NO115087B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av rensemiddelpreparater.

Denne oppfinnelse angår nye metoder til fremstilling av rensemiddelpreparater som inneholder hydratiserte alkalimetallfosfater. Mere spesielt angår den nye fremgangsmåter hvorved rensemiddelpreparater med lav massetetthet som inneholder minst ett hydratisert polyfosfat, kan fremstilles uten sprøytetørring.

Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte til fremstilling av en rensemiddelkomposisjon som består i at en dispersjon med en kontinuerlig flytende vandig fase og en dispergert fase"bestående av et stoff som reagerer med vann under dannelse av et vannoppløselig alkalimetallpolyfosfathydrat, holdes ved en temperatur under 135° C for å muliggjøre reaksjon av nevnte stoff med vannet i nevnte vandige fase; at i det minste en del av denne dispersjon omdannes til et skum; og mens nevnte del er i denne skum tilstand, gjennomføres en vesentlig del av nevnte reaksjon, mens det fjernes tilstrekkelig fritt vann fra nevnte kontinuerlige vannfase, hvorved det dannes et fast, porøst produkt som inneholder nevnte alkalimetallpolyfosfathydrat.

Hittil har man ansett det nødvendig, når en rensemiddelfabrikant ønsket å lage et rense-middelpreparat med relativt lav spesifikk vekt (dvs. mindre enn 0,8), at han enten måtte bruke råstoffer med meget lav spesifikk vekt, eller bruke den prosess som er kjent under navnet sprøytetørring i det minste på ett trinn i den hele fremstillingsprosess. Men sprøytetørring er en relativt kostbar prosess, som først av alt krever en betraktelig kapitalinvestering i sprøyte-tørreutstyret (som f. eks. omfatter slike ting som høytrykkspumper, et meget stort «sprøytetårn», og forskjellig utstyr for oppvarmning og regulering av luftstrømmen til «tårnet»). Dessuten er omkostningene høye for den varme som faktisk trenges til sprøyte tørringen (for å fordampe vann fra oppslemmingene), i sammenligning med de samlede omkostninger for råmaterialer til det endelige produkt med lav spesifikk vekt. Som følge av den høye pris for sprøytetørringen har mange av de mindre rensemiddelfabrikanter ikke sett seg i stand til å sprøytetørre sine produkter, og derved er de konkurransemessig kom-met i en uheldig stilling, fordi mange forbrukere av rensemiddelprodukter foretrekker å bruke de lettere produkter (med lav spesifikk vekt).

Det polyfosfat som foretrekkes brukt i de fleste rensemiddelprodukter for tiden, er et tripolyfosfat, og særlig natriumtripolyfosfat. Men tripolyfosfater har en avgjort mangel som for tiden (i vanlig praksis for rensemiddelfremstil-ling) bare delvis kan overvinnes, og dette bare ved å gjennomføre meget nøyaktige forholdsregler under de vanlige fremstillingstrinn. Denne mangel er en følge av tripolyfosfatets tilbøyelig-het til hydrolytisk nedbrytning. I løpet av den tid da det dannes en oppslemming og denne endelig sprøytetørres, blir i alminnelighet en betydelig del av tripolyfosfatet hydrolysert til orthofosfater og pyrofosfater som ikke på langt nær er så effektive (som kompleksdannere) til oppbygging av rensemiddelproduktene som tripolyfosfat. Disse er derfor ikke på langt nær så ønskelige som tripolyfosfat i de endelige rensemiddelprodukter.

Dessuten vil man i alminnelighet foretrekke at før en rensemiddeloppslemming sprøytetørres, så skal i det minste mesteparten av det natriumtripolyfosfat som den inneholder, være hydratisert. Men når en oppslemming som inneholder hydratisert tripolyfosfat, sprøytetørres, nedbrytes en vesentlig del av tripolyf osfathydratet (for-modentlig på grunn av den høye temperatur oppslemmingen må underkastes hvis den skal kunne sprøytetørres effektivt), og det fremkommer sure dekomposisjonsprodukter som heller ikke på langt nær er så ønskelig i de endelige rensemiddelprodukter som tripolyfosfatet er.

