FI78315C - Builder foer alkaliska tvaettmedel. - Google Patents

Description

1 7831 5

Alkalieen pesuaineen rakenneaine

Keksintö koskee alkalieen, vesipohjaisen pesuaineen raken-neainetta( jonka tehtävänä on sitoa pesuveden moniarvoiset me ta11i — ionit kompleksimuotoon sekä toimia pesussa irronneiden likapartikkeleiden ja pesuaineen tensidin muodostamien aggregaattien deflokkulanttina ja dispergointiaineena.

Ammattiterminologiassa pesuaineen rakenneaineita kutsutaan pesuaineen buildereiksi.

Vesipohjaisissa pesuaineissa - sekä tekstiilien pesuaineissa että teollisissa detergenttiliuoksissa - kompleksinmuodostus-kyky ja pienten partikkeleiden dispergointikyky aikalisissä olosuhteissa ovat välttämättömiä ominaisuuksia.

Metalli-ionien kompleksointi pesuliuoksessa on välttämätöntä, sillä moniarvoiset metalli-ionit edistävät liukenemattomien, flokkuloitujen partikkeliaggregaattien muodostumista pesuaineen likaa liuottavien pinta-aktiivisten aineiden, n.k. ten-sidien, ja niiden irrottaman lian kanssa. Pesussa käytettävä vesi on usein kovaa eli sisältää runsaasti kalsiumioneja, joita pitää sitoa komplekseihin.

Dispergointiominaisuus estää taas irrotetun lian redeposition pestävään pintaan estäen myös, mutta toisella kemiallisella mekanismilla, likapartikkelien flokkulointia isommiksi, saostuviksi aggregaateiksi ja pitäen partikkelit liuoksissa.

Tunnetuissa aikalisissä pesuaineissa buildereina käytetään synteettisesti muodostettuja polyfosfaattien aikaiisuoloja kuten esim. natriumtripolyfosfaattia, STPP, ja tetrakaliumtri-polyfosfaattia, TKPP, tai aminopolykarboksyylihappoja tai niiden alkalisuoloja kuten esim. nitrilotriasetaattia, NTA, tai etyleenidiamiinitetra-asetaattia, EDTA. Näiden lisäksi voi- 2 78315 daan käyttää tiettyjä natriumalumiinieilikaatteja buildereina.

Tunnettujen builderien haittana on niiden aiheuttama tai epäilty haitta luonnoeea, kun ne pesuveden mukana joutuvat lähinnä vesistöihin.

Polyfosfaatit sisältävät runsaasti fosforia, joka on biokemiallisen kasvun ravinnetekijä ja siten nopeuttaa biokemiallista aktiviteettia, nopeuttaen vesistöjen rehevöitymistä.

Aminopolykarboksyy1ihapot taas hajoavat rakenteensa ja kemiallisen stabii1ieuutensa takia hyvin hitaasti biokemialli-sesti luonnossa aiheuttaen bioakkumulaatiota. Niiden vaikutusta luonnon ekosysteemeihin ei tunneta tarkasti, mutta epäillään, että ne ovat mutageenisia ja mahdollisesti karsinogeenisia.

Silikaattien pkäyttöä rajoittaa taas niiden heikko suorituskyky pesuaineessa. Silikaatit eivät omaa merkittävästi dis-pergointikykyä eikä niitä sen takia voida käyttää yksin buildereina. Silikaatit eivät merkittävästi aiheuta haittaa luonnossa .

Tiedot tai epäilyt tavanomaisten builderien haitallisuudesta luonnossa on tuonut esille pyrkimyksen kieltää niiden käyttö ja tarpeen korvata niitä biokemiallisesti edullisemmilla tuotteilla.

Rajoitetussa määrin konventionaalisille buildereille on löytynyt korvikkeita. Tunnetaan esim. maitohapon, glukonihapon ja natriumglukonaatin, natriumglukoheptonaatin ja sitruunahapon käyttö näissä sovellutuksissa. Näiden tuotteiden pääasiae-lisena etuna on, että ne eivät ole haitallisia luonnolle, mutta niiden käyttöä buildereina rajoittavat taloudelliset syyt. Kyseisten tuotteiden hinta verrattuna suorituskykyyn buildereina on epäedullinen.

Il 3 78315

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada alkalieen, vesipohjaisen pesuaineen rakenneaine eli builderi, joka voi kokonaan tai osittain korvata konventionaaliset, ympäristölle haitalliset builderit ja joka aiheuttaa pienemmät biokemialliset haitat ympäristössä, kuin konventionaaliset, fosforiravinnetta sisältävät polyfosfaatit ja luonnossa hitaasti hajoavat ja biokemiallisesti arveluttavat aminopolykarboksyylihapot.

