 6,0 Si02·

Kiteytys: 6 tuntia lämpötilassa 90°C

Kuivaus: 24 tuntia lämpötilassa 100°C

Koostumus: 0,9 Na20 . 1 A^G^ · 2,04 Si02 . 4,3 H20 (= 21,6 % H20)

Kiteytymisaste: täysin kiteinen Kalsiuminsito- miskyky: 170 mg CaO/g aktiivista ainetta

Sedimentointianalyysilla määritetty hiukkaskoon jakautuma osoitti, että hiukkaskoon maksimi oli 3-6^u.

Natriumaluminiumsilikaati11a A on röntgensäteen taipumisdiagrammissa seuraavat interferenssiviivat:

d-arvot, käytettäessä Cu-K^-säteilyä suureena A

12.4 6,6 7,6 4,1 (+) 3,66 (+) 3,36 ( + ) 3,26 (+) 2,96 ( + ) 2,73 (+)

2,60 (O

65087

On tästä huolimatta mahdollista, että röntgensäteen taipumisdiagrammeis-sa ei esiinny näitä kaikkia interferenssiviivoja , varsinkin jos alumi-niumsilikaat it eivät ole täysin kiteytyneet. Tämän johdosta ovat näiden tyyppien tunnistamiseksi tärkeimmät d-arvot varustetut merkinnällä

Natriumsi1ikaatin B välmistusolosuhteet:

Saostus: 7,63 kg aluminaatti1iuosta, jonka koostumus on 13,2 % Na20; 8,0 % A1203; 78,8 % H20; 2,37 kg natriumsilikaattiliuosta, jonka koostumus on 8,0 % Na20j 26,9 % Si02; 65,1 % H20; Lähtöaineen mooli- suhteet: 3,24 Na20; 1,0 Al^j 1,78 Si02; 70,3 H20;

Kiteytys: 6 tuntia 90°C

Kuivaus: 24 tuntia 100°C

Kuivatun tuotteen koostumus: 0,99 Na20 . 1,00 A1203 . 1,83 Si02 . 4,0 H20{ (= 20,9 % H20)

Kidemuoto: kuutiomainen, kulmat ja särmät voimakkaasti pyöristetyt

Keskimääräinen hiukka s keon halkaisija: 5, 4/i

Kalsiumin sitomis- kyky: 172 mg CaO/g aktiivista ainetta

Natriumaluminiumsilikaatin C välmistusolosuhteet:

Saostus: 12,15 kg aluminaatti1iuosta, jonka koostumus on: 14,5 % Na20; 5,4 % Al^; 80'1 % H20; 2,87 kg natriumsilikaattiliuosta, jonka koostumus on: 8,0 % Na20; 26,9 % Si02; 65,1 % H20 Lähtöaineen moo- lisuhteet: 5,0 Na20; 1,0 A^O^: 2,0 Si02; 100 H20;

Kiteytys: 1 tunti, 90°C

12 65087

Kuivaus: Pestyn tuotteen (pH 10] suspension Kuuma sumutus, 295°C, suspension kiinteän aineen pitoisuus 46 %

Kuivatun tuotteen koostumus: 0,96 Νθ20 . 1 A^O^ . 1,96 Si02 . 4 H2O;

Kidemuoto: kuutiomainen, voimakkaasti pyöristetyt kulmat ja särmät, vesipitoisuus 20,5 %

Keskimääräinen hiukkaskoko: 5,4 yu

Kalsiumin sito- miskyky: 172 mg CaO/g aktiivista ainetta

Kaliumaluminiumsilikaatin 0 välmistusolosuhteet:

Ensinnä valmistettiin natriumaluminiumsilikaattia C. Kun emäliuos oli poistettu imusuodattamalla, ja kidemassa oli pesty mineraalittomalla vedellä pH-arvoon 10, lietettiin suodattmalla saatu jäännös 6,1 litraan 25 prosenttista KCl-liuosta. Suspensiota kuumennettiin lyhyen aikaa lämpötilassa 80-90°C, minkä jälkeen se jäähdytettiin ja suodatettiin pestiin jälleen.