Det er derfor et første formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe fremgangsmåter hvorved rensemiddelpreparater som inneholder hydratiserte alkalimetallpolyfosfater og som har relativt lav spesifikk vekt, kan fremstilles uten at det er nødvendig med sprøyte-tørring.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe fremgangsmåter hvorved man kan fremstille rensemiddelkomposisjoner med relativt lav spesifikk vekt og som inneholder hydratiserte alkalimetalltripolyfosfater, især natrium-tripolyfosfatheksahydrat, uten å utsette de hydratiserte salter for overdrevent høye nedbrytende temperaturer.

Ennå et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe fremgangsmåter hvorved det kan lages rensemiddelkomposisjoner med vidt forskjellige fysiske egenskaper (medregnet slike som meget forskjellige spesifikk vekt, partikkelformige faste stoffer, og formede faste stoffer som inneholder cellestruktur, foruten formede faste stoffer som inneholder sammenpressede partikkelformige faste stoffer), med bruk av praktisk talt det samme basisutstyr til fremstillingen til hver komposisjonstype.

Det ovennevnte så vel som andre formål med oppfinnelsen som vil fremgå av den følgende beskrivelse, kan oppnåes i henhold til denne oppfinnelse ved å bruke utvalgte prosessbetingelser og råmaterialer som vil føre til (a) dannelse av skum i en rensemiddeloppslemming, (b) hydratisering av en vesentlig del av et passende alka-limetallpolyfosfatsalt, mens oppslemmingen er i skum tilstand, og (c) at det fjernes tilstrekkelig vann fra oppslemmingen, mens denne har skum-form til at det derved dannes et fast (under tiden partikkelformig) porøst produkt.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen går således ut på fremstilling. av et rensemiddelpre-parat som inneholder et vannoppløselig alkalimetallpolyfosfathydrat ved fremstilling av en dispersjon av et kondensert fosfatutgangsmateriale i vann i nærvær av et skumningsmiddel, og dispersjonen bringes til skummet tilstand, og det særegne med fremgangsmåten er at et kondensert fosfatutgangsmateriale omfattende alkalimetalltrimetafosfat dlspergeres i vann, dispersjonen inneholder også i det minste ca. halvparten av den støkiometriske mengde av en sterk base som kreves for å omdanne alkalimetalltrimetafosfatet, fortrinnsvis natriumtrimetafosfat, til tripolyfosfat og i det minste 5 mol vann pr. mol av nevnte trimetafosfat og nevnte dispersjon holdes i skummet tilstand ved en temperatur i området 50 til 135° C, fortrinnsvis 80 til 120° C, hvorunder nevnte trimetafosfat reagerer med nevnte base og nevnte vann så at det dannes et hydratisert tripolyfosfat og reaksjonsblandingen herder til et lett porøst fast stoff..

Særlig fordelaktig anvendes en totalmengde av materiale i dispersjonen som utgjør minst 10 vektprosent av de totale faste stoffer i dispersjonen, og videre bør dispersjonen hensiktsmessig fra begynnelsen av inneholde i det minste 10 vektprosent av natriumtrimetafosfat og i det minste 0,5 vektprosent natriumsulfat.

Fremgangsmåtene til fremstilling av lette rensemiddelkomposisjoner med lav spesifikk vekt overensstemmende med oppfinnelsen krever at det brukes en «oppslemming» for å oppnå flere særlige fordeler, heri medregnet at man oppnår en bedre ensartethet i de endelige produkter. Rensemiddel-«oppslemminger» er velkjente innen faget og de trenger ikke å beskrives detaljert her, uten for å poengtere at de oppslemminger som kan brukes til fremgangsmåter etter denne oppfinnelse, minst må inneholde nok vann til å hydratisere alt alkalimetallpolyfosfat i de ferdige rensemiddelpreparater, som kan lages av dem, og dertil også tilstrekkelig vann til at oppslemmingen til å begynne med har flytende egenskaper. Brukbare oppslemminger bør således inneholde minst 10 vektprosent vann i forhold til totalvekten av den ferdig sammensatte oppslemming. For noen av de foretrukne utforminger av oppfinnelsen foretrekkes det at oppslemmingene fra begynnelsen av inneholder minst 25 vektprosent vann. Fordi det ved de fleste fremgangsmåter etter oppfinnelsen vil være nødvendig å fordampe i det minste en del av det vann som finnes i oppslemmingene (særlig da den .mengde som går ut over det nødven- dige til hydratisering av polyfosfatsaltet), så vil noen av de fordeler som tilkommer dem som gjennomfører oppfinnelsen, være mest fremtre-dende når det anvendes oppslemminger som inneholder høyst 50 vektsprosent vann.