Nämä tavoitteet on voitu toteuttaa erittäin tyydyttävällä tavalla esillä olevalla keksinnöllä, jonka pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.

Keksinnön mukainen builderi sisältää näin ollen a) alkalieen sellunvalmistuksen sivutuotteena polysakka rideista syntyviä hydroksikarboksyylihappoja b) mahdollisesti alkalieen sellunvalmistuksen sivutuot teena ligniinistä syntyviä alhaisen molekyylipainon omaavia reakt iotuotteita/pi 1kkoutumiatuotteita c > mahdollisesti sulfiittisellun valmistuksen sivutuot teena erotettua lignosulfonaattia.

Keksinnön mukainen builderi sisältää edullisesti alkalieen sellunvalmistuksen sivutuotteesta, nk. mustaiipeästä, erotetun hydroksikarboksyylihappojakeen, joka osittain sisältää tai johon on lisätty alhaisen, eli n. 1000 g/mol molekyylipainon omaavaa Kraft-ligniiniä tai johon on lisätty 1ignosulfonaattia .

Tämä edullinen, seostuotteen muodossa oleva builderi omaa kyvyn muodostaa komplekseja moniarvoisten metalli-ionien, kuten esim. kalsiumin, magnesiumin, raudan ja mangaanin kanssa sekä kyvyn dispergoida pieniä partikkeleita alkalisessa vesiliuoksessa.

4 78315

Komponentti a omaa yksinäänkin nämä ominaisuudet, mutta kom-ponenttiseoksella, joka komponentin a lisäksi myös sisältää komponenttia b ja/tai c, näitä ominaisuuksia voidaan vahvistaa enemmän kuin seoskomponenttien ominaisuuksien summa edellyttää, eli saavutetaan nk. synergistinen vaikutus.

Keksinnön mukaisessa builderissä käytettävät, alkalisen sellunvalmistuksen mustalipeästä erotetut hydroksikarboksyyliha-pot muistuttavat rakenteeltaan edellä mainittuja tuotteita, joita on ehdotettu käytettäväksi konventionaalisten builderei-den korvikkeina, eli maitohappoa, glukonihappoa, glukohepto-naattia ja sitruunahappoa.

Keksinnön mukaisen builderin kuiva-ainesisällöstä noin 20-100 % muodostuu edellä mainitusta komponentista a tai komponent-tiseoksesta a ja b ja/tai c ja loput noin 0-80 X muodostuu konventionaalisesta builderista tai buildereistä, kuten STPP:stä, TKPP:stä, NTA:eta ja/tai EDTA:sta.

Keksinnön mukaisesti käytettävät, sellunvalmistuksen sivutuotteista erotetut komponentit ovat biomassan liukenemis-tuotteita eivätkä ne sen takia ole haitallisia luonnossa. Niiden koekäytössä buildereinä on yllättäen havaittu, että niiden suorituskyky on lähes polyfosfaattien tasolla.

Keksinnön mukaisia tuotteita syntyy suurina määrinä sellunvalmistuksen sivutuotteina ja niitä voidaan edullisella tavalla erottaa mustalipeästä. Tällaiset erotusoperaatiot ovat sinänsä tunnettuja ja niitä on kuvattu kirjallisuudessa.

Seuraavassa keksintöä kuvataan lähemmin suoritueesimerkkien ja vertailukokeiden avulla.

Tekstiilinpesutestejä suoritettiin standardilaboratoriopeeu-koneessa tyyppiä Terg-O-Tometer käyttäen testitekstiilinä keinotekoisesti pigmenttiliattua puuvillaa Wäschereiforschung, I! 5 7831 5

Klefeld, Sakean liittotasavalta. Pesu suoritettiin lämpöti-o lassa 60 C vedessä, jonka kovuus oli 5 astetta dH ja pesuaika oli 15 minuuttia. Tensidinä käytettiin kaikissa testeissä 0,5 g BEROL 173/litraa (BEROL 173 on rasva-alkoholietoksy-laatti) ja buildereina taulukon 1 ja 2 mukaisia seoksia. Pe-suliuoksen pH oli kaikissa testeissä 10,8. pH säädettiin lisäämällä natriumhydroksidia.

Pesutulos rekisteröitiin reflektometrillä Zeiss Elrepho käyttäen Xenon-lamppua valonlähteenä ja suodatinta FL-46 optisten valkaisuaineiden vaikutuksen eliminointiin.