Kuivaus: 24 tuntia lämpötilassa 100°C

Kuivatun tuotteen koostumus: 0,35 Na20 . 0,66 . 1,0 AlgO^ . 1,96 S1O2 . 4,3 H2O; (vesipitoisuus 20,3 %)

Natriunaluminiumsilikaätin E välmistusolosuhteet:

Saostus: 0,76 kg aluminaatti1iuosta, jonka koostumus oli 36,0 Νθ20> 59,0 % A^O^; 5,0 % vettä 0,94 kg natronlipeää 9,49 kg vettä 3,94 kg kaupasta saatavaa natriumsilikaattiliuosta, jonka koostumus oli 0,0 % Na20, 26,9 % Si02> 65.1 % H20;

Kiteytys: 12 tuntia, 90°C

Kuivaus: 12 tuntia, 100°C

Koostumus: 0,9 Na20 . 1 A^O^ · 3,1 Si02 · 5 Η20; 13

Kiteytymisaste: täysin kiteinen 6 50 87

Hiukkaskoon maksimi oli 3-6^u.

Kalsiumin sitomiskyky: 110 mg CaO/g aktiivista ainetta.

Aluminiumsilikaatilla E on röntgensäteen taipumisdiagrammissa seuraa-vat interferenssiviivat:

d-arvot, otettuina Cu säteilyllä suureena A

14,4 Β,θ 4,4 3, Θ 2, ΘΘ 2,79 2,66

Natriurreluminiumsilikaatin F valmistusolosuhteet:

Saostus! 10,0 kg aluminaattiliuosta, jonka koostumus on: 0,84 kg NaA102+ 0,17 kg NaOH + 1,83 kg H20; 7,16 kg natriumsilikaattiliuosta, jonka koostumus on 8,0 % Na20, 26,9 % Si02, 65,1 % H20;

Kiteytys: 4 tuntia, 150°C

Kuivaus: Pestyn tuotteen (pH 10) 30 prosenttisen suspension kuumasumutus

Kuivatun tuotteen koostumus: 0,98 Na20 . 1 A1203 . 4,12 Si02 . 4,9 H20

Hiukkaset olivat kuulan muotoisia, kuulien läpimitta oli keskimäärin n. 3-6^J.

14 65087

Kalsiumin sitomiskyky: 132 mg CaO/g aktiivista ainetta lämpötilassa 5Q°C.

Natriumaluminiumsilikaatin G valmistusolosuhteet:

Saostus: 7,31 kg aluminaattia (14,6 % Na20, 9,2 % A1203, 76,0 % H20) 2,69 kg silikaattia (6,0 % Na20, 26,9 % Si02, e 65,1 % H20) Lähtöaineen moo- lisuhteet: 3,17 Na2G, 1,0 A1203, 1,62 Si02, 62,5 H20

Kiteytys: 6 tuntia, 90°C

Kuivatun tuotteen koostumus: 1,11 Na20 . 1 A1203 . 1,69 Si02, 3,1 H20 (= 16,4 % H20)

Kiderakenne: rakenteellinen sekatyyppi suhteessa 1:1

Kidemuoto: pyöristyneitä kristal1iitteja

Keskimääräinen hiukkaskoko: 5, 6/J

Kalsiumin sitomiskyky: 105 mg CaO/g aktiivista ainetta, 50°C.

Kaoliinista valmistetun natriumaluminiumsilikaatin H valmistus-olosuht set :_' _'_ ' _' 1. Kaoliinin rakenteen hajoittaminen

Luonnon kaoliinin aktivoimiseksi kuumennettiin 1 kg kokoisia näytteitä upokkaassa 3 tuntia 700°C:ssa. Tällöin muuttui kiteinen kaoliini A1203 · 2 Si02 · 2 H20 amorfiseksi metakaoliiniksi AlgOg · 2 Si02.

2 . Metakaoliinin hydrotermaalinen käsittely.