Således har man uventet funnet f. eks. at hvis man får i stand hydratisering av ett av de passende polyfosfatsalter (som skal beskrives detaljert senere) under den tid da en av de foregående oppslemminger er i skumtilstand, så at tilstrekkelig «fritt» vann fjernes fra oppslemmingen til at det opptrer en fortykning og til slutt «stivning» (overgang til fast fase) av oppslemmingen, så vil dette føre til partikkelformige faste og/eller formede produkter med uventet lave spesifike vekter. Betegnelsen «fritt vann» skal her angi det vann som opprinnelig var tilstede i oppslemmingen og som finnes i angjeldende komposisjon som foreliggende i ubundet, ufordampet stand (dvs. ikke tilstede som hydrat av noen av saltene i komposisjonen). Det bør merkes at bruken av betegnelsen «fritt» vann med henvisning til en gitt komposisjon på et gitt tidspunkt, ikke nødvendigvis medfører at den omtalte komposisjon er i flytende eller enndog halvflytende tilstand, siden mange tilsynelatende faste rensemiddelkomposisjoner kan inneholde så meget som ti vektsprosent «fritt» vann eller mer uten å tape det vesentligste av deres faste egenskaper.

Det er en fordel ved den foreliggende oppfinnelse at praktisk talt hvilket som helst vann-oppløselig og «hydratiserbart» alkalimetallpoly-fosfatsalt, dvs. som kan hydratiseres i en vandig oppslemming, kan brukes til fremstilling av rensemiddelpreparater ifølge oppfinnelsen. Siden rensemiddelpreparater i alminnelighet er beregnet til eller sammensatt med henblikk på å brukes i området med såkalt «hardt» vann (dvs. vann som inneholder oppløste «hardhets» ioner som kalsium, magnesium og jern som kan reagere for eksempel med såpe under dannelse av et uoppløselig, uønsket produkt), så foretrekker man at det hydratiserbare alkalimetallpolyfos-fatsalt må være ett som har evnen til å binde komplekst disse «hardhets»-ioner når det er opp-løst i «hardt» vann i tilstrekkelig mengde. Alkalimetallpolyfosfater som er kjent for å ha denne særlige egenskap, omfatter alkalimetalltripolyfosfater, alkalimetallpyrofosfater, og alkalimetall-kjedepolyfosfater med fra 4 til 8 eller flere fosforatomer i sine molekyler. Særlig foretrukket innen denne gruppe er alkalimetalltripoly-fosfåtene, og blant dem igjen især natriumtri-polyfosfatene. Disse polyfosfater som har natrium- eller kaliumkationer, er i alminnelighet en foretrukken klasse til bruk ved fremgangsmåter ifølge denne oppfinnelse, vesentlig på grunn av de økonomiske fordeler de har overfor de andre hydratiserbare alkalimetallpolyfosfatsalter som er beskrevet ovenfor.

De rensemiddelpreparater med lav spesifik vekt som kan lages ved fremgangsmåter ifølge denne oppfinnelse, er slike som inneholder en vesentlig mengde hydratiserbart alkalimetallpolyfosfat, dvs. vanligvis minst 10 vektprosent og ofte så meget som 75 vektsprosent i forhold til totalvekten av den endelige faste rensemiddelkomposisjon. Men i alminnelighet foretrekker man at de endelige preparater skal inneholde mellom 15 og 60 vektsprosent alkalimetallpoly-fosfatsalt, hvorav minst 60 prosent, og fortrinnsvis minst 75 vektsprosent er i hydratisert stand.

Selv om det ble fremhevet i forbindelse med formålene ovenfor at de hydrerte polyfosfatsalter ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke behøver å utsettes for slike høye, nedbrytende temperaturer som de som vanlig brukes ved sprøytetørreprosesser for rensemidler, så vil det ikke desto mindre i alminnelighet være nødven-dig å tilføre varme på en eller annen måte til rensemiddeloppslemmingene som her brukes for å få temperaturer i opplemmingene på minst 50° C, under noen av de senere trinn i de foreliggende prosesser. Det er blitt oppdaget en fremgangsmåte hvorved både varme og det ønskelige tripolyfosfat kan innføres i rensemiddelpro-sessene ifølge oppfinnelsen samtidig, og hvorved det også kan oppnås flere andre fordeler (inn-befattet større letthet ved kontrollen av viskosi-teten av rensemiddeloppslemmingene enn det vanlig er mulig ved bruk av vanlige oppslem-mingsprosesser som omfatter bruk av tripolyfosfater og en raskere samlet fremstillingsprosess sammenlignet med vanlige prosesser til fremstilling av sammenlignbare rensemiddelprodukter og andre). Denne fremgangsmåte består i at det som et av de viktigste råmaterialer i rensemiddeloppslemmingen brukes et alkalimetalltrimetafosfat, og fortrinnsvis natriumtrimetafosfat. Følgelig utgjør slike prosesser som omfatter bruk av alkalimetalltrimetafosfater, særlig foretrukne utforminger av oppfinnelsen. Disse foretrukne utforminger gjør det mulig for en rensemiddelfabrikant å dra fordel av bruken av reaksjonen mellom alkalimetalltrimetafosfater med en base i nærvær av alkalimetallkationer (hvis det ønskes en i det vesentlige fullstendig vannoppløselig endelig rensemiddelkomposisjon) for å fremstille et alkalimetalltripolyfosfat. Reaksjonen, som ledsages av stor varmeutvikling, antas å være representert ved følgende rekke av trinn:

Til å begynne med spaltes trimetafosfatrin-gen av basen, og tripolyfosfatinionet dannes, som vist i ligning (1):

Deretter krystalliserer tripolysfosfatet i oppslemmingen som hydrat, som vist i ligning (2):

hvor M er et alkalimetallkation og y er et helt tall som er lik antallet av vannmolekyler som er nødvendige for å danne et identifiserbart hydrat-salt av det spesielle alkalimetalltripolyfosfat som fremkommer ved den ovenfor beskrevne reaksjon. I alminnelighet vil y være et helt tall innen området fra 1 til 15. Av de grunner som er nevnt ovenfor, foretrekkes det at M representerer natrium, og at derfor y er lik 6.

Hvis det brukes et alkalimetalltrimetafosfat, og især natriumtrimetafosfat, til sammen-setning og fremstilling av rensemiddelkomposisjoner overensstemmende med oppfinnelsen, så kan det brukes praktisk talt enhver mengde av stoffet opp til 60 vektsprosent, i forhold til totalvekten av det ferdig sammensatte rensemiddel, eller enndog mere. Men den mengde alkalimetalltrimetafosfat som skal brukes, avhenger i vir-keligheten av to krav fra rensemiddelfabrikatens side, nemlig den mengde tripolyfosfat han vil ha i sitt endelige rensemiddelprodukt, og den del av dette tripolyfosfat som skal foreligge i hydratisert stand. Siden de produkter som fremkommer ved gjennomføring av denne oppfinnelse, i alminnelighet bør inneholde minst 15 vektsprosent hydratisert tripolysfosfat (når trimetafosfat brukes som råstoff), så vil de oppslemminger som der her er tale om, ordinært inneholde minst 5 til 8 vektsprosent av ett av alkalimetalltrimetafosfatene til å begynne med (i forhold til vekten av «fast stoff» i oppslemmingen). På grunn av nærværet av vannsterk base og andre rense-middelbestanddeler i de ferdig sammensatte oppslemminger kan det på den annen side i alminnelighet ikke brukes mere enn 60 vektsprosent av noe av alkalimetalltrimetafosfatene, hvis man ønsker relativt fullstendig omdannelse av trimetafosfatet til tripolyfosfat under fremstillingen av rensemiddelet. Det foretrekkes at mengden av alkalimetalltrimetafosfat som brukes i de vandige oppslemminger ifølge oppfinnelsen, skal være fra 15 til 60 vektsprosent (i forhold til totalvekten av den ferdig sammensatte oppslemming like før «hydratiseringen» ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Denne hydratisering skal beskrives mere detaljert senere.)

De baser som kan brukes ved gjennomføring av oppfinnelsen, er alle de som kan få i stand dannelse av tilstrekkelig med hydroxylioner i den vandige oppslemming til å reagere med alkalimetalltrimetafosfatet overensstemmende med den foran skisserte reaksjon. Man har funnet at i den stoffgruppe som er kjent som «baser», er det bare de relativt sterke som kan fremkalle reaksjonen av trimetafosfat til tripolyfosfat. I beskrivelsen og påstandene tilsikter man at betegnelsen «sterk base» skal omfatte de baser som er sterke nok til å fremkalle dannelsen av «overskudd» av hydroxylioner i vandige. medier som inneholder oppløst alkalimetalltripolyfosfat. Til oppfinnelsens formål er de «sterke baser» som kan brukes de som gir en oppløsnings-pH målt ved 25° C på minst 10.2 når de oppløses i destillert vann ved nivået 1 vektsprosent. Man vil forstå at betegnelsen «sterk base» for eksempel vil omfatte slike basiske forbindelser som f. eks. alkalimetallkarbonater, alkalimetallsilikater, tri-alkalimetallortofosfater, alkalimetall- og jord-alkalimetalloxyder o. 1. (hvilke forbindelser ikke faktisk inneholder hydroxylioner, men som frembringer hydroxylioner (høy pH) når de oppløses i vann, så vel som noen av de kvaternære am-moniumhydroxyder, alkalimetallhydroxydene og jordalkalimetallhydroxydene så som kalsiumhy-droxyd, magnesiumhydroxyd etc. Økonomiske synspunkter vil i alminnelighet tilsi at man bruker de «sterke baser» som er uorganiske. Blant disse foretrekker man å bruke alkalime-tallhydroxyder, karbonater og silikater (med Si02/M20-forhold lavere enn 2,0, hvor M er et alkalimetallkation). Ennå mer å foretrekke er natrium- og kaliumformene av disse stoffer.

De mengder av de forskjellige sterke baser som er beskrevet ovenfor, og som kan brukes til denne oppfinnelse, kan variere atskillig, avhengig av slike faktorer som basens molekylvekt, dens basiske styrke, oppløsningshastigheten i vann etc. Men mengden må alltid være tilstrekkelig til å yde tilstrekkelig hydroxylioner til at i det minste en betydelig del eller mengde (dvs. minst en halvpart og helst syv tiendedeler eller mere) av alkalimetalltrimetafosfatet i oppslemmingen kan omdannes til det tilsvarende alkalimetalltripolyfosfat. Således vil den mengde av angjeldende uorganiske base som kan anvendes (i oppslemmingen) ved gjennomføring av oppfinnelsen i alminnelighet være i det minste tilstrekkelig til å levere ca. 1 og fortrinnsvis 1.4 molekvivalenter hydroxylioner pr. mol trimetafosfat som er tilstede i oppslemmingen. Fordi det er nødvendig med 2 mol hydroxylioner for å omdanne ett mol trimetafosfat til tripolyfosfat, er det ytterligere å foretrekke at oppslemmingen sammensettes slik at den inneholder minst 2 molekvivalenter sterk base pr. mol trimetafosfat som er tilstede. Fordi meget høye konsentrasjo-ner av base i rensemiddeloppslemmingene under tiden vil fremkalle nedbrytning av tripolyfosfat (især hydratisert tripolyfosfat), og også fordi noe av baseoverskuddet (den mengde som går ut over den som er nødvendig for å omdanne trimetafosfatet) ordinært må nøytraliseres med syre før «tørringstrinnet» i prosessen når det brukes et meget stort baseoverskudd (dvs. for å vedlikeholde en ønskelig alkalinitet i det endelige rensemiddelprodukt), så vil den mengde sterk base som finnes i rensemiddeloppslemmingene ved gjennomføring av oppfinnelsen, generelt ikke være større enn 10 molekvivalenter, og helst 6 molekvivalenter base pr. mol trimetafos fat i oppslemmingene. Videre forsiktighetsregler som i alminnelighet bør iakttas når det brukes slike ytterst sterke baser som alkalimetallhydroxydene, og især natriumhydroxyd, til omdannelsen av trimetafosfat til tripolyfosfat, skal diskuteres sammen med omtalen av de forskjellige manipulerende fremgangsmåter som kan brukes ved gjennomføring av oppfinnelsen.

Selv om man er på det rene med at noen uorganiske baser er alminnelig brukt i rensemiddelkomposisjoner og prosesser, vil de basemengder som angår denne oppfinnelse, praktisk talt uten unntakelse ligge over de mengder som for tiden brukes. F. eks. viser toprosents oppløsnin-ger av vanlige sprøytetørrede rensemiddelkomposisjoner i destillert vann ofte visse alkaliske pH-verdier fra 8 til 10.5 eller kanskje ennå litt høyere enn 10.5. Man ønsker å holde disse alkali-nitetsverdier i det endelige produkt fordi pro-duktene ofte virker bedre under svakt alkaliske vaskeforhold. I tillegg til dette kreves det en viss grad av alkalinitet i produktet for å holde sili-katkorrosjonsinhibitorene i vannoppløselig form. Men praksis ved den foreliggende oppfinnelse krever i alminnelighet at det innføres betydelig større basemengder i rensemiddeoppslemmingene enn man hittil har brukt.

Det er en annen fordel ved oppfinnelsen at når alkalimetalltrimetafosfater brukes som beskrevet ovenfor, så kan man få bekvem kontroll av hydratiseringshastigheten for det fremkomne tripolyfosfatsalt i rensemiddeloppslemmingen. Dette er en tydelig fordel i forhold til rensemid-deloppslemmingsprosesser av den tidligere art hvor natriumtripolyfosfat f. eks. er det mest alminnelig brukte polyfosfatråstoff, fordi hydratiseringshastigheten for natriumtripolyfosfat ordinært er en meget vanskelig, men viktig prosessvariabel å kontrollere. Denne lette kontroll av hydratasjonshastigheten gir videre for-delen av stor fleksibiltet til fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen. Noen av følgene av denne særlige fordel skal senere diskuteres mere detaljert. Det er i alminnelighet så at jo høyere temperatur i den vandige blanding av sterk base og alkalimetalltrimetafosfat, desto større er dan-nelseshastigheten for det alkalimetalltripolyfosfat som resulterer av den alkaliske omdannelse av trimetafosfat som er beskrevet i ligning 1 ovenfor. Men så lenge den sterke base holdes borte fra oppslemminger som inneholder alkalimetalltrimetafosfat, opptrer det meget liten, om i det hele tatt noen, omdannelse av trimetafosfat til tripolyfosfat uansett hvor høy temperaturen holdes i oppslemmingen.

Omdannelseshastigheten for trimetafosfat til tripolyfosfat kan økes ved å øke ionestyrken (konsentrasjonen) i en gitt rensemiddeloppslemming. De som foretrekker å bruke meget store omdannelseshastigheter ved prosesser ifølge oppfinnelsen, kan derfor med fordel gjøre dette ved å bruke sterkt konsentrerte rensemiddeloppslem-minger. Man har også oppdaget at nærvær av mere enn 0.5 vektsprosent natriumsulfat i oppslemmingen (mens omdannelsesreaksj onen for trimetafosfat foregår) på en eller annen måte virker som katalysator for omdannelsesreaksjonen og under tiden øker omdannelseshastigheten så meget som 50 % eller mer.

Fordi en gitt mengde alkalimetallmetafosfat i en gitt rensemiddeloppslemming bidrar vesentlig mindre til oppslemmingens tilsynelatende viskositet enn en tilsvarende mengde natriumtripolyfosfat ville gjøre (som i alminnelighet stort sett finnes i opplemmingen som hexahydrat), kan det f. eks. lages oppslemminger med uventet lave viskositeter under blandingstrinnet for ren-semiddelprosessene. Denne lave viskositet i oppslemmingene medfører betydelige besparelser i sammenligning med ellers likeverdige oppslemminger som inneholder hydratiserte eller hydratiserende tripolyfosfater, i det totale kraftfor-bruk i hele rensemiddelprosessen, og særlig i blandingstrinnet for slike prosesser. På den annen side kan man håndtere mere konsentrerte oppslemminger (som inneholder mindre vann) i et gitt apparatursett for blanding eller pumping, hvis man ønsker, sammenlignet med ekvivalente tripolyfosfathydratholdige oppslemminger. Data som er gjengitt i tabell 1 i det følgende, gir en viss forestilling om hvor stor denne reduksjon i oppslemmingsviskositeten kan være når det brukes natriumtrimetafosfat (plus 2 mol NaOH pr. mol trimetafosfat) ved fremstilling av rense-middeloppslemminger, i sammenligning med en konvensjonell fremgangsmåte til fremstilling av en ekvivalent rensemiddeloppslemming med natriumtripolyfosfat etter lavtemperaturmodifi-kasjonen.

I alminnelighet behøver man ikke å tenke på hvor varme rensemiddeloppslemmingene som inneholder alkalimetalltrimetafosfatet, skal holdes mens den sterke base er borte fra oppslemmingene. Men på grunn av den meget høye ned-brytningshastighet for hydratiserte tripolyfosfater (slik som det foretrukne natriumtripolyfosfathexahydrat) når temperaturene heves vesentlig ut over 115° C, bør temperaturen i oppslemminger som inneholder alkalimetalltrimetafosfat som brukes overensstemmende med opp finnelsen, generelt holdes under 135° C og fortrinnsvis under 120° C, mens alkalimetalltrimetafosfatet omdannes til tripolyfosfat. Tilsvarende, siden omdannelseshastigheten for trimetafosfat til tripolyfosfat med en sterk base øker med økende oppslemmingstemperatur, så bør man generelt holde oppslemmingstemperaturer over 50° C og helst over 70° C i det minste under den siste halvdel av omdannelsen. Men hvis det ønskes, kan det brukes enndog lavere tempera-tuerer enn 50° C. (Man kan få høyere temperaturer enn 105° C i oppslemminger og reaksjons-blandinger ved å gjennomføre prosessene under trykk høyere enn atmosfærens).

Selv hvis det brukes ganske lave oppslemmingstemperaturer omkring 70—80° C under en stor del av eller endog mesteparten av den tid da trimetafosfatet omdannes til tripolyfosfat, så er det klart fordelaktig å la temperaturen stige til kokepunktet for det frie vann i oppslemmingen under den siste fase av omdannelsesreaksjonen for således å omdanne noe av vannet i oppslemmingen til damp. Denne damp, som i alminnelighet til å begynne med genereres i form av atskilte gassbobler (damp) i oppslemmingen, kan i sin tur bevirke at oppslemmingen omdannes til et skum med relativt lav tetthet. Når så resten av trimetafosfatet omdannes til tripolyfosfat (mens oppslemmingen har form av skum), og tripolyfosfatet igjen hydratiseres, så blir den tilsynelatende viskositet i oppslemmingen høyere og høyere. Etter at således en vesentlig del av det frie vann i oppslemmingen enten er blitt absor-bert av tripolyfosfatet under dannelse av det hydratiserte salt eller har fordampet ut av oppslemmingen (eller i alminnelighet begge deler), blir reaksjonsblandingen en fast, tilsynelatende «våt» masse som generelt fremdeles inneholder flere vektsprosent fritt vann. Dette kan fjernes, hvis det ønskes, ved påfølgende tørring av den våte masse, eller ved ekstra absorbsjon av det frie vann via hydratdannelse. Man har iakttatt at slik «forsinket» hydratdannelse kan skