FI80067C - Tvaettmedel foer en automatisk diskmaskin. - Google Patents

Description

1 80067

Pesuaine automaattista astianpesukonetta varten

Keksintö koskee vesipitoista tiksotrooppista, automaattisessa astianpesukoneessa käytettävää nestemäistä seosta, joka sisältää liuennutta alkalimetallitripolyfosfaattia, alkali-metallisilikaattia ja dispergoitunutta turpoamatonta savea sakeuttavana aineena (mieluimmin attapulgiitti-savea) ja kiinteän faasin, joka on pääasiallisesti natriumtripolyfos-faattia. Seos sisältää mieluummin myös kloorivalkaisuainetta (edullisesti liuennutta natriumhypokloriittia) ja valkaisu-ainetta kestävää anionista pintajännitystä alentavaa ainetta. Se sisältää edullisesti myös alkalimetallikarbonaattia.

Nyt on keksitty, että saadaan huomattavasti parannettuja tuloksia, kun lisätään rajoitettu määrä vesiliukoista ka-liumyhdistettä, esimerkiksi kaliumsuolaa (tai KOH:ta) seokseen niin, että painosuhde K:Na tulee välille noin 0,04-0,5, mieluummin noin 0,07-0,4, kuten esimerkiksi noin 0,08 tai noin 0,15. Näin saatu tuote on paljon stabiilimpaa, niin että sillä on vähemmän taipumusta sakeutua haitallisesti tai erottua seoksen vanhetessa, esimerkiksi noin 38°C:ssa. Myös osan natriumsuolaa korvaaminen samalla painomäärällä vastaavaa kaliumsuolaa antaa tulokseksi huomattavan viskositeetin alenemisen (esimerkiksi mitattuna Brookfield HATD-viskomet-rin avulla 25°C:ssa, 20 kierr/min, käyttäen kierrintä # 4), paremman stabiilisuuden erottumista vastaan vanhetessa (esimerkiksi huoneenlämmössä) ja ehkäisten suhteellisen suurten kiteiden muodostumisen ehkäisyn varastoinnin aikana. Viskositeetin pieneneminen tekee valmistuslaitteiden käsittelyn helpommaksi, sen jakelun halpommaksi ja käyttäjälle helpommaksi särkeä tuotteen tiksotrooppinen rakenne (ravistamalla säiliötä, johon se on pakattuna), niin että sitä voidaan kaataa vapaasti kotitaloudessa käytettävän automaattisen astianpesukoneen pesuainesäiliöön tai -säiliöihin.

Esillä olevassa keksinnössä ovat aineiden määräsuhteiden vaihtelurajat painoprosenteissa esimerkiksi suunnilleen seuraavat: 2 80067 (a) 8-35 % alkalimetallitripolyfosfaattia, (b) 2,5-20 % natriumsilikaattia, (c) 0-9 % alkalimetallikarbonaattia, (d) 0,1-5 % kloorivalkaisua kestävää, veteen dispergoituvaa orgaanista aktiivista pesuainetta, (e) 0-5 % kloorivalkaisua kestävää vaahtoamista ehkäisevää ainetta, (f) kloorivalkaisuyhdistettä sellainen määrä, että aktiivisen kloorin määräksi tulee noin 0,2-4 %, ja (g) tiksotrooppista sakeuttavaa ainetta riittävä määrä, niin että seoksen tiksotrooppiseksi indeksiksi tulee noin 2,5-10.

Esitetyissä seoksissa on natriumtripolyfosfaatin osuus edullisesti yli 15 % (mieluummin välillä noin 20-25 tai 30 %), nat-riumsilikaatin osuus on ainakin noin 4 % (kuten välillä noin 5-10 tai 15 %), alkalimetallikarbonaatin osuus on noin 2-6 tai 7 %, kloorivalkaisuaineen osuus on sellainen, että aktiivisen kloorin osuudeksi tulee yli 0,5 % (esimerkiksi noin 1-2 % aktiivista klooria), aktiivisen pesuaineen osuus on välillä 0,1-0,5 %. Laskettuna SiC^na on parhaana pidetty natriumsili-kaatin osuus noin 3,5-7 % Siesta seoksessa.

Veden osuus seoksissa (mitattuna "Cenco kosteuden analysointi-laitteella", jossa näyte kuumennetaan infrapunalampun avulla, kunnes se tulee vakiopainoon), on mieluummin välillä noin 40-50 %, vielä edullisemmin noin 43-48 %, kuten noin 44 tai 46 %.

Tässä esitetyissä seoksissa ovat pH-arvot yleensä yli 11 tai 12. Reseptin parhaana pidetyssä tyypissä on seoksen pH, sen jälkeen kun seos on laimennettu vedellä 0,75 % konsentraatioon, välillä noin 10,7-11,3.

Tässä esitetyt seokset säädetään mieluummin viskositeettinsa suhteen sellaisiksi, että viskositeetit (mitattuina Brookfield HATD-viskometrillä 25°C:ssa, 20 kierr/min kiertimellä § 4), ovat alemmat kuin noin 8000 centipoisea ja vielä edullisemmin välillä noin 2000 tai 3000-7000 centipoisea, kuten esimerkiksi noin 4000-6000 centipoisea. Viskositeetti ja muut ominaisuudet

II

3 80067 voidaan mitata useita päiviä (esimerkiksi 1 viikko) sen jälkeen kun seos on valmistettu; sopiva käytäntö on ravistella näytettä ennen sen viskositeetin mittaamista ja antaa visko-metrin ensiksi pyöriä noin 90 s ennen lukeman ottoa.

Tässä selostetuilla seoksilla on juoksevuusarvot (yield values) melkoisesti yläpuolella 200 dyneä per cm ja ne formuloidaan mieluummin sellaisiksi,että juoksevuusarvot ovat alle 1100 dy- neä/cm ja yli 300 dyneä/cm , edullisemmin alle noin 900 dyneä/ 2 2 cm , kuten noin 400-600 dyneä/cm . Juoksevuusarvo ilmoitaa leikkausnopeuden, millä tiksotrooppinen rakenne särkyy. Se mitataan Haake RV 12- tai RV 100-rotaatioviskometrillä, jossa käytetään kierrintä MVIP 25°C:ssa leikkausnopeudella, joka nousee lineaarisesti 5 minuutissa (5 min lepokauden jälkeen) nollasta arvoon 20 sekunti Haaken viskometrissä leikataan ohut ainekerros pyörivän sylinterin ja ympäröivän säiliön tiiviisti vieressä olevan sylinterimäisen seinämän välissä. Kuviot 1-3 ovat graafisia esityksiä, jotka on saatu testaamalla tällä tavoin kuvioissa ilmoitettujen kolmen esimerkin aineita, ja piikit Y esittävät juoksevuusarvoja.

Toinen mainitulla Haaken viskometrillä mitattu tekijä on se arvo, mihin seoksen tiksotrooppinen rakenne palautuu. Eräässä mittaustekniikassa 5 min vaiheen jälkeen, jossa edellä mainittu leikkausnopeus nostetaan, pyöriminen hidastetaan nollaan 5 min aikana, sen jälkeen 30 s lepovaiheen jälkeen pyöriminen nopeutetaan uudestaan ja leikkausnopeus nostetaan lineaarisesti 5 min kuluessa nollasta arvoon 20 sekunti Näin saadaan toinen juoksevuusarvo, sp. piikit Y kuviossa 1. Tämä toinen (palautu- r 2 nut) juoksevuusarvo on edullisesti ainakin 200 dyneä/cm , esimerkiksi 50 %, 75 % tai enemmän alussa lasketusta juoksevuus-arvosta.

Kuvio 4 on fotomikrograafi (siinä mittakaavassa, joka on ilmoitettuna kuviossa) esimerkin 4 seoksesta.

Seuraavat esimerkit on annettu keksinnön lisävalaisemista varten. Näissä esimerkeissä on Attagel § 50 jauhettua attapulgiitti- 4 80067 savea (hankkija Engelhard Minerals & Chemicals, jonka kaupallisissa esitteissä ilmoitetaan, että se sisältää valmistettuna noin 12 paino-% vapaata kosteutta, joka on mitattu kuumenta-maila 104°C:een ja sen B.E.T. pinta-ala on noin 210 m /g laskettuna kosteusvapaasta tuotteesta); Graphtol Green on väriainetta; LPKN 158 on vaahtoamista ehkäisevä aine, valmistaja American Holchst (Knapsack), joka sisältää 2:1 seoksen fosfo-rihapon mono- ja di-(C^g-C^g)-alkyyliestereitä, natriumsili-kaatissa on suhde Na20:Si02 = 1:2,4; Dovfax 3B2 on 45-prosent-tista Na-monodekyyli/didekyyli-difenyylioksidi-disulfonaattien vesiliuosta, valkaisua kestävää anionista pintajännitystä alentavaa ainetta; STPP on natriumtripolyfosfaattia. Ellei toisin ilmoiteta, lisätään STPP hienojakoisen kaupallisen vedettömän aineen muodossa, jonka vesipitoisuus on noin 0,5 %, tällaisessa aineessa on tyypillisesti noin 4,5-6,5 % aineesta pyrofos-faatin muodossa. Käytetty vesi on deionoitua vettä, ellei toisin ilmoiteta.

Esimerkki 1

Seuraavat aineosat lisätään astiaan siinä järjestyksessä kuin on annettu luettelossa ja sekoitetaan konventionaalisella pro-pellityyppisellä laboratoriosekoitinlaitteella. Lämpötilat ja sekoitusajat eri vaiheissa on myös ilmoitettu alla: s 80067

Paino Lämpötila (g) (°c) 10 % Graphtol vihreä (väri) 5 54°C vesi 1746 sula LPKN 158 (vaahtoamista ehkäisevä aine) 8

Dowfax 3B2 (pintajännitystä alentava aine) 40 52 (2 min)

Attagel § 50:n ja Ti02 valkoisen väriaineen seos suhteessa 9:1 180 50 (1 min) 49 (3 min)

Kalsinoitu sooda 275 K2C03 75 57 (1 min) 56 (3 min)

Hienoksi jauhettu STPP-heksa- hydraatti 750 53 (1 min) 52 (3 min) 51 (5 min) 47,5-prosenttinen natriumsilikaa- 421 tin vesiliuos, johon on edeltäkäsin sekoitettu 50-pro-senttista NaOHrn vesiliuosta 150 48 (3 min) 13-prosenttinen NaOCl:n vesiliuos 500 42 (3 min)

Hienoksi jauhettu STPP-heksa- hydraatti 750 42 (1 min)

Kaikkiaan 5000 g 41,5 (5 min)

Seoksen viskositeetti, joka on mitattu kuten edellä on ilmoitettu, on noin 5000 centipoisea sen jälkeen kun seosta on vanhennettu 3 viikkoa lämpätilassa 38°C ja se on noin 4800 centipoisea 3 kuukauden vanhenemisen jälkeen lämpötilassa 38°C.

Tässä esimerkissä on STPP-heksahydraatin hiukkaskoon jakautuma suunnilleen seuraava: 6 80067 U.S.S. seula %

päälle #10 O

päälle #40 O

päälle # 100 25,4 päälle # 200 31,5 päälle # 325 16,5 läpäisee # 325 25,9

Esimerkki 2

Valmistettiin seuraavien reseptien mukaiset seokset ja niiden ominaisuudet mitattiin kuten jäljessä ilmoitetaan:

Aineosat sekoitetaan seuraavassa järjestyksessä: vesi, väri, savi, puolet fosfaatista, vaahtoamista ehkäisevä aine, hypokloriitti, natriumkarbonaatti, kaliumkarbonaatti, NaOH, silikaatti, toinen puoli fosfaatista, pintajännitystä alentava aine.

Aineosat Osuudet a b c d

Savi (attagel 50) 3,285 3,285 3,285 3,285 3,285 STPP 23,0 23,0 17,01 16,5 23,0

Kaliumtripoly- fosfaatti - - - 6,5

Kaliumpyrofos- faatti - - 5,99 - 0

Natriumkarbonaatti 5,0 - 5,0 5,0 2,5

Kaliumkarbonaatti - 5,0 - - 2,5

Natriumhypokloriitti (12 %) 9,375 9,375 9,375 9,375 9,375

Natriumhydroksidi (50 %) 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05

Natriumsilikaatti (47,5 %) 10,53 10,53 10,53 10,53 10,53

Pintajännitystä alentava aine (Dow-fax 3B-2) 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

Vaahtoamista ehkäisevä aine (Knap-sack Lp Kn) 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 Väri 0,381 0,381 0,381 0,381 0,381

Vesi Loput

II

^ 80067

Ominaisuudet Kapillaarinen tyh- jennysaika (min) 8,2 12,1 10,9 11,4 11,2

Viskositeetti (cP) lämpötilassa 38°C vanhennettaessa 1 viikko 9080 3100 2900 5120 5400 2 viikkoa 9200 3480 2820 6340 5240 3 viikkoa , 9300 3600 3040 6700 6560

Kapillaarinen tyhjennysaika on testi, jossa piirretään 6,8 cm läpimittainen ympyrä 15 cm läpimittaiselle Whatman-levylle, suodatinpaperia kokoa 41, asetetaan muovirengas (3,5 cm sisäläpi-mitta, 4,2 cm ulkoläpimitta, 6,0 cm korkea) vertikaalisesti, samankeskisestä ympyrän kanssa suodatinpaperille ja rengas täytetään testattavalla seoksella. Seoksen neste absorboituu tällöin suodatinpaperiin ja leviää hitaasti piirrettyyn ympyrään. Aika, joka kuluu siihen, että neste koskettaa ympyrää, mitataan kolmessa ennalta määrätyssä kohdassa ja lasketaan keskimääräinen arvo.

Tämä ennustustesti ilmoittaa näiden systeemien suhteellisia stabiilisuuksia. Siten seoksella b) on alempi viskositeetti ja parempi stabiilisuus kuin edellä olevalla seoksella a).

Esimerkki 3

Valmistettiin seuraavien reseptien mukaiset seokset sekoittamalla aineosat ilmoitetussa järjestyksessä. Seoksia sentrifu-goidaan sitten 275 G kunnes ei tapahdu enää kirkkaan, erottuneen nestefaasin (jatkuva) volyymin kasvamista, ja saatu neste analysoidaan: a b c d

Deionoitu vesi 27,106 > Väri 0,016-->

Natriumkarbonaatti 6 420

Kaliumkarbonaatti 0 246 STPP 21,106 >

Deionoitu vesi 14,184 >

Attagel # 50 4,00 ->

Ti02 0,444 > 50-prosenttinen NaOH:n liuos 2,5 -> 47,5-prosenttinen natrium- silikaatin liuos 13,684 > 8 80067 abed

Vaahtoamista ehkäisevä aine 0,16 ----> 13-prosenttinen NaOCl:n liuos 10,0---> 45-prosenttinen pintajännitystä alentavan aineen liuos 0,8 -—> 100,0

Seokset ovat siis identtisiä lukuunottamatta niiden K:Na-suh-teita.

Tuotteen ominaisuudet a b c d

Viskositeetti 1 päivän jälkeen huoneen- 8320 5520 4200 2120 lämmössä 3 viikon jälkeen huoneenlämmössä 8550 6200 4500 2420

Sen jälkeen kun on vanhennettu 7 viikkoa lämpötilassa 38°C 9400 8000 5600 3400

Ominaispaino 1,37 1,37 1,40 1,39

Sentrifucroimalla saadun nesteen ominaisuudet

Viskositeetti 25°C:ssa suhteessa veteen 1 cP 4,4 4,4 4,8 6,3 % liukoista silikaattia (laskettu moolisuhteella

Na20:Si02 = 1:2,4) 7,5 7,3 7,3 7,1 % karbonaattia (laskettuna

Na2C0-j:na) 8,8 8,5 7,4 6,6 % fosfaattia (laskettuna

Na5P3°10:nä) 1,7 2,5 3'7 6'1

Ominaispaino 1,257 1,262 1,276 1,30 Tämän esimerkin aineen viskositeetit on mitattu Brookfield RVT-viskcmetrillä, kiertimellä n:o 5, lämpötilassa 26,7°C.

Menetelmää voidaan käyttää myös muiden edellä esitettyä tyyppiä olevien tuotteiden valmistamiseen (esimerkiksi sellaisia, joissa ei ole mukana kaliumyhdistettä), samoin kuin muiden pesu-

II

9 80067 ainesuspensioiden, jotka sisältävät hyvin pieniä hiukkasia vesiliukoisia epäorgaanisia tehosteainesuoloja dispergoituina veteen, joka sisältää liuennutta tehosteainesuolaa, savea tai jotakin muuta kolloidista sakeuttavaa ainetta ja pintajännitystä alentavaa ainetta. Esimerkeissä 4-6 (joissa tuotteen te-hosteainesuolan hiukkaset ovat suureksi osaksi STPP-heksahyd-raattia plus natriumkarbonaattihydraattia) muodostetaan voimakkaasti viskoosi (viskositeetti esimerkiksi 20 000 - 60 000 cP) seos, jossa on rajoitettu määrä vettä, voimakkaasti alkalinen tehosteainesuolojen kyllästetty liuos ja, pääaineosana liukenemattomia vesiliukoisen tehosteainesuolan hiukkasia. Tämä viskoosi seos pannaan huippunopeuden omaavaan dispergoimislaittee-seen, jossa jauhetaan liukenemattomat hiukkaset, minkä jälkeen lisätään sakeuttavan saven kiinteitä hiukkasia ja saven agglo-meraatit poistetaan mekaanisesti; tämän jälkeen voidaan sekoittaa joukkoon loput reseptin aineosista (esimerkiksi muut nesteet tai aineet, jotka ovat helposti liukenevia tai dispergoituvia nestefaasiin, joka sisältää korkean elektrolyyttipitoisuuden). Seosta voidaan sen jälkeen käsitellä vielä kerran mekaanisesti tehokkaalla leikkauksella saven agglomeraattien poistamiseksi.

On huomattu, että tämän menetelmän ansiosta ei tarvita saven esidispergoimista vesiväliaineeseen. Saven kiinteät hiukkaset dispergoituvat helposti, vaikka väliaine on hyvin voimakkaasti alkalinen. Liukenemattomien tehosteainesuolojen hiukkasten jauhaminen tapahtuu paljon tehokkaammin ja nopeammin, kun savi puuttuu olennaisesti.

Esimerkeissä 4-6 selostetussa menetelmässä lisätään tehosteaine-suola, joka muodostaa pääosan liukenemattomista hiukkasista mieluummin vesiliuokseen, joka sisältää jo niin suuren kon-sentraation muuta liuennutta tehosteainesuolaa, että tämä lisäys aikaansaa tehosteainesuolan työntämisen pois liuoksesta (esimeriksi tavallisen ionivaikutuksen kautta), jolloin se kiteytyy uudelleen hyvin pieninä kiteinä.

Toinen merkittävä piirre esimerkeissä 4-6 esitetyssä sekoitta-mismenetelmässä on se seilla, että se tekee mahdolliseksi valmistaa uudestaan eriä, joilla on jäljennettävät ominaisuudet, 10 80067 käyttämällä "loput" edellä valmistetusta panoksesta kunkin peräkkäisen panoksen aineosana.

Kuten aikaisemmin on ilmoitettu, ei esimerkeissä 4-6 esitetyn menetelmän käyttäminen ole rajoitettu kaliumsuoloja sisältävien seosten valmistamiseen. Vaikka tähän asti on huomattu sen suurin hyödyllisyys sellaisten seosten valmistamisen yhteydessä, joissa savi on attapulgiittia, sitä voidaan käyttää myös seoksiin, joissa koko savi tai osa siitä on paisuvaa tyyppiä, esimerkiksi smektistä savityyppiä kuten bentoniittia (esimerkiksi Gelwhite GP) tai hektoriittiä.

Esimerkki 4 32.0 osaan deionoitua vettä, johon on sekoitettu pieni määrä väriainetta (so. 0,028 osaa Graphtol vihreää, vesipitoista tahnaa, joka sisältää 28 % väriainetta) liuotetaan täydelleen 2.0 osaa ^CO-^a (jonka liukoisuus veteen on yli 100 osaa 100 osaa kohti vettä jopa 0°C:ssa), ja 5,0 osaa rakeista natrium-karbonaattia (jonka liukoisuus veteen on noin 45 osaa 100 osaa kohti 35°C:ssa). Liuoksen lämpötila on noin 32°C. Sitten lisätään 23,116 osaa jauhemaista STPP:ä, joka sisältää noin 0,5 % hydrataatiovettä ja seosta dispergoidaan samalla koko ajan erittäin suurella nopeudella. STPP:n määrä on paljon suurempi kuin se määrä, mikä liukenee läsnä olevaan vesimäärään; sen liukoisuus veteen on noin 20 g per 100 ml 25°C:ssa. Tässä esimerkissä on STPP Olin Corp. firman tuotetta, jossa I faasin pitoisuus on noin 50 %, natriumsulfaattipitoisuus on noin 2 % ja hiukkaskoko on hyvin hieno; se on jauhemaisen vedettömän, tunnetun "märkämenetelmän" avulla valmistetun STPP:n ja jauhemaisen STPP-heksahydrataation seosta. Kun STPPtä lisätään liuokseen, se hydratoituu nopeasti ja muodostaa kovia kiteisiä möh-käleitä, jotka ovat STPP-heksahydraattia. (Huomattakoon, että 23 osaa STPP:ä pystyy muodostaessaan heksahydraattia imemään noin 7 osaa vettä). Seos on ensiksi ohutta liukenmattoman STPP:n suspensiota nesteessä, joka on superkyllästettyä liuosta. Lämpötila kohoaa hydrataatioreaktion johdosta saavuttaen huipun 60°C. Noin 3-4 min kuluttua seos tulee hyvin paljon viskoosi-semmaksi; sen viskositeetti nousee yli 20 000 cP (kuten esimer-

II

h 80067 merkiksi noin 40 000 - 50 000 cP mitattuna suspension lämpötilassa, esimerkiksi Brookfield RVT:n avulla, kiertimellä # 6, 10 kierr/min). Uskotaan, että menetelmän aikana natriumkarbonaatti kiteytyy (hyvin hienojen kiteiden muodossa) liuosfaasis-ta tavallisen ionivaikutuksen johdosta (STPP:n natrium). Kun seos on tullut viskoosiksi, huippunopea dispergoimislaite jauhaa hiukkaset (esimerkiksi TPP-hydraatin) hyvin pieneen hiukkas-kokoon ja jauhamisvaikutus käy ilmi ensiksikin dispergoimis-laitteen lisääntyneestä energian kulutuksesta ja lämpötilan lisänoususta (esimerkiksi 66°C:een, mikä aiheuttaa tehosteaine-suolojen lisääntynyttä liukenemista; nämä puolestaan kiteytyvät uudelleen hienojakoisina jäähtyessään). Tätä jauhamista jatketaan noin 5 min ajan suspension alussa tapahtuneen pak-sunemisen jälkeen; jauhamisen aikana näkyvät möhkäleet häviävät aineesta ja liukenemattomien hiukkasten hiukkaskoko pienenee niin, että uskotaan käytännöllisesti katsoen kaikkien hiukkasten läpimitan olevan alle 40 ^um. Sitten lisätään vielä 9,367 osaa vettä, mikä alentaa viskositeetin alle 10 000 cP (esimerkiksi lähelle 5000 cP, mitattuna kuten edellä on ilmoitettu), minkä jälkeen lisätään 3,3 osaa Attagel # 50 ja 0,732 osaa valkoista TiC^ (anataasi) väriainetta voimakkaasti alkaliseen liuokseen (jonka pH on runsaasti yli 9, esimerkiksi 10,5) samalla kun seosta dispergoidaan suurella nopeudella laitteella, joka dispergoi savea (poistaa agglomeraatteja) hyvin tehokkaasti, niin että paksu seos tulee homogeeniseksi ja ulkomuodoltaan tasaiseksi. Sitten lisätään 2,70 osaa 50-prosenttista NaOH:n vesiliuosta, 0,16 osaa vaahtoamista ehkäisevää ainetta (Knapsack LPKN 158), 10,53 osaa 47,5-prosenttista natriumsili-kaatin vesiliuosta, (jossa Na20:SiC>2-suhde on 1:2,4), 10,0 osaa 12-prosenttista natriumhypokloriitin vesiliuosta ja 0,8 osaa 45-prosenttista valkaisua kestävää anionista pintajännitystä alentavaa ainetta (Dowfax 3B2); nämä lisäämiset voidaan suorittaa missä tahansa halutuissa sekoitusolosuhteissa, esimerkiksi sekoittamalla yksinkertaisesti (vaikka saattaa olla edullista jatkaa huippunopeata leikkausdispergointia tähän sekoittamiseen) . Sen jälkeen seos joutuu jauhatukseen, kuten kuljettamalla se läpi in-line-jauhattimen, jollainen on esimerkiksi Tekmar "Dispax Reactor", (joka työskentelee huippunopeu- 12 80067 della 22 m per s), jossa seos joutuu erittäin nopeaan leikkaukseen suhteellisen lyhyeksi ajaksi ("oleskeluaika" jauhatin-laitteessa saattaa olla pelkästään kaksi sekuntia tai vähemmän). Pääasiallinen vaikutus tästä on hajottaa vielä savihiukkasten agglomeraatteja, mikä käy ilmi juoksevuusarvon selvänä nousuna, esimerkiksi seoksen juoksevuusarvo nousee noin 33 %.