Sekoitusastiaan pantiin alkalilipeää ja kalsinoitu kaoliini sekoitettiin siihen lämpötiloissa 20-100°C. Suspensio saatettiin sekoittamalla kiteytymislämpötila 70-100°C ja tässä lämpötilassa sitä pidettiin, kunnes kiteytystapahtuma oli päättynyt. Tämän jälkeen poistettiin emäliuos imusuodattamalla ja jäännös pestiin vedellä,kunnes poistuvan pesuveden pH-arvo oli 9-11. Suodoskakku kuivattiin ja hajoitettiin sen jälkeen hienoksi jauheeksi, tai vaihtoehtoisesti jauhettiin se kuivat- 65087 taessa syntyneiden kokkareiden poistamiseksi.

Tämä jauhamisprosessi jäi pois, jos suodoskakkua jatkokäsiteltiin kosteana tai jos suoritettiin kuivaus suihkukuivauslaitteessa tai virtaus-kuivaimessa.

Kalsinoidun kaoliinin hydrotermaalinen jälkikäsittely voidaan suorittaa myös jatkuvana.

Lähtöaine: 1,65 kg kalsinoitua kaoliinia 13,35 kg NaOH 10 %:ista, sekoitus huoneen lämpötilassa

Kiteytys: 2 tuntB, 100°C

Kuivaus: 2 tuntia, 160°C tyhjökuivauskaapissa

Koostumus: 0,80 Na20 . 1 A1203 . 2,14 Si02 . 3,5 H20 (= 18,1 % H20 5i

Kiderakenne: rakenteellinen/sekatyyppi kuten Na-aluminiumsilikaatti G, kuitenkin suhteessa 8:2

Hiukkasten keskimääräinen halkaista: 7,0y0

Kalsiumin sitomiskyky: 126 mg CaO/g aktiivista ainetta

Kaoliinista valmistetun natriumaluminiumsilikaatin 3 valmistus-olosunteet: ___ ' _

Kaoliinin rakenteellinen hajoitus ja hydrotermaalinen käsittely suoritettiin samaan tapaan kuin tuotteen H suhteen.

Lähtöaine: 2,6 kg kalsinoitua kaoliinia 7.5 kg NaOH 50 %:ista 7.5 kg vesilasia 51;5 kg ionitonta vettä sekoitus huoneen lämpötilassa

Kiteytys: 24 tuntia, 100°C, ilman sekoitusta

Kuivaus: 2 tuntia, 160°C tyhjökuivauskaapissa

Koostumus: 0,93 Na-jO . 1 A1203 . 3,60 Si02 . 6,8 H20 (= 24,6 % H20);

Kiderakenne: natriumaluminiumsilikaatti 3, edellä olevan mukaisesti määritettynä, kuutiomaisia kristai1iitteja

Keskimääräinen hiukkaskoon läpimitta: 8,0 yu 14 6 50 87

Kalsiumin sitomiskyky: 105 mg CaO/g aktiivista ainetta Esimerkki 1

Raakojen, rasvaisten vahvasti likaantuneiden lampaanvuotien pesu.

A. Standardi menettely Esipesu

Lämpötila: n. 35°C

Liuossuhde: 1:20

Aika: 60 min.

Aineet: 2 g/1 (AS) kaupasta saatavaa alkyylisulfaattia, ketjun pituus C12 " C18

4 g/l seosta, jossa on 15 % al-kyylifenol ia + 9 ÄO [e ty 1 een i ok s i -dia) ja 84 % petroolihiilivetyja huuhdonta lämpötilassa 35°C

Pääpesu:

Lämpötila: n. 35°C

Liuossuhde: 1:20

Aika: 60 min.

Aineet: 15 g/i keittosuolaa 2 g/l (AS) kaupasta saatavaa alkyylisulfaattia, ketjun pituus C12 ~ C18

4 g/l seosta, jossa on 15 % alkyylifenolia + 9 ÄO ja Θ5 % petroolihiilivetyja 1 g/l kaupasta saatavaa vuodan-valkaisuainetta sekoitettuna optisiin vaalennusaineisiin huuhdonta lämpötilassa n. 35°C

B. Keksinnön mukainen menettely Esipesu:

Lämpötila: n. 35°C

Liuossuhde: 1:20

Aika: 60 min.

17 65087

Aineet: 1*0 g/1 (AS) kaupasta saatavaa alkyylisulfaattia, ketjun pituus C12"C18 1.0 g/1 esimerkkien A-J mukaista

Na-AI-silikaattia 3*0 g/1 seosta, jossa on

15 % alkyylifenolia + 9 ÄO ja 85 % petroolihii1ivetyjä huuhdonta lämpötilassa n, 35°C

Pääpesu:

Lämpötila: n. 35°C

Liuossuhde: 1:20

Aika: 60 min.

Aineet: 1 g/1 (AS) kaupasta saatavaa alkyylisulfaattia, ketjun pituus C12"C18 1 g/1 esimerkkien A-J mukaista Na-Al-silikaattia 3 g/1 seosta, jossa on 15 % alkyylifenolia + 9 ÄO ja 85 % petroolihiilivetyjä 1 g/1 kaupasta saatavaa vuodan valkaisuainetta sekoitettuna optisiin vaalennusaineisiin

huuhdonta lämpötilassa n. 35°C

Menettely A B

Tuntu tavallinen samoin vanuma inen

Karvoituksen laatu vähemmän kuohkeampi, avoimempi avoin

Vaaleus tavallinen vaaleampi, puhtaampi

Esimerkki 2

Raakojen rasvaisten lampaantaljojen pesu 18 a Q+- η ,-ι· .. . · 65087 A. Standardi menettely Esipesu

Lämpötila: n. 35cC

Liuossuhde: 1:20

Aika : 60 __

Aineet: 2 g/i (AS) kaupasta saatavaa alkyylibent- seenisulfonaatti 4 g/1 seosta, jossa on 15 % altyylifenolia + 9 ÄO Θ5 % hydroaromaattia, esim. dekalii-nia

huuhdonta lämpötilassa n. 35°C

Pääpesu:

Lämpötila: n. 35°C

Liuossuhde: 1:20

Aika: 60 min.

•Aineet: 15 g/i keittosuolaa 2 g/1 A(S) kaupasta saatavaa alkyylisul- faattia, ketjun pituus C^-C^ 4 g/1 seosta, jossa on 15 % alkyylifenolia + 9 ÄO 85 % hydroaromaattia, esim. dekalii-nia

huuhdonta lämpötilassa n. 35°C

B. Keksinnön mukainen menettely

Esipesu

Lämpötila:' n. 35°C

Liuossuhde: 1:20 A i ka: L 0 mi n.

Aineet: lg/1 (AS) kaupasta saatavaa alkyylibent- seenisulfonaattia 1 g/1 esimerkkien A-J mukaista Na-Al-sili-kaattia 4 g/1 seosta, jossa on 15 % alkyylifenolia + 9 ÄO 85 % hydroaromaattia, esim. dekalii-nia

huuhdonta lämpötilassa n. 35°C

19 Pääpesu: 6 5 087 < ~ Lämpötila: n. 35°C .

Liuossuhde: 1:20

Aika: 60 min.

Aineet: 1 g/1 kaupasta saatavaa alkyylisulfaattia, ketjun pituus 4 g/1 seosta, jossa on 15 % alkyylifenolia + 9 ÄO 85 % hydroaromaattia, kuten esim. dekaliinia

huuhdonta lämpötilassa n. 35°C

Esimerkin-II B mukaan saadaan lisäämällä pienempi määräpesuaktiivista ainetta parempi pesuvaikutus ja kuohkeampaa avoimempaa villaa.

Esimerkki 3

Raakojen, vähemmän luonnonrasvaa sisältävien vuotien, esim. vasikan- ja vuohenvuotien pesu.

A. Standard im en ettely

Lämpötila: n. 30°C

Liuossuhde: 1:20

Ai * a : 60 min .

Aineet: 15 g/1 keittosuolaa 2-3 g/1 (AS) kaupasta saatavaa alkyyli sulfaattia, ketjun pituus

huuhdonta lämpötilassa n. 30°C

B. Keksinnön mukainen menettely:

Lämpötila: n. 30°C

Liuossuhde: 1:20

Aika: 60 min.

Aineet: 1-2 g/1 (AS) kaupasta saatavaa alkyyli sulfaattia, ketjun pituus “Cjg 1 g/1 esimerkkien A-J mukaista Na-Al-sili-kaatt ia

huuhdonta lämpötilassa 30°C

Suorittamalla esimerkin 3 B mukainen pesu käyttämällä ainoastaan puolet pesuaktiivista ainetta, ilman keittosuolaa, saavutetaan yhtä hyvä pesuvaikutus ja hyvä karvoituksen tuntu kuin esim. 3 A mukaan.

Claims (9)

20 PATENTTIVAATIMUKSET 65087

1. Hienojakoisten, veteen liukenemattomien, sopivimmin vettä sisältävien alkalialuminiumsilikaattien, joiden yleinen kaava on (Kat2/n0)x · A1203 ' (SiG2)y, jossa Kat on alkalimetalli-ioni, sopivimmin natriumioni, x on luku 0,7-1,5, y on luku 0,6-6, sopivimmin 1,3-4, ja joiden hiukkaskoko on 0,1-25jj. , sopivimmin 1-12^U-, sekä joiden kalsiuminsitomiskyky on 20-200 mg CaO/g vedetöntä aktiivista ainetta, käyttö raakojen vuotien ja turkisnahkojen pesuun ja puhdistukseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö, tunnettu siitä, että aluminiumsilikaatin yleinen kaava an 0,7-1,1 Kat2/n0 · A1203 1,3-3,3 Si02

3. Patenttivaatimuksen 1 mukaisten hienojakoisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö, tunnettu siitä, että aluminiumsilikaatin yleinen kaava on 0,7-1,1 Na20 · A1203 2,4-3,3 Si02

4. Patenttivaatimuksen 1 mukaisten hienojakoisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö, tunnettu siitä, että aluminiumsilikaatin yleinen kaava on 0,7-1,1 Na20 · A1203 · 3,3-5,3 Si02

5. Patenttivaatimuksen 1 mukaisten hienojakoisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö, tunnettu siitä, että aluminiumsilikaatti on valmistettu kalsinoidusta kaoliinista ja että sen yleinen kaava on 0,7-1,1 Kat2/n0 · A1203 · 1,3-2,4 Si02 · 0,5-5,0 H20

6. Hienojakoisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö patenttivaatimusten 1-5 mukaan yhdessä anionisten ja/tai ei-ionisten tensidien kanssa .

7. Hienojakoisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö patenttivaati- V- \ 21 65087 musten 1-6 mukaan yhdessä rasvan liuotusaineiden kanssa, jotka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat petroolihiilivedyt, hydroaromaatit, alkyylibentseenit ja mineraaliöljyt.

8. Hienojakoisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö patenttivaatimusten 1-7 mukaan yhdessä adduktiotuotteiden kanssa, joissa on 5-30 moolia etyleenoksidia korkeampien rasva—alkoholien, alkyy1ifenolien, rasvahappojen tai rasva-amiinien kanssa, joissa on 8-18 C-atomia, ja/tai primääristen tai sekundääristen alkyylisulfaattien, alkyyli— sulfonaattien tai alkyyliaryylisulfonaattien kanssa, joissa on 8—18 C-atomia.

9. Hienojakoisten alkalialuminiumsilikaattien käyttö patenttivaatimusten 1-8 mukaan yhdessä anionisten ja/tai ei—ionisten tensidien kanssa, määrien ollessa 1-4 g/1 silikaattia ja 2-5 g/1 tensidiä. 22 65087