Tulos ilmoitetaan prosentuaalisesti suhteellisena mustan pigmentin poistona tekstiilipalasta.

Esimerkki 1

Koesarjassa 1 korvattiin puolet pesunesteen konventionaalisesta STPP-builderista keksinnön mukaisella builder-seokeella hydroksihappojakeen ja lignosulfonaatin eri seossuhteilla ja verrattiin pesutuloksia pelkkään STPP:hen perustuvaan builder-annokseen sekä vertailukokeeseen, jossa annosteltiin ainoastaan puolet normaalista STPP-annoksesta. Lisäksi tehtiin koe, jossa puolet STPP:stä korvattiin sinänsä tunnetulla natrium-glukonaattibuilderilla. Tulokset on esitetty taulukossa 1.

6 78315

Taulukko 1.

Builder-annoe Builder-seos Pesutulos g/1 * poistettu musta pigm.

0,6 STPP 77,3

0,3 STPP

0,3 Hydroksihappo 71,1 0 Lignosulfonaatti

0,3 STPP

0,225 Hydroksihappo 76,3 0,075 Lignosulfonaatti

0,3 STPP

0,15 Hydroksihappo 75,1 0,15 Lignosulfonaatti

0,3 STPP

0,075 Hydroksihappo 74,2 0,225 Lignosulfonaatti 0,3 STPP 54,5

0,3 STPP

0,3 Na-glukonaatti 66,2 7 78315

Tuloksista nähdään, että keksinnön mukainen builder antaa lähes yhtä hyvän tuloksen kuin konventionaalinen STPP ja huomattavasti paremman tuloksen kuin sinänsä tunnettu korvaava aine Na-glukonaatti.

Esimerkki 2.

Koesarjassa 2 korvattiin pesunesteen koko builder-annos keksinnön mukaisella builder-seoksella ja verrattiin pesutulosta konventionaaliseen STPP-builderiin perustuvaan sekä Na-glukonaattibuilderiin perustuvaan pesunesteeseen. Koejärjestelyt olivat muuten samanlaiset kuin koesarjassa 1. Tulokset on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2.

Builder-annos Builder-seos Pesutulos g/1 % poistettu musta pigm.

0,6 STPP 75,8 0,45 Hydroksihappo 0,15 Lignosulfonaatti 67,9 0,3 Hydroksihappo 0,3 Lignosulfonaatti 70,3 0,6 Na-glukonaatti 41,0

Tuloksista nähdään, että vaikka korvataan koko builder-annos keksinnön mukaisella builder-seoksella saavutetaan tyydyttävä pesutulos kun taas sinänsä tunnettu korvaava aine Na-glukonaatti antaa merkittävästi huonomman tuloksen.

Claims (5)

7831 5

1. Alkalieen, vesipohjaisen pesuaineen rakenneaine, jonka tehtävänä on sitoa pesuveden moniarvoiset metalli-ionit kompleksimuotoon sekä toimia pesussa irronneiden lika-partikkeleiden ja pesuaineen tensidin muodostamien aggregaattien deflokkulanttina ja dispergointiaineena, tunnettu siitä että rakenneaineen kuiva-ainesisällöstä noin 20-100 % muodostuu alkalieen sellunvalmistuksen sivutuotteena polysakkarideista syntyvistä hydroksikarboksyylihapoista mahdollisesti yhdessä alhaisen molekyylipainon omaavan ligniinin ja/tai lignosulfonaatin kanssa ja noin 0-Θ0 X muodostuu sinänsä tunnetusta rakenneaineesta tai -aineista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenneaine, tunnettu siitä, että mainittu noin 20-100 %:n osuus rakenneaineesta muodostuu hydroksikarboksyylihapoista.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenneaine, tunnettu siitä, että mainittu noin 20-100 X:n osuus rakenneaineesta muodostuu hydroksikarboksyylihappojen ja alhaisen molekyyli-painon omaavan ligniinin seoksesta.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenneaine, tunnettu siitä, että mainittu noin 20-100 %:n osuus rakenneaineesta muodostuu hydroksikarboksyylihappojen ja lignosulfonaatin seoksesta.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rakenne-aine, tunnettu siitä, että hydroksikarboksyylihapot ja hyd-roksikarboksyylihappojen ja alhaisen molekyylipainon omaavan ligniinin seos on valmistettu alkalieen sellunvalmistuksen sivutuotteena syntyvästä jäteliemestä eli mustalipeästä sinänsä tunnettua erotustekniikkaa käyttäen.