HU213171B

HU213171B - Detergents, additiv for detergents, process for producing said additiv and spherical cogranulate of silicates and carbonates of alkali metals

Info

Publication number: HU213171B
Application number: HU9202083A
Authority: HU
Inventors: Patrick Boittiaux; Daniel Joubert; Jean-Claude Kiefer; Roux Jerome Le
Original assignee: Rhone Poulenc Chimie
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1997-03-28
Also published as: YU48473B; PL170367B1; IE69867B1; SK191992A3; CZ191992A3; BG96516A; RU2097411C1; PL294977A1; RO110009B1; BR9202228A; YU35092A; HU9202083D0; FR2677994A1; HUT62028A; BG61772B1; IE920823A1; PL170411B1; FR2677994B1; PL170381B1

Description

A jelen találmány egy olyan adalékanyagra vonatkozik, amely alkálifém-szilikátokat tartalmaz, melyekben a szilícium atomok főleg Q₂ és Q₃ formáiban vannak jelen. A találmány szerinti adalékanyag detergens készítményeknél, főleg por alakú detergenseknél alkalmazható, melyek elsősorban mosógépeknél és mosogatógépeknél használatosak.

Adalékanyag alatt értünk bármely olyan aktív adjuvánst, mely javítja egy detergens készítmény felületaktív reagenseinek működését.

Szükséges, hogy az adalékanyag vízlágyító hatást fejtsen ki a mosáshoz használt vízben. Ezért szükséges, hogy a vízben oldható sók formájában jelenlévő, és a szennyes ruha szennyezéseiben kisebb-nagyobb mértékben oldható komplex formában jelenlévő kalciumot és magnéziumot eltávolítsuk. A kalcium és magnézium eltávolítását végezhetjük komplexképzéssel oldható fajták formájában, vagy ioncserével, vagy kicsapással. Ez utóbbi esetén a folyamatot úgy kell ellenőrizni, hogy megakadályozzuk a kicsapódást a ruhán vagy a mosógép alkatrészein.

Ez a kicsapási kontroll megvalósítható olyan vízoldható polimerek felhasználásával, melyek kalciumra és magnéziumra nézve affinitással rendelkeznek.

Az is szükséges, hogy az adalékanyag hozzájáruljon a felületaktív anyagok emulzifikáló hatásához zsíros szennyezők tekintetében, ill. a diszpergáló hatáshoz pigment szennyezések tekintetében, mint pl. fémoxidok, agyag, szilika, különböző porok, humusz, mészkő, korom és hasonlók.

Ez a diszpergáló hatás általában polianionok jelenlétének köszönhető, melyek a határrétegen negatív töltések nagy sűrűségét alakítják ki.

Az is szükséges, hogy az adalékanyag egy olyan ionerősséget biztosítson, amelyen a felületaktív anyag működése kedvező, és így például elősegíti a micellák méretének növelését.

Arra is szükség van, hogy hidroxilionokat nyújtson a zsírok elszappanosításához, és növelje a felszíni negatív töltést a textil felszínén és a részecskeszennyezéseknél.

A szilikátokat már régóta jó detergens adjuvánsoknak tekintik, de napjainkban kevésbé elterjedten alkalmazzák ezeket a mosógépekhez gyártott foszfátmentes készítményekben.

A kereskedelemben kapható szilikátok nem tartalmaznak szabad vizet, csak kötöttet, amely 105 °C felett kezd eltávozni. Ezzel együtt a vízoldékonyságot biztosító OH~ csoportok fokozatosan eltűnnek és helyettük Si-O-Si kötések alakulnak ki, azaz az anyag ionos jellege (és ezzel együtt vízoldékonysága) csökken. Ezt a jelen bejelentésben alkalmazott fogalmakkal úgy lehet kifejezni, hogy a Q₂ és Q₃ állapotban lévő szilíciumatomok aránya csökken, 150 °C feletti hőmérsékleten az összes víz távozik és az anyag vízoldhatatlan porózus anyaggá alakul át.

A 2 909 490 számú USA-beli szabadalmi leírásban vizes alapú folyékony nátrium-szilikátot alakítanak szilárd kétkomponensű készítménnyé nátrium-tripolifoszfát segítségével. A jelen találmány szerinti megoldásban azonban nem alkalmazunk nátrium-tripolifoszfátot hordozóként.

A 2 322 123 számú német szabadalmi leírásban a szilikátot és a karbonátot 105-250 °C közötti hőmérsékleten hevítik, így a vízoldékonysághoz szükséges kötött víznek legalább egy részét eltávolítják, így a termék nem tartalmazza az ideális vízoldékonysághoz szükséges vízmennyiséget. Ennek ellenőrzésére kísérleteket is végeztünk, mely szerint a felhozott szabadalomban ismertetett eljárás szerint eljárva a kapott kogranulátum víztartalma 8,47%, ami 30,99/100 (szilikáthoz kötött víz tömeg)/(száraz szilikát tömeg) hányadosnak felel meg, azaz nem tartalmazza az igénypontsorozat szerint is megkövetelt minimális víztartalmat (a megfelelő hányados igényelt minimuma 40/100).

A 2 143 093 számú francia szabadalmi leírás szerint a kapott nagy sűrűségű szilikát előállítása során az anyagot 3-60 másodpercig hevítik úgy, hogy a belépő hőmérséklet 300-450 °C, míg a kilépő hőmérséklet 110-130 ’C, így nyilvánvalóan ennél a megoldásnál is jelentősen dehidratálódik az anyag.

A 4 761 248 számú USA-beli szabadalmi leírásban detergens készítményt ismertetnek. A készítmény egylépéses előállítása során a szilikátot erősen nedvszívó anyagokkal keverik össze [száraz nátrium-tripolifoszfát (nem alkalmazzuk), nátrium-klorid, karboximetilcellulóz], továbbá az eljárás során forró levegőt áramoltatnak át a berendezésen, így a termékben a szilikát nem éri el a szükséges víztartalmat.

A 4 169 806 számú USA-beli szabadalmi leírásban granulált detergens készítményt ismertetnek, amely 20-50 t% nátrium-tripolifoszfátot (nem alkalmazzuk) és legalább 501% nemionos felületaktív anyagot tartalmaz a szervetlen só komponens tömegéhez (nátriumkarbonát) viszonyítva, azaz a készítmény összetétele eltér a jelen bejelentésben igényektől.

A 450 989 számon közrebocsátott európai szabadalmi leírásban egyrészt homogén (hordozó nélküli!) hidratált szilikát granulátumokat ismertetnek, amelyekben a SiO₂/Na₂O arány 1,6 és 5 közötti, továbbá a víztartalom 15-30 tömeg%, előnyösen 18-25 tömeg%.

A fenti dokumentumok egyikében sem ismertetnek olyan készítményt, amely olyan mennyiségű hordozót és olyan hidratáltságú szilikátot tartalmaz, mint amelyet a jelen találmány kidolgozása során ideálisnak találtunk.

A jelen szabadalmi bejelentésben legszélesebb körben alkalmazott szilikátok azok, amelyeknek a SiO₂/M₂O mólaránya 1,6 és 2,4 közötti (M jelentése alkálifématom). Ezeket koncentrált oldatok formájában, melyeknek szilárdanyag-tartalma 35-45 tömeg%, vagy pedig por alakban, esetleg kompakt szilikátpor formájában árusítják.

A koncentrált kereskedelmi oldatokat leggyakrabban teljesen amorf szilikátokból állítják elő, melyeket üvegszerű szilikátokként, vagy más néven „oldható üveg”-ként ismerünk.

Ezen oldható üvegek vízoldhatóvá tehetők autoklávban nyomás alatt 140 ’C-on. így állítják elő azokat a kereskedelmi oldatokat, melyek kb. 45 t% szilárd szá2

HU 213 171 Β razanyag-tartalommal, és ezen belül 2-35 t% szilikáttartalommal rendelkeznek.

A koncentrált szilikát oldatokat a detergens kiszerelő cégek más detergens összetevőket tartalmazó vizes szuszpenzió (iszap) formájában forgalmazzák. Az iszapot ezután permetezéssel szárítják. A szilikát, melyet más összetevőkkel együtt permeteztek és szárítottak, ezután a száraz tömegére nézve nem tartalmaz 20%-nál több asszociált vizet, vagy esetleg még kevesebbet tartalmaz.

A kereskedelmi szilikát porokat üvegszerű szilikátok koncentrált oldatának permetezésével és szárításával nyerik; a termék megfelelő oldhatósága miatt szükséges, hogy a végső termék 20-221% vizet tartalmazzon.

Úgy találtuk, hogy az olyan szilikát por, mely a végtermékre nézve csak 20-22 t% asszociált vizet tartalmaz, a mosóvízben 1-3 g/1 koncentrációban feloldva csak nagyon gyenge adaléksajátsággal bír.

Valójában az ilyen oldott szilikát por szükségszerűen Si(OX)₄ általános képletű, a szilíciumot monomer formában tartalmazó fajták kialakulásához vezet, a képletben X jelentése H- vagy Na-, és ezeknek megfelelő adalékhatása nincsen. Az ilyen monomer fajták akkor képesek rekombinálódni egymással polianionokat képezve, ha a szilikát koncentráció legalább 50500 g/1, és akkor is csak lassan.

Ilyen szilikát koncentrációk és a monomer fajták lassú polimerizációs kinetikája nem egyeztethető össze a mosógépekben használt mosási körülményekkel és a mosási idővel.

A 20-22 t% (a végtermékre nézve) kémiailag kötött vizet tartalmazó porra vonatkozó megállapítások természetesen érvényesek olyan készítményekre is, melyek 201% asszociált vizet (a száraz szilikátot tekintve) tartalmazó szilikátot tartalmaznak, és melyet egy koncentrált szilikát oldat iszapolásával, majd szárításával készítenek.

A bejelentők úgy találták, hogy ha olyan alkálifémszilikátokat hígítanak fel 1-3 g/1 koncentrációban egy detergens oldatban, melyekben a szilícium atomok főleg Q₂ és Q₃ formáiban találhatók meg, akkor a keletkező polianion fajták nagyon hosszú ideig képesek a kívánt adalékhatás kifejtésére.

A „szilícium atomok Q₂ és Q₃ formája” kifejezés a szilícium atomok egymással való asszociációjának fokára utal: „Q₂” azt jelenti, hogy minden egyes szilícium atom két -Si-O-Si- kötésben vesz részt, a fennmaradó két kötés terminális -Si-O-X, ahol X egy alkálifémet vagy H-t jelent; „Qs” azt jelenti, hogy minden egyes szilícium atom három -Si-O-Si- kötésben vesz részt, a fennmaradó kötés egy terminális -Si-O-X.

A jelen találmány tárgyaként szereplő, detergens készítményekben alkalmazható adalékanyag azzal jellemezhető, hogy egy alkálifém-szilikátot tartalmaz, főleg nátriumszilikátot vagy kálium-szilikátot, melyben legalább 30%-ban, előnyösen legalább 50%-ban a szilícium atomok Q₂ és Q₃ formában vannak.

A fenti szilikátnak a SiO₂/M₂O mólaránya lehet 1,6 és 3,5, előnyösen 1,8 és 2,6 közötti érték.

A fenti adalékanyag bármilyen formában jelen lehet és rendelkezhet szerkezettel (por, granulátum és hasonlók) és lehet szerkezet nélküli is.

A találmány első megvalósítása egy adalékanyag, mely 1,6-3,5 SiO₂/M₂O arányú alkálifém-szilikátot tartalmaz, mely oldatból van adszorbeáltatva és/vagy abszorbeáltaivá nátrium-tripolifoszfáttól eltérő hordozóra, és melyben a szilíciumatomok legalább 30%-a Q₂ és Q₃formában van jelen, az adszorpciót és/vagy abszorpciót követően a szilikáthoz kötött víz mennyisége (száraz szilikát tömeg)/(szilikáthoz kötött víztömeg) hányadossal kifejezve 100/120 és 100/140 közötti érték, és a hordozó a száraz készítmény tömegére számolva 55-95 t%.

Az adalékanyagként használt koncentrált alkálifém-szilikát oldatot előnyösen „oldható üvegek” vízben való oldásával, autoklávban, nyomás alatt, 140 ’Con állítjuk elő, melyet szükség esetén hígítunk: más ismert módokon is előállíthatjuk, pl. homoknak koncentrált maró lúgoldattal való maratásával.

NMR analízis alapján úgy találtuk, hogy

- egy 45 t% üvegszerű szilikátot tartalmazó oldatban a SiO₂/Na₂O mólarány = 2 és a szilíciumatomok 34%-ban Q₃, 51 %-ban Q₂, 12%-ban Q_t és '3%-ban Q_o formában vannak jelen, és

- egy 35 t% szilárd anyagot tartalmazó oldatban a SiO₂/Na₂O mólarány = 3,5 és a szilíciumatomok 46%-ban Q₃, 27%-ban Q₂, 16%-ban Q₄, 9%-ban Qj és 2%-ban Q_o formában vannak jelen. .

A permetezéses technika használatakor az említett adalékanyag oldatot alkalmazhatjuk utólagos adagolással, a „torony alján” történő detergens porra való permetezéssel, vagy száraz keverék esetén pedig a detergens kiszerelés komponenseinek keverékeire való permetezéssel. A permetezésnek a porok adszorbciós képességének határán belül kell lennie. Por alakú keveréket szükség esetén mérsékelt szárítással nyerhetünk úgy, hogy a száraz szilikát és a szilikáttal asszociált megmaradó víz tömegaránya 100/120 és 100/40 között, előnyösen 100/90 és 100/50 között legyen.

Az alkalmazható szilikát oldat mennyiségét úgy választjuk, hogy a száraz szilikát és detergens por tömegaránya 1/100 és 30/100 között, előnyösen 10/100 és 20/100 között legyen.

A találmány másik, nem korlátozó megoldása szerint egy 1,6-3,5 SiO₂/M₂O arányú, a szilíciumatomok legalább 30%-át Q₂ és Q₃ formában tartalmazó alkálifém-szilikátot tartalmazó 10-60 t% szilárdanyag-tartalmú koncentrált vizes oldatot érintkeztetés útján adszorbeálunk és/vagy abszorbeálunk nátrium-tripolifoszfáttól eltérő szervetlen, a szilikátra nézve inért hordozóra, úgy, hogy a hordozót a készítmény száraz tömegére számolva 55-95 t% mennyiségben alkalmazzuk, és az adszorpciót és/vagy abszorpciót követően a szilikáthoz kötött víz mennyisége (száraz szilikát tömeg)/(szilikáthoz kötött víz tömeg) hányadossal kifejezve 100/120 és 100/40 közötti érték.

Az „inért” kémiailag közömbös anyagot jelent.

A „szilikáttal asszociált víz” kifejezés alatt értjük a hordozóra felvitt oldatban lévő vizet, mely nem kapcsolódik a szervetlen hordozóhoz, és amely főleg a kristályos hidrát formában van jelen.

A szilikát oldathoz használható szervetlen hordozók között olyan vegyületeket említhetünk, melyek

HU 213 171 Β előnyösen vízoldható vegyületek, mint pl. a következők: nátrium-karbonát, nátrium-szulfát, nátrium-borát, nátrium-perborát, nátrium-metaszilikát, és foszfátok vagy Na-tripolifoszfáttól eltérő polifoszfátok, mint pl. trinátrium-foszfát és hasonlót. Ezen hordozók vagy magukban vagy másokkal keverékben vannak jelen.

A hordozó általában 55-95%, előnyösen 65-85% mennyiségben van jelen a hordozóra felvitt oldat tömegére vonatkoztatva, melyet szilárd anyagban fejezünk ki (azaz az oldat tömegét a szilárd anyag és a hordozó tömegének összegeként tekintjük).

Az említett hordozóra felvitt oldatot előállíthatjuk adszorbcióval, melynek során egy alkálifém-szilikát koncentrált vizes oldatát, melynek SiO₂/M₂O mólaránya 1,6 és 3,5, előnyösen 1,8 és 2,6 és melynek szilárdanyag-tartalma 10-60 t%, előnyösen 35-50 t%, érintkezésbe hozzuk egy szervetlen hordozóval, mely a szilikátot tekintve közömbös. Az említett hordozó olyan mennyiségben van jelen, hogy a fenti szilikáttal asszociált víz mennyisége az adszorbció után megfeleljen egy 100/120-100/40, előnyösen 100/90-100/50 szilikát tömegaránynak, amit a száraz bázis és a szilikáttal asszociált víz hányadosával fejezünk ki.

Az érintkeztetést megvalósíthatjuk a fenti koncentrált szilikát oldat hordozóhoz való adagolásával, különösen permetezésével, meghatározott módon az ismert ollós-keverők bármelyikében, főleg a Lodige-félében, vagy granuláló berendezésben (dob, lemez és hasonló), ill. hasonlókban, 20-95 °C, előnyösen 70-95 °C hőmérsékleten.

Az alkalmazható hordozók lehetnek a fentebb felsorolt anyagok.

Az alkalmazandó szilikát oldat mennyisége és koncentrációja a hordozó abszorbeáló képességétől függ, figyelembe véve, hogy a fenti hordozó képes-e kristályosítható hidrátok képzésére; a szilikáttal nem asszociált vízfrakció, ami hidrát formájában lehet a hordozóban, ismert módszerekkel meghatározható, pl. differenciális termoanalízist vagy kvantitatív röntgen diffrakciót alkalmazva. A hordozóval kapcsolatban lévő, nem hidrát formában lévő vizet meghatározhatjuk megfelelő fizikokémiai módszerekkel (termoporozimetria, termogravimetriás analízis, proton NMR, IR).

A fenti hordozó abszorbeáló képességének határát meghatározhatjuk ismert módszerekkel, pl. mérve a meredekség szögének változását az adagolt szilikát oldat mennyiségének függvényében.

Amennyiben szükséges, a szilikát oldatot és a hordozót tartalmazó keveréket száríthatjuk, de csak mérsékelten, úgy, hogy a kívánt szilikáttal asszociált vízarányt kapjunk.

A szilikát oldatot megkötve tartalmazó részecskéket kívánt esetben őrölhetjük, előnyösen 200-800 mikrométer átlagos átmérő eléréséig.

Azon találmány szerinti készítmények, melyeknél a hidráit alkálifém-szilikát és alkálifém-karbonát gömb alakú kogranulátumok formájában kerül kialakításra, különösen jó tulajdonságokkal rendelkeznek.

A fenti hidratált alkálifém-szilikát és alkálifém-karbonát gömb alakú kogranulátumokat az alábbiak szerinti eljárással állíthatjuk elő:

- az alkálifém-szilikátokon vagy alkálifém-szilikátok és alkálifém-karbonátok keverékén alapuló vizes oldatot alkálifém-karbonátokon alapuló részecskék, egy forgó granuláló berendezésen haladó görgő ágyára permetezzük; a részecskék haladási sebességét, a görgőágy vastagságát és a permetezett oldat folyási sebességét úgy állítjuk be, hogy minden egyes részecske egy plasztikus (műanyagszerű) kogranulátummá alakuljon át a más részecskékkel való érintkezés során,

- az így nyert kogranulátumokat sűrítésnek vetjük alá,

- a fenti sűrített kogranulátumokat addig szárítjuk, míg a szilikáttal asszociált víztartalom meg nem felel egy 100/120-100/40 szilikát tömegaránynak, melyet a száraz bázis és a szilikáttal asszociált víz hányadosával fejezünk ki.

Az alkálifém-szilikátok és alkálifém-karbonátok közüUaz előnyösen alkalmazhatók közt említhetjük a nátrium-szilikátot és -karbonátot és a kálium-szilikátot és -karbonátot, különösen a nátrium-szilikátot és -karbonátot.

A szilikáton vagy szilikát/karbonát keverékén alapuló vizes kipermetezett oldat szilárdanyag-tartalma lehet 30-55 t%, előnyösen 30-45 t%: a fenti alkálifémszilikát SiO₂/M₂O mólaránya 1,6-3,5, előnyösen 1,8— 2,6 és különösen 2-höz közeli érték; a fenti karbonát a kívánt végterméktől függő arányban lehet jelen.

A szilikáton vagy szilikát/karbonát keverékén alapuló oldat kipermetezését 20-95 °C, előnyösen 7095 ’C hőmérsékleten végezzük; a kipermetezést elősegíthetjük levegővel együtt való bevitellel (pl. két szórófejes fúvókát használva) nyomás alatt a fenti hőmérséklettartományt alkalmazva.

A főleg alkálifém-karbonát tartalmú kogranulátumok előállításához alkalmazható részecskék az alábbiakkal jellemezhetők:

- az átlagos átmérőjük 10-15 mikrométer, előnyösen 20-100 mikrométer és még előnyösebben 30-80 mikrométer,

- ülepedés előtti csomagolási sűrűségük 0,41,1 g/cm³, előnyösen 0,6-1,1 g/cm³,

- víztartalmuk 0,05-0,41%, előnyösen 0,1-0,3 t%, és

- az oldhatatlan anyagtartalmuk 5-100 mg/kg, általában 10-60 mg/kg.

Közönséges őrölt vagy nem őrölt karbonátok alkalmazhatók.

Ezen karbonát részecskék mellett kis mennyiségben (a kogranulátumok tömegéhez viszonyítva kevesebb mint 10 t%) más részecskék is jelen lehetnek, mint pl. csomósodást gátló polimerek (karboximetilcellulóz és hasonló), enzimek és ehhez hasonló, a detergens technológia területén általánosan használt anyagok, melyek átmérője és sűrűsége a karbonát részecskékhez közeli értékeket mutatnak.

A permetezéssel megvalósított kogranuláláshoz használható berendezés lehet bármilyen forgó eszköz,

HU 213 171 Β mint forgó lemez, forgó edény vagy -dob, vagy keverő/granuláló berendezés és ehhez hasonlók.

A kogranulátumok előállításának első előnyben részesített eljárása egy olyan forgó granulátort alkalmaz, mely lehetővé teszi a részecskék vékony rétegben történő mozgását. Az olyan edények használata, melyek a vízszinteshez képest 20°-nál, előnyösen 40°-nál nagyobb dőlésszöggel rendelkeznek, különösen megfelelő. Ezek geometriája nagyon sokféle lehet: csonkakúp, lapos, lépcsőzetes, az előző három kombinációja és ehhez hasonlók.

A kogranulátumok előállításának második előnyben részesített eljárása egy forgó dobot alkalmaz, melynek dőlésszöge legalább 3%, és előnyösen legalább 5%.

A karbonáton alapuló részecskék 15-200 °C, előnyösen 15-120 °C és még előnyösebben 15-30 °C hőmérsékleten mozognak.

A szilikáton vagy szilikát/karbonát keverékén alapuló permetezendő oldat és a karbonáton alapuló részecskék mennyisége megfelel 0,2-0,8 1/kg, előnyösen 0,4-0,7 1/kg és még előnyösebben 0,62-0,7 1/kg folyadék/részecske aránynak (a fenti értékek nátrium sókra vonatkoznak).

A permetezett oldat áramlási sebessége, a részecskék mozgási sebessége és a réteg vastagsága olyan, hogy minden egyes részecske képes legyen abszorbeálni a folyadékot és összetapadni az érintkezésbe kerülő más részecskékkel azért, hogy plasztikus granulátumokat, ne pedig egy pépet nyeljünk.

A részecskék mozgási sebességét és a réteg vastagságát a granuláló berendezésbe való betáplálási sebességükkel és a berendezés jellemzőivel szabályozzuk.

A részecskék tartózkodási ideje a lemez vagy dob típusú berendezésben általában 15-40 perc.

Ezen szakterületen jártas szakemberek feladata, hogy adaptálják a kívánt termékhez a berendezés jellemzőit az adott kiindulási anyagtól függően, azaz meghatározzák az edény:

- geometriáját (csonkakúp, lapos, lépcsőzetes vagy e három alakzat kombinációja),

- méreteit (mélység, átmérő),

- dőlésszögét,

- forgási sebességét, és

- a szilárd anyag és a folyadék betáplálásának egymáshoz viszonyított elhelyezkedését.

Dob esetén:

- geometriáját (csőátmérő),

- dőlésszögét,

- forgási sebességét,

- a cső töltését, és

A kapott kogranulátumok sűrítés és szárítás előtti jellemzői a granulálásnál alkalmazott körülményektől függően általában a következők:

- szilikát tartalmuk 7-30 t%, előnyösen 11-23 t% és még előnyösebben 21-23 t%,

- karbonát tartalmuk 41-75 t%, előnyösen 4864 t% és még előnyösebben 48-51 t%, és

- víztartalmuk 18-29 t%, előnyösen 25-29 t% és még előnyösebben 27-29 t%.

A granulálás során nyert kogranulátumok sűrítését végezhetjük szobahőmérsékleten a kogranulátumok görgetésével egy forgó berendezésben.

Ez a berendezés előnyösen a granuláló berendezéstől független.

A sűrítési lépést előnyösen kivitelezhetjük a kogranulátumok forgó dobba való bevezetésével és ott tartásával. A forgó dob dőlésszöge legalább 3%, előnyösen legalább 5%. A dob méretei, forgási sebessége és a kogranulátumok tartózkodási ideje a kívánt sűrűségtől függ; a tartózkodási idő általában 20 perctől 3 óra, előnyösen 20-90 perc,

A sűrítéshez keverő/granuláló berendezések is használhatók.

A kogranulálás és a sűrítés végezhető ugyanabban a berendezésben, pl. egy lépcsőzetes edényben, a kapott kogranulátumok görgetéssel való sűrítését a berendezés utolsó lépéseinél végezve, e két lépést végezhetjük egy kétrészes dobban.

A sűrített kogranulátumokat ezután bármely ismert módszer felhasználásával szárítjuk. Egy különösen hatékony eljárás szerint célszerű a szárítást egy „fluidágyon” levegő áramlást alkalmazva, 40-90 °C, előnyösen 60-80 °C hőmérsékleten végezni. A szárításhoz szükséges idő függ a levegő hőmérsékletétől, a granuláló berendezésből kijövő kogranulátumok víztartalmától, a kívánt szárított kogranulátum víztartalmától, és fluidizáció körülményeitől: e területen jártas szakemberek ismerik, hogyan lehet ezen különböző körülményeket a kívánt termékhez hozzáilleszteni.

A szárított és sűrített kogranulátumok általában az alábbiakkal jellemezhetők:

- szilikát tartalmuk 8-38 t%, előnyösen 14-31 t% és még előnyösebben 24-31 t%,

- karbonát tartalmuk 47-87 t%, előnyösen 59811% és még előnyösebben 64-691%,

- víztartalmuk 5-25 t%, előnyösen 7-20 t% és még előnyösebben 12-201%,

- sűrűségük 0,7-1,5 g/cm³, előnyösen 0,751,5 g/cm³ és még előnyösebben 0,8-1 g/cm³, és

- közepes átmérőjük (a kumulatív százalékok értelmében) 0,4-1,8 mm, előnyösen 0,6-0,8 mm, a loglO standard deviáció 0,02-0,3, előnyösen 0,05-0,1.

Ezen kogranulálási/sűrítési/szárítási lépések lehetővé teszik, hogy olyan kogranulátumokat nyerjünk, melyek hidráit alkálifém-szilikátokon és alkálifém-karbonátokon alapulnak, tökéletesen gömb alakúak, sűrűek és vízben gyorsan oldódnak.

Azon gömb alakú, hidráit nátrium-szilikátokon és nátrium-karbonátokon alapuló kogranulátumok, melyek különösen alkalmasak mosó- és mosogatógépekben való használatra, a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

- szilikáttartalmuk: 24-311%,

- karbonáttartalmuk: 64-691%,

- víztartalmuk: 7-201%,

- sűrűségük: 0,7-1,5 g/cm³, előnyösen 0,81 g/cm³,

HU 213 171 Β

- közepes átmérőjük: 0,4-0,8 mm, a loglO standard deviáció 0,05-0,1, és

- vízoldhatósági sebességük: kevesebb mint 2 perc alatt 90%-os oldhatóság, és kevesebb mint 4 perc alatt 95%-os oldhatóság.

A 90%-os, ill. 95%-os oldhatóság alatt azt az időt értjük, mely a termék 90%, ill. 95%-ának vízben való oldásához szükséges, 35 g/1 koncentrációban, 20 °C-on.

Ha a találmány szerinti adalékanyag szerkezettel rendelkezik (por, kogranulátum és hasonlók), akkor a mosogatógépekhez használt detergens készítményekben 3-90 t%-ban, előnyösen 3-70 t%-ban alkalmazzuk a fenti készítmények tömegére számítva; a mosógépekben használatos készítményekben 3-60 t%, előnyösen 3-40 t%-ban alkalmazzuk a fenti készítmények tömegére számítva (ezen mennyiségeket a száraz szilikát tömegével fejezzük ki a készítmény tömegére vonatkoztatva).

A találmány tárgyaként szereplő adalékanyag mellett a detergens készítmény legalább egy felületaktív anyagot is tartalmaz, melynek mennyisége 8-20 t%, előnyösen 10-15 t% a fenti készítmény tömegére nézve.

Ezen felületaktív anyagok közül az alábbiakat említhetjük:

- olyan típusú anionos felületaktív anyagok, melyek alkálifém szappanokat (Cg-C₂4 szénatomszámú zsírsavak alkálifém sóit), alkálifém-szulfonátokat (C_g-C₁₃ alkilbenzol-szulfonátokat és C₁₂-C₁₆ alkil-szulfonátokat), C₆-C₁₆ szénatomszámú zsíralkoholok oxietilénezett és szulfált formáit, C₈-C₁₃ alkilfenolok oxietilénezett és szulfált formáit, alkálifém-szulfo-szukcinátokat (C_]2-C_J6 alkil-szulfo-szukcinátokat) és hasonlókat tartalmaznak,

- olyan típusú nemanionos felületaktív anyagok, melyek polioxietilénezett C-6-C}2 alkil-fenolokat, C_g-C₂₂ alifás alkoholok oxietilénezett formáit, etilén-oxid/propilén-oxid gátló kopolimereket és esetleg polioxietilénezett karboxil-amidokat tartalmaznak,

- alkil-dimetil-betain típusú amfotér felületaktív anyagok, és

- olyan típusú kationos felületaktív anyagok, melyek alkil-trimetil-ammónium-kloridokat vagy -bromidokat és alkil-dimetil-etil-ammóniumkloridokat vagy -bromidokat tartalmaznak.

Különböző egyéb összetevők is jelen lehetnek a detergens készítményben, mint pl.

a) az alábbi adalékanyagok:

- foszfátok a készítmény teljes tömegére nézve legalább 25 %-ban,

- zeolitok a készítmény teljes tömegére nézve kb. 40%-ban,

- nátrium-karbonát a készítmény teljes tömegére nézve kb. 80%-ban,

- acetonitril a készítmény teljes tömegére nézve legalább 10%-ban, és

- citromsav vagy borkősav a készítmény teljes tömegére nézve legalább 20%-ban, az adalékanyagok teljes mennyisége 0,2-80%, előnyösen 2045% a detergens készítmény teljes tömegére nézve,

b) fehérítő reagensek, melyek perborátokat, perkarbonátokat, klór-izocianurátokat és Ν,Ν,Ν',Ν'-tetraacetil-etilén-diamint (TAED) tartalmaznak, a detergens készítmény teljes tömegére nézve 30%-ban,

c) csomósodási gátló anyagok, melyek karboximetilcellulózt vagy metil-cellulózt tartalmaznak, a detergens készítmény teljes tömegére nézve 5%-ban,

d) kérgesedést gátló anyagok, melyek akrilsav és maleinsav-anhidrid kopolimereket tartalmaznak, a detergens készítmény teljes tömegére nézve 10%-ban, és

e) nátrium-szulfát típusú töltőanyagokat por alakú detergensek esetén, a detergens készítmény teljes tömegére nézve 50%-ban.

A következő példákkal a találmány tárgyát kívánjuk bemutatni anélkül, hogy ezekkel korlátoznánk oltalmi igényünket.

7-5. példa

Az adalékanyag jellemzőit egy

- nátrium-szilikát oldatban, melyben a SiO₂/Na₂O mólarány 2, és 45 t% a száraz szilárdanyag tartalma (2. példa), és

- nátrium-szilikát oldatban, melyben a SiO₂/Na₂O mólarány 3,4, és 35 t% a száraz szilárdanyag tartalma (4. példa) egy tergotométerben (US Testing Company, Hoboken, USA) határozzuk meg egy LABS anionos felületaktív anyaggal (lineáris nátrium-dodecil-benzol-szulfonát, Aldrich) képzett bináris keverékben; a reflektancia (viszszaverődés) méréseket egy Gardner reflektométerben végezzük.

Ezen jellemzőket összehasonlítjuk

- a LABS anionos felületaktív anyaggal kapott értékekkel, melyet 2 g/1 koncentrációban alkalmazunk (1. példa),

- egy szilikátpor kipermetezésével kapott értékekkel, melynek mólaránya 2 és víztartalma 22 t% (a száraz szilikátot tekintve 28,2 t% víz) (3. példa),

- egy szilikátpor kipermetezésével kapott értékekkel, melynek mólaránya 3,4 és víztartama 18,6 t% (a száraz szilikátot tekintve 22,8 t% víz) (5. példa) hasonló körülmények között alkalmazva (4 g/1).

A fenti kísérletek eredményeit az I. táblázatban közöljük.

A meghatározás módja A meghatározás elve:

A gépi mosás egyszerűsített formáját egy tergotométerben szimuláljuk a szennyezett textil standardizált tesztdarabjainak 65 °C-on való mosásával egy felületaktív anyag és a vizsgálandó adalékanyag jelenlétében. A mosás 20 percig tart, a textildarabok színét mosás előtt és után meghatározzuk. A vizsgálandó adalékanyag hatásosságának meghatározása céljából kontrollként egy ugyanolyan típusú tesztdarabot csak felületaktív anyaggal mosunk.

HU 213 171 Β

Eljárás:

A tergotométer berendezés 4, egyenként 2 1-es rozsdamentes acél edényből áll, melyhez egy pulzátort 100 ciklus/perc értékre beállítva illesztünk. Az edényeket egy 65 °C hőmérsékletre beállított víztartályba helyezzük.

1. 1 liter kemény csapvizet (34° francia keménységi fok) töltünk mindegyik edénybe. Amikor a víz eléri a fenti hőmérsékletet, a következőket tesszük bele:

- 5 db 10x12 cm 405 W típusú fehér pamut tesztdarab (Test Fabric),

- 5 db 10x12 cm fehér poliészter-pamut (PEC), referenciaszáma 7435 (Test Fabric),

- 2 db 10x12 cm EMPA-val (tus és olívaolaj keveréke, cikkszám 101, Gálién) szennyezett pamut tesztdarab,

- 2 db 10x12 cm vörösborral (cikkszám 114, Gálién) szennyezett pamut tesztdarab,

- 2 db 10x12 cm EMPA-val szennyezett poliészter-pamut (PEC), cikkszám 104, Gálién.

2. A következő három műveletet egyszerre végezzük:

- a stopperórát elindítjuk,

- a rázást elindítjuk, és

- az adalékanyag/felületaktív anyag keverékét hozzáadjuk.

A vizsgálandó adalékanyagot 4 g/1 (a tömeget a termék szárazanyag-tartalmából számítjuk), a LABS-et 2 g/1 koncentrációban alkalmazzuk.

3. Öblítés

A 20 perces mosási idő letelte után a mosóvizet kiöntjük és a textildarabokat 3x1 liter hideg csapvízzel öblítjük.

4. Centrifugálás és szárítás

A tesztdarabokat centrifugáljuk és egyenként itatóspapírra fektetve előszárítjuk. A textildarabokat ezután két itatóspapír között kb. 110 °C hőmérsékleten egy hengerlőgépen kétszer átvezetjük.

5. Színmeghatározás

A Gardner berendezést nullára állítjuk be egy erre a célra fenntartott fekete lemezen való méréssel, majd az L, a és b értékeket egy, a feketével azonos típusú standardizált fehér lemezen olvassuk le.

L értéke a színt fehértől feketéig terjedő árnyalatok szerint helyezi el:

L = 100 megfelel a fehér színű tesztdarabnak,

L = 0 megfelel a fekete színű tesztdarabnak.

Az a értéke a színt zöldtől pirosig terjedő árnyalatok szerint helyezi el:

a > 0 jelenti, hogy a szín piros felé hajlik, a < 0 jelenti, hogy a szín zöld felé hajlik.

A b értéke a színt sárgától kékig terjedő árnyalatok szerint helyezi el:

b > 0 jelenti, hogy a szín sárga felé hajlik, b < 0 jelenti, hogy a szín kék felé hajlik.

Kalibrálás után a tulajdonképpeni méréseket végezzük el.

Mindegyik textilkategóriából és mindegyik edényből 2 tesztdarabot veszünk és 5 meghatározást végzünk minden egyes tesztdarabon (azaz egyet középen és egyet-egyet a négy sarkon) egy nehéz fémlemezt a textilekre helyezve, majd a 10 meghatározásból számtani középértéket számítunk. Ugyanilyen meghatározást végzünk el mosás előtt is.

6. Az eredmények értékelése

Minden vizsgálatból és mindegyik típusú textilre meghatározzuk DL és DE értékeket.

DL = L mosás után - L mosás előtt,

Da = a mosás előtt - a mosás után,

Db = b mosás előtt - b mosás után,

DE =^DL²+Da²+Db² = detergencia (detergens hatás)

A DL és DE értékeket minden egyes termékre és az összes típusú szennyezett textilre kiszámítjuk.

Ezt követően a következő számításokat végezzük el mindegyik termékre:

EMPA-pamut detergencia = az EMPA-pamut DE értékeinek átlaga,

EMPA-PEC detergencia = az EMPA-PEC DE értékeinek átlaga, vörösbor-pamut detergencia = a vörösbor-pamut DE értékeinek átlaga, összesített detergencia = az EMPA-pamut, az EMPA-PEC és a vörösbor-pamut detergencia értékeinek összege.

6. és 7. példa

Egy Lodige M5G keverőt (Lodige) 800 g vízmentes H₂ tripolifoszfáttal (Rhone-Poulenc) töltünk meg.

A berendezés lezárása és a keverés (400 fordulat/perc) elindítása után 200 g nátrium-szilikát oldatot adagolunk be permetezéssel, melynek a SiO₂/Na₂O mólaránya 2 és szilárdanyag tartalma 45 t%.

Ez a bevitel 10 percig tart, további 10 perc keverés után a terméket eltávolítjuk és 2 órán át egy lemezen levegőn, szobahőmérsékleten állni hagyjuk.

A termékjellemzői a következők:

- részlegesen hidratált TPP: 821%.

- nátrium-szilikát: 9 t%.

- szilikáttal asszociált víz: 9 t%, mely a száraz szilikátra nézve 1001%.

A termék teljes víztartalmát 500 °C-on való hevítéssel kapott tömegcsökkenésből, másfelől a hidrátok formájában kötött vizet differenciális termoanalízissel határozzuk meg. Az asszociált vizet a teljes víztartalom és a hidrátok formájában kötött vízmennyiség különbségéből számítjuk.

- Átlagos átmérő: 250 mikrométer.

E termék adalékanyag jellemzőit a fent ismertetett eljárással határozzuk meg, azzal a különbséggel, hogy a 2 db EMPA-val szennyezett PEC, cikkszám 104 tesztdarabokat 2 db, ugyanolyan méretű WFK-val (Krefeld) szennyezett pamuttal helyettesítjük (6. példa).

Ezen működési jellemzőket összehasonlítjuk a vízmentes H₂ TPP porral és a kipermetezett szilikát porral, mely utóbbinak a SiO₂/Na₂O aránya 2, víztartalma

HU 213 171 Β t%, azonos körülmények között, TPP/száraz szilikát = 800/90 tömegaránynál végzett (4 g/1) kísérletek eredményeivel (7. példa).

A fenti kísérletek eredményeit az Π. táblázatban közöljük.

I. táblázat

Példa	1 LABS 2 g/1	2 LABS 2 g/1 R2 oldat 4 g/1	3 LABS 2 g/1 permetezett R2 4 g/1	4 LABS 2 g/1 R3,4 oldat 4 g/1	5 LABS 2 g/1 permetezett R3,4 4 g/1
EMPA- pamut det.	17,26	19,53	20,23	21,03	21,69
EMPAPEC det.	10,53	21,61	20,93	21,29	18,89
vörösbor-pamut det.	17,28	20,48	18,44	20,09	20,28
összesített det.	45,07	61,62	59,60	62,41	60,86

II. táblázat

Példa	6 LABS 2 g/1 R2 oldat hordozó: TPP 4 g/1	7 LABS 2 g/1 permetezett R2+ hordozó: TPP 4 g/1
fehér pamut det.	-0,20	0,06
KREFELD pamut det.	14,15	13,47
EMPA-pamut det.	25,14	25,42
vörösbor-pamut det.	19,67	18,77
összesített det.	58,96	57,66

8. példa

A granuláló rendszer egy 800 mm átmérőjű és 100 mm mély lapos lemezből áll. A granulálás során a forgási sebesség 35 fordulat/perc, és a dőlésszög a vízszinteshez képest 55°. A granuláló lemezre folyamatosan 21,4 kg/óra sebességgel egy port vezetünk, mely finom szemcséjű nátrium-karbonátot tartalmaz és fő jellemzői a következők:

- alkalikus titere: 99,61%,

- víztartalma: 0,12 t%,

- sűrűsége: 0,56 g/cm³,

- közepes átmérője: 95 mikron,

- oldhatatlan anyag tartalma: 58 mg/kg.

°C-os levegő segítségével nátrium-szilikát oldatot permetezünk a granuláló edényben forgó porra 13,41/óra sebességgel 80 °C-on egy kétszórófejes fúvóka alkalmazásával, melyet az edény aljától 20 cm távolságban helyezünk el. A permetezett oldatban az aktív anyag részaránya 43 t%, a SiO₂/Na₂O mólaránya 2.

Egy részecske átlagos tartózkodási ideje a lemezen kb. 10-15 perc. A lemezt elhagyó részecskék szobahőmérsékletűek.

A lemezt elhagyó granulátumokat egy 500 mm átmérőjű és 1300 mm hosszú sima falú forgó csőbe vezetjük, melynek dőlésszöge a vízszinteshez képest 5%. A kivezető diafragmát úgy állítjuk be, hogy egy részecske átlagos tartózkodási ideje kb. 40 perc legyen. A dob forgási sebességét (18 fordulat/perc) úgy állítjuk be, hogy a részecskék egy forgó ágyat képezzenek, mely elősegíti a részecskék sűrűsödését.

A nyert granulátumokat egy „fluidizált” ágyon szárítjuk 80 °C hőmérsékleten (a fluidizáló levegő hőmérséklete 85-90 °C) 10-15 percig.

Az ily módon szárított termék a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

- karbonáttartalma: 65 t%,

- szilikáttartalma: 211% ±0,5 t%,

- víztartalma: 13,5 t%,

- sűrűsége: 0,90 g/cm³,

- 1 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 10,8 t%,

- közepes átmérője: 0,73 mm,

- 0,2 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 61%,

- 'a termék 90 t%-a feloldódik 50 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 °C-on),

- a termék 95 t%-a feloldódik 65 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 °C-on),

- fehérítés: L = 96,3%,

- dörzsállóság: 7%.

A granulátumok stabilitása tárolás során kiváló.

A dörzsállóság meghatározása:

Eszköz:

A kötőanyagok hidraulikus minősítésére standardizált berendezést, egy fluoroméiért alkalmaztunk, melyet a P-15-443 számú francia szabványban közölnek.

Eljárás:

g terméket 1200 és 180 mikronos szitákon szitálunk át egy Roto-Lab (Prolabo) laboratóriumi szitaberendezést alkalmazva.

A 180 és 1200 mikron közötti frakciókat kinyerjük.

A vizsgálandó termékből 25 g-ot pontosan kimérünk, ennek pontos tömegét nevezzük M-nek.

A fluoriméterbe helyezzük.

Egy üres és száraz Soxhlet-típusú szűrőt (Prolabo) megmérünk és a fluidizációs cső felső részébe helyezzük, ennek pontos tömegét nevezzük Ml-nek.

A fluidizációt 5 percig végezzük (a száraz levegő áramlási sebessége: 15 1/perc).

A szűrőre lerakódott terméket és a fluidizációs cső függőleges falaira lerakodott finom port kinyerjük megfelelő átmérőjű kaparót használva. Megmérjük, ennek tömegét nevezzük M2-nek.

A fluidizációs cső alján maradó terméket újraszitáljuk a Roto-Lab szitaberendezésben, a 180 mikronnál kisebb terméket kinyerjük, mérjük és ennek a finom részecskéknek a tömegét M3-nak nevezzük.

Az eredmények számítása:

A dörzsállóság foka egyenlő a termék fluidizációja során képződött 180 mikronnál kisebb részecskék százalékával.

HU 213 171 Β

Dörzsállóság % = ^(M3+^^{2 M1)} x 100 M

9. példa

Az 1. példában ismertetett eljárást ismételjük a következő módosításokkal:

Granulálás:

- granuláló lemez: forgási sebesség 30 fordulat/perc,

- porbetáplálás: 22 kg/óra, és

- szilikát oldat betáplálás: 13 1/óra.

Sűrítés:

- a dob forgási sebessége: 10 fordulat/perc.

Szárítás a fluidizációs ágyon:

- hőmérséklet: 90 ’C.

- idő: 20 perc.

A szárított termék a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

- karbonáttartalma: 60,9 t%,

- szilikáttartalma: 22,9 t% ±0,5%,

- víztartalma: 16,11%,

- sűrűsége: 0,86 g/cm³,

- 1 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 2,61%,

- közepes átmérője: 0,64 mm,

- 0,2 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 7,3 t%,

- a termék 90 t%-a feloldódik 75 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 °C-on),

- a tennék 95 t%-a feloldódik 102 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 °C-on),

- fehérítés: L^- 95,6%,

- dörzsállóság: 9,2%.

A granulátumok stabilitása tárolása során kiváló.

10. példa

A granuláló rendszer egy 40 fordulat/perc forgási sebességgel forgó 500 mm átmérőjű és 1300 mm hosszú sima falú dobból áll, melynek dőlésszöge a vízszinteshez képest 7,5%. A kivezető diafragmát úgy állítjuk be, hogy egy részecske átlagos tartózkodási ideje 15 és 20 perc legyen.

A dobba folyamatosan 37 kg/óra sebességgel egy karbonátport vezetünk, mely az 1. és 2. példában ismertetett tulajdonságokkal bír.

’C-os levegő segítségével egy szilikát oldatot (aktívanyag-tartalma 45,6 t% és SiO₂/Na₂O mólaránya = 2) permetezünk a granuláló dobban forgó porra 18 1/óra sebességgel 80 ’C-on egy kétszórófejes fúvóka alkalmazásával, melyet a dob első harmadában helyezünk el.

A dob kivezetésénél a kogranulátumok szobahőmérsékletűek és sűrűségük 0,68 g/cm³.

A kogranulátumokat ezután nem folyamatosan sűrítjük 1 órán át egy sima falú, forgó, 500 mm átmérőjű és 1300 mm hosszú dobban, melynek dőlésszöge 5%.

A dob forgási sebessége 20 fordulat/perc.

Az így nyert granulátumokat egy „fluidizált” ágyon szárítjuk 65 ’C hőmérsékleten (a fluidizáló levegő hőmérséklete 70 ’C) 15 percig.

A szántott termék a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

- karbonáttartalma: 621%,

- szilikáttartalma: 20,5 t% ±0,5%,

- víztartalma: 17,61%,

- sűrűsége: 0,820 g/cm³,

- 1 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 5 t%,

- közepes átmérője: 0,65 mm.

- 0,2 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 0,61%.

- a termék 90 t%-a feloldódik 50 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 ’C-on),

- a termék 95 t%-a feloldódik 63 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 ’C-on).

A granulátumok stabilitása tárolás során kiváló.

11. példa

A 3. példában ismertetett eljárást ismételjük a következő módosításokkal:

Sűrítés:

- nem folyamatosan 2 órán át.

A szárított termék a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

- karbonáttartalma: 60,8 t%,

- szilikáttartalma: 19,3 t% ±0,5%,

- víztartalma: 19,9 t%,

- sűrűsége: 0,91 g/cm³,

- 1 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 1,61%,

- közepes átmérője: 0,57 mm,

- 0,2 mm-nél nagyobb részecskék t%-a: 1,221%,

- a tennék 90 t%-a feloldódik 37 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 ’C-on),

- a termék 95 t%-a feloldódik 45 másodperc alatt (35 g/1 vizes oldatban 20 ’C-on)

A granulátumok stabilitása tárolás során kiváló.

12. és 13. példa

A 8. példa kogranulátumainak adalékanyag működési jellemzőit az 1-5. példákban ismertetett eljárással határozzuk meg.

Ezeket egy nátrium-karbonát por és kipermetezett nátrium-szilikátpor 3/1 tömegarányú (karbonát/atomizált R2) keverékének jellemzőivel hasonlítjuk össze, a nátrium-szilikát pornak a SiO₂/Na₂O aránya 2 és a végtermék víztartalma 22% (a száraz szilikátra nézve 28,2%).

Az eredményeket a ΙΠ. táblázatban közöljük.

A táblázatban megadott karbonát és szilikát menynyiségeket a száraz bázis alapján fejezzük ki.

Úgy találtuk, hogy a kogranulátumok tulajdonságai

HU 213 171 Β jobbak, mint a fenti porok ugyanolyan szilikát/karbonát arányú keverékének tulajdonságai.

14. példa

A részecskéket az alábbiakból állítjuk elő egy Lodige M5G keverőben a 6. és 7. példa eljárása szerint:

- 1800 g por alakú könnyű tömegű nátrium-karbonát, melynek átlagos átmérője 110 pm,

- 1200 g nátrium-szilikát oldat, melynek SiO₂/Na₂O mólaránya 3,4 és szilárdanyag-tartalma 37%.

A szilikát oldatot 5 perc alatt adagoljuk, további 5 percig keverjük, és szobahőmérsékleten levegőáramban állni hagyjuk 2 óráig, majd a terméket kinyerjük, melynek tulajdonságai a következők:

- nátrium-karbonát-tartalma: 601%,

- szilikáttartalma: 20 t%,

- szilikáttal asszociált víztartalma: 20% (100% a száraz szilikátra nézve),

- közepes átmérője: 400 pm.

Ezt a terméket szárazon összekeverjük adalékanyagokkal, miáltal a következő mosószer detergens készítményt kapjuk:

A detergens összetétele	tömegarány
lineáris alkilbenzol-szulfonát	25
Cemulsol DB 618	3
Cemulsol LA 90 (SFOS-tóI származó felületaktív anyagok)	2
zeolit 4A	18
14. példa terméke	25,8
Sokalan CP5 (BASF-tól származó kopolimer)	4
karboximetil-cellulóz	1,5
Tinopal DMSX	0,2
Timopal SOP (Ciba-Geigytől származó élénkítő anyagok)	0,2
Esperase (Novo-tól származó enzim)	0,3
Rhodorsil 20 444 (RhonePoulenc-től származó habzásgátló)	2
Na-perborát. 4H₂O	15
TAED	3

pH (10 g/1) = 10,25.

A szennyezéseket eltávolító képességét egy FŐM 71 mosógépben (Wascator) vizsgáljuk. A vizsgálat körülményei a következők:

- alkalmazott ciklus: 60 °C-os,

- a ciklus teljes ideje: 70 perc, előmosást nem használunk,

- ciklusok száma: 3/detergens,

- vízkeménység: 32° francia vízkeménységi fok,

- mosott ruha: 3,5 kg fehér pamut portörlőrongy,

- vizsgált textilfajták: a következő textilfajtákat adjuk mosásonként a portörlőrongyokhoz:

szürke pamut: Test-Fabric

Krefeld 10 C IEC 106 EMPA 101 poliészter/szürke pamut: Test-Fabric

Krefeld 20 C EMPA 104 fehéqe foltok: vér (EMPA 111) kakaó (EMPA 112) kevert (EMPA 116) oxidálható foltok: tea (Krefeld 10 G) fehérítetlen pamutrongy (EMPA 220) bor (EMPA 14),

- detergens dózis:

első sorozat: 5 g/1, azaz 5x20 = 100 g mosásonként, második sorozat: 8 g/1, azaz 8x20= 160 g mosásonként.

A szennyezések és foltok eltávolításának meghatározása

Fotometriás meghatározások [a textil által (reflektált) visszavert fény mennyiségének meghatározása] lehetővé teszik, hogy a szennyezések eltávolításának százalékát kiszámolhassuk. Egy Elrepho 2000 berendezést (Datacolor) alkalmazunk.

A szennyeltávolítást az alábbi egyenlettel fejezhetjük ki:

C—B

Eltávolítás, % =—r-xlOO,

A-B ahol

A = a fehér referencia minta visszaverése,

B = a szennyezett referencia minta visszaverése,

C = a szennyezett referencia minta visszaverése mosás után.

A visszaverődést a kék, trikromatikus komponens segítségével határozzuk meg optikai élénkítők alkalmazása nélkül.

Mintánként elvégzett mérések száma: 4,

A minták száma mosásonként: 2,

Mosások száma: 3.

Ez megfelel szennyezésekként 4x2x3 = 24 mérésnek a vizsgált termék adott koncentrációjánál.

A kérgesedést gátló hatás vizsgálatát egy mosógépben hajtjuk végre Schultess Super 6 De Luxé dobot használva.

A vizsgálati körülmények a következők:

- alkalmazott ciklus: 60 °C-os,

- a ciklus teljes ideje: 65 perc, előmosást nem használunk,

- ciklusok száma: 25 kumulatív mosás,

- vízkeménység: 21,2° francia vízkeménységi fok,

- vizsgált textil: a 73 600 számú Standard NFT által közölt specifikációknak megfelelő referencia csíkok,

- mosott ruha: 3 kg 100% pamut frottír törülköző,

HU 213 171 Β

- detergens dózis: 5 g/1.

A tesztdarabokat 25 mosásnak vetjük alá, majd szárítjuk: megméijük és 900 °C-on kiégetjük.

Meghatározzuk a hamu t%-át a kiindulási tömegre vetítve.

A különböző vizsgálatok eredményeit az V. táblázatban közöljük.

15. példa

A 14. példában szereplő detergens analógját állítjuk elő azzal a különbséggel, hogy a zeolit 4A + 14. példa terméke + Sokalan CP5 adalékanyag keverék helyett az alábbi összetételű adalékanyag keveréket használjuk:

- zeolit 4A 30 rész,

- permetezett R2 szilikát 3 rész,

- könnyű karbonát 6 rész,

- nátrium-szulfát 4,8 rész,

- Sokalan CP5 4 rész.

A szennyeltávolító és a csomósodási gátló hatás vizsgálat eredményeit a IV. táblázatban közöljük.

16-18. példák

A 8. példa szerinti terméket egy Lodige M4G keverőben olyan adalékanyagokkal keverjük össze, hogy mosogatógépben használható készítményeket nyerjünk.

Az összetételeket az V. táblázatban közöljük.

Ezen készítményeket egy Miele háztartási mosogatógépben vizsgáljuk, a vízlágyítót nem regeneráljuk, így egy 30° francia keménység! fokú vizet kapunk.

Mindegyik készítménnyel, 3 g/1 koncentrációban alkalmazva, 10 kumulatív mosást végzünk egy, kezdetben teljesen tiszta nátriumüveg lemezt használva.

A lemezeket ezután fotometriás mérésnek vetjük alá egy, az 1-5. példákban használt Gardner berendezést alkalmazva.

A minták által visszavert teljes fény mennyiségét (L) határozzuk meg.

Ha L értéke 4 és 7 közötti, az eredményt kiválónak minősítjük: azaz az üveg tiszta.

Ha L értéke 7 és 14 közötti, enyhe opálosság látható.

A 8. példa termékét egy olyan készítményben hasonlítjuk össze, mely összetétele nagyon hasonló egy nátrium-karbonát kogranulátum és Britsil H2O kogranulátum (SiO₂/Na₂O arány 2 és a víztartalom 20%, a Philadelphia Quartz cég forgalmazza) keverékéhez. Az eredményeket az V. táblázatban közöljük.

Úgy találtuk, hogy a 8. példa szerinti kogranulátumok alkalmazása lehetővé teszi a nátrium-citrát (drága) és a poliakrilát (biológiailag nem lebontható) mennyiségének csökkentését.

III. táblázat

Példa	12 LABS 2 g/1 kogranulátum 4 g/1	13 LABS 2 g/1 karbonát 3 g/1 R₂ 1 g/1
EMPA-pamut det.	19,27	17,63
EMPA-PEC det.	24,52	23,13

vörösbor-pamut det.	19,20	19,49
összesített det.	62,99	60,24

IV. táblázat

Példa	14	15
pamut det. 5 g/1	57,7	50,5
pamut det. 8 g/1	62,5	56,2
PEC det. 5 g/1	38,4	36,6
PEC det. 8 g/1	46,7	44,5
fehérje det. 5 g/1	42,6	46,6
fehérje det. 8 g/1	50,8	54,1
fehérítő 5 g/1	43,9	37,3
fehérítő 8 g/1	57,9	45,3
kérgesítés 5 g/1	0,69	0,85
ált. átlag 5 g/1	45,65	42,75
átl.-átlag 8 g/1	54,47	50,02

V. táblázat

Példa	15	16	17
8. példa kogranulátuma	59	54	-
nátrium-karbonát kogranulátum	-	-	31
Britsil H2O®	-	-	17
nátrium-citrát	17	20	25
nátrium-poliakrilát molekulatömeg = 4500	4	5	5
nátrium-szul- fát	4	5	6
nemionos felületaktív anyag	2	2	2
nátrium-perborát 1H₂O	10	10	10
TAED	2	2	2
enzimek	2	2	2
L	5,3	5,2	5,2

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Adalékanyag detergens készítményekhez, mely 1,6-3,5 SiO₂/M₂O mólarányú alkálifém-szilikátot - a képletben M jelentése alkálifématom - tartalmaz, mely oldatból van adszorbeáltatva és/vagy abszorbeáltaivá nátrium-tripolifoszfáttól eltérő hordozóra, azzal jellemezve, hogy a szilíciumatomok legalább 30%-a Q2 és Q₃ formában van jelen, az adszorpciót és/vagy abszorpciót követően a szilikáthoz kötött víz mennyisége (száraz szilikát

HU 213 171 Β tömeg)/(szilikáthoz kötött víz tömeg) hányadossal kifejezve 100/120 és 100/40 közötti érték, és a hordozó a száraz készítmény tömegére számolva 55-95 t%.
2. Az 1. igénypont szerinti adalékanyag, melyben az alkalmazott alkálifém-szilikát nátrium- vagy kálium-szilikát, azzal jellemezve, hogy legalább 50% Q₂és Q₃ formában jelen lévő szilíciumatomot tartalmaz.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti adalékanyag, azzal jellemezve, hogy a felvett oldathoz képest a hordozó szárazanyagra számítva 55-80 t%-ban van jelen.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti adalékanyag, azzal jellemezve, hogy a hordozó nátrium-karbonát, nátrium-szulfát, nátrium-borát, nátrium-perborát, nátrium-metaszilikát vagy foszfátsó, mint trinátrium-foszfát, vagy ezek keveréke.
5. Eljárás detergens készítményekben alkalmazható adalékanyag előállítására, azzal jellemezve, hogy 1,6—

3,5 SiO₂/M₂O arányú - a képletben M jelentése alkálifématom -, a szilíciumatomok legalább 30%-át Q₂ és Q₃formában tartalmazó alkálifém-szilikátot tartalmazó 1060 t% szilárdanyag-tartalmú koncentrált vizes oldatot érintkeztetés útján adszorbeálunk és/vagy abszorbeálunk nátrium-tripolifoszfáttól eltérő szervetlen, a szilikátra nézve inért hordozóra úgy, hogy a hordozót a készítmény száraz tömegére számolva 55-95 t% mennyiségben alkalmazzuk és az adszorpciót és/vagy abszorpciót követően a szilikáthoz kötött víz mennyisége (száraz szilikát tömeg)/(szilikáthoz kötött víz tömeg) hányadossal kifejezve 100/120 és 100/40 közötti érték.
6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az érintkeztetést úgy valósítjuk meg, hogy a koncentrált szilikátoldatot 20-95 °C hőmérsékleten rápermetezzük az alkalmazott hordozóra.
7. Gömb alakú kogranulátuma hidratált alkálifémszilikátoknak és alkálifém-karbonátoknak, azzal jellemezve, hogy a következő módon állítjuk elő:

a) kogranulátumokat képzünk úgy, hogy 1,6-3,5

SiO₂/M₂O arányú - a képletben M jelentése alkálifématom -, a szilíciumatomok legalább 30%-át Q₂ és Q₃ formában tartalmazó alkálifém-szilikátot tartalmazó 10-60 t% szilárdanyag-tartalmú koncentrált vizes oldatot vagy ilyen szilikátoldatot és alkálifém-karbonátot keverékben tartalmazó oldatot permetezünk alkálifém-karbonát alapú részecskékre görgőágyas rotációs granuláló berendezésben, úgy, hogy a kogranulátum 55-95 t% alkálifém-karbonátot tartalmaz a termék száraz tömegére számolva,

b) a kapott kogranulátumokat sűrítjük, majd

c) a kapott sűrített kogranulátumokat addig szárítjuk, míg a szilikáthoz kötött víz mennyisége (száraz szilikát tömeg)/(szilikáthoz kötött víz tömeg) hányadossal kifejezve 100/120 és 100/40 közötti értékre csökken.
8. A 7. igénypont szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során az alkalmazott kipermetezett szilikát vagy szilikát/karbonát alapú vizes oldat szilárdanyag-tartalma 30-55 t%.
9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során az alkalmazott szilikát vagy szilikát/karbonát keverékén alapuló vizes oldat kipermetezését 20 és 95 °C közötti hőmérsékleten végezzük.
10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során a görgő ágyat képező részecskék alkálifém-karbonát alapúak és a következő tulajdonságokkal bírnak:

- az átlagos átmérő 10-150 mikrométer

- a sűrűség 0,4-1,1 g/cm³,

- a víztartalom 0,05-0,41%, és

- az oldhatatlananyag-tartalom 5-100 mg/kg.
11. A 7-10. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során a görgő ágyat képező kogranulátum részecskék kevesebb, mint 10 t%-a nem alkálifémkarbonát típusú és ezek átmérője és sűrűsége az alkálifémkarbonát részecskékhez hasonló.
12. A 7-11. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során az alkalmazott rotációs granuláló berendezés egy drazsírozóüst.
13. A 7-11. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során az alkalmazott rotációs granuláló berendezés egy dob.
14. A 7-13. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során a karbonát alapú részecskék mozgatása 15-200 °C közötti hőmérsékleten történik.
15. A 7-14. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során az alkalmazott kipermetezett szilikát vagy szilikát/karbonát alapú vizes oldat és az alkalmazott alkálifém-karbonát mennyisége 0,2-0,81/kg folyadék/részecske áramlási sebességnek felel meg a nátriumsókra számolva.
16. A 7-15. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során a sűrítést szobahőmérsékleten végezzük a granuláló lépésben kapott kogranulátumok görgetésével egy forgó berendezésben.
17. A 7-11. és 13-16. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során a sűrítést egy forgó dobban végezzük.
18. A 7-17. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során a sűrítéssel nyert kogranulátumokat egy fluidizációs ágyon szárítjuk.
19. A 7-18. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátum, azzal jellemezve, hogy előállítása során a szárítás után kapott kogranulátumokra a detergens technológia területén általánosan használt folyékony vegyületeket permetezünk.
20. Alkálifém-szilikátokon és alkálifém-karbonátokon alapuló gömb alakú kogranulátumok, azzal jellemezve, hogy összetétele a következő:

- szilikáttartalom 8-38 t%, mely szilikátban a SiO₂/M₂O mólarány 1,6 és 3,5 közötti érték - a képletben M jelentése alkálifématom -,

- karbonáttartalom 55-87 t%,

- víztartalom 5-25 t%,

- sűrűség 0,7-1,5 g/cm³, és

- átlagos átmérő 0,4-1,8 mm, ahol a log_]0 standard deviáció 0,02-0,3 és a szilikát mennyisége (száraz szilikát tömeg)/(szilikáthoz kötött

HU 213 171 Β víz tömeg) hányadossal kifejezve 100/120 és 100/40 közötti érték.
21. A 20. igénypont szerinti gömb alakú hidratált alkálifém-szilikátokat és alkálifém-karbonátokat tartalmazó kogranulátumok, azzal jellemezve, hogy összetétele a következő:

- szilikáttartalom 24-31 t%, mely szilikátban a SiO₂/M₂O mólarány 1,8 és 2,6 közötti érték,

- karbonáttartalom 64-69 t%,

- víztartalom 7-201%,

- sűrűség 0,7-1,5 g/cm³, előnyösen 0,8-1 g/cm³,

- átlagos átmérő 0,4-0,8 mm,

- a log₁₀ standard deviáció 0,05-0,1 és

- 90%-os oldhatóság vízben kevesebb, mint 2 perc

5 é« 95%-os oldhatóság vízben kevesebb, mint 4 perc sebességű.
22. Detergens készítmények, azzal jellemezve, hogy a 9-21. igénypontok bármelyike szerinti kogranulátumot a készítmény teljes tömegére számítva a

10 3-90 t%-ban tartalmazzák.