Tuloksena oleva seos on tiksotrooppinen. Uskotaan, että siinä dispergoituneiden kiinteiden hiukkasten hiukkaskoko on niin pieni, että noin 80 paino-%, tai yli, omaa hiukkaskoon, joka on alle 10 ^uin. Seoksen lämpötila on noin 49-54°C (tässä lämpötilassa sen viskositeetti on korkeampi kuin noin 21°C). Se kaadetaan pois sekoitusastiasta (esimerkiksi pöhjaventtiilin kautta kun astialla on kartionmuotoinen pohja, tai lähes tasapohjaisen astian alemman sivuventtiilin kautta). Noin 10 % seoksesta jää jäljelle "loppujäännöksenä" astiaan; sen valu-misominaisuuksien vuoksi on vaikeata poistaa koko seosta astiasta.

Koko edellä esitetty menetelmä toistetaan sitten yhä uudestaan ja uudestaan samassa astiassa ilman että loppueriä poistettaisiin lainkaan.

Suurella nopeudella toimiva dispergoimislaite voi käsittää pyöreän horisontaalisen levyn, jossa on kehällä vaihdellen ylös- ja alaspäin suuntautuvia hampaita, ja levy on asennettu siten (vertikaalisen alaspäin suuntautuvan varren päälle), että se pyörii niin nopeasti että (hampaiden) kehänopeus on yli 22,88 m per sekunti (esimerkiksi 27,45 m per sekunti). Laboratoriotyöskentelyyn soveltuu Covles huippunopea dispergoimislaite. Suuremman mittakaavan työskentelyyn voidaan käyttää Myerin mallia 800 sarjan huippunopeaa dispergoimislaitetta. Nämä huippunopeat dispergoi-mislaitteet pienentävät hiukkasia iskujauhamalla hampailla varustetun levyn avulla ja laminaarisen leikkauskuormituksen avulla seokseen. Leikkaaminen synnyttää kuumuutta panoksessa sen kuumuuden lisäksi, jonka synnyttävät liukeneminen, hydra-taatio jne. Syntyneessä suhteellisen korkeassa lämpötilassa aineosat liukenevat enemmän ja kiteytyminen jäähtyessä antaa suhteellisen pieniä hiukkasia, jotka eivät laskeudu nopeasti,

II

13 80067 mikäli lainkaan. Huippunopea dispergoimislaite indusoi seoksen "pyörimisen", so. seoksen kulkurata on alaspäin astian keskellä, ulospäin pitkin pyörivän levyn kylkiä, ylöspäin astian seinämiä pitkin ja sisäänpäin seoksen yläpinnalla. Tämän liikkeen aikana tapahtuu edullisesti ilman poistumista, so. ilma (joka tulee aina mukaan kun jauheita lisätään) lähtee seoksesta sen sisäänpäin suuntautuvan kierron osan aikana.

Edellä esitetyn seoksen valmistamisen jälkeen tapahtuu ilmeisesti kiteiden koon kasvamista, niin että muodostuu useita suurempia ja suhteellisen tasakokoisia kiteitä (kuten näkyy foto-mikrograafissa). Kuvio 4 osoittaa, että mukana on kiteitä, joiden läpimitat ovat noin 80 ^um. Nämä kiteet näyttävät sisältävän polyfosfaattia, mutta niitä ei ole vielä täydelleen identifioitu.

Esimerkki 5

Esimerkki 4 toistetaan paitsi että STPP-jauhe on Monsanto'n vedetöntä STPP:ä, joka on valmistettu tunnetun "kuivamenetel-män" mukaan ja sisältää vedetöntä STPPrä, joka on kostutettu niin paljon, että sen hydrataatioveden pitoisuus on 1/2 % (tai jonkin verran korkeampi, esimerkiksi 1 1/2 %). Siinä on faasi I:n pitoisuus noin 20 %. Tätä STPP:ä käytettiin myös esimerkissä 3.

Esimerkki 6

Esimerkki 4 toistetaan paitsi että veden suhteellinen osuus on alussa 28,0 osaa, toinen osuus on 13,637 osaa ja ennen atta-pulgiittisaven lisäämistä lisätään 1,11 osaa 45-prosenttista natriumpolyakrylaatin vesiliuosta (Acrysol LMW-45N, jonka molekyylipaino on noin 4500) . määrä on tässä tapaukses sa 3 osaa ja Na2C0^:n määrä on 4 osaa.

Esimerkkien 4-6 tuotteilla havaittiin seuraavat tyypilliset ominaisuudet: 14 80067

Esimerkki 4 5 6

Viskositeetti (sP) 4000 6000 4400 2

Juoksevuusarvo (dyneä/cm ) 450 600 450

Kapillaarien tyhjenemisaika (min) 8,2 5,6 6,1

Erotus sentrifugilla (%) 16 26,3 12

Tiksotrooppinen indeksi 5 4,3 4,1 "Sentrifugierotus" mitataan sentrifugoimalla 275G kuten on selostettu esimerkissä 3 edellä ja mittaamalla kirkkaan neste-kerroksen volyymi suhteessa koko volyymiin.

"Tiksotrooppinen indeksi" on viskositeetin suhde nopeudella 30 kierr/min viskositeettiin nopeudella 3 kierr/min mitattuina huoneenlämmössä Brookfield HATD-viskometrillä, kierrin # 4.

Esimerkissä 6 on seoksessa mukana liukenevaa, kloorivalkaisua kestävää polymeeriä. On huomattu, että polymeerin läsnäolo parantaa lujuutta tuotteen seisoessa tai sitä sentrifugoitaes-sa tapahtuvaa erottumista vastaan ilman että tuotteen viskositeettiin tulisi sitä vastaavaa suurta nousua. On huomattava, että polymeeriä on läsnä tässä tapauksessa erittäin konsentroidussa (kyllästetyssä) elektrolyyttiliuoksessa. On huomattu myös, että polymeerin läsnäolo antaa paremman suojan astioiden pinnan lasitukselle (hieno posliini). Tähän asti on työskentelyssä näitä vaikutuksia havaittu polyakryylihapposuoloilla, joiden on havaittu sopivan hyvin yhteen kloorivalkaisuaineen kanssa ja saven kanssa tässä systeemissä, esimerkiksi aktiivisen kloorin pitoisuus on pysynyt samana ja samaten viskositeetti. Voidaan käyttää eri suuruisen molekyylipainon omaavia polymeerejä; polymeerillä voi esimerkiksi olla molekyylipaino alle 10 000 tai 100 000 tai yli sen.

Parhaina pidettyjä molekyylipainoja ovat 1000 - 500 000. Mole-kyylipainot noin 1000 - 50 000 ovat erikoisen käytännöllisiä siitä, että ne aikaansaavat vähemmän kalvoa lasin päälle. Polymeerin osuus voi olla välillä 0,01-3 %, joista alempi pitoisuus sopii paremmin korkeamman molekyylipainon polymeereille (esimerkiksi 0,06 % polymeerille, jonka molekyylipaino on il is 80067 300 000). Myös muita valkaisua kestäviä polymeerejä voidaan käyttää, esimerkiksi Tancol 731, joka on polymeerisen karbok-syylihapon natriumsuola, jonka molekyylipaino on noin 15 000.

Tässä keksinnössä ovat kaikki osat paino-osia, ellei toisin ilmoiteta. Esimerkeissä käytetään atmosfäärin painetta, ellei toisin ilmoiteta.

On käsitettävä, että edellä oleva yksityiskohtainen selostus on annettu yksinomaan asian valaisemista varten ja että muunnoksia voidaan tehdä poistumatta keksinnön hengestä.

Claims (7)

1. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, 2 että juoksevuusarvo on ainakin 200 dyneä/cm .
2. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen seos, tunnettu siitä, että se sisältää kloorivalkaisuainetta, alkalimetallikar-bonaattia ja valkaisua kestävää pinta-aktiivisuutta alentavaa ainetta.
3. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seos, tunnettu siitä, että mainittu seos sisältää noin 20-25 % natriumtripolyfos-f aat t ia.
4. 5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen seos, tunnettu siitä, että mukana on kaliumkarbonaattia.
5. 6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen seos, tunnettu siitä, että mukana on kaiiumtripolyfosfaattia.
6. 7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen seos, tunnettu siitä, että se sisältää myös kaliumpyrofosfaattia. il 17 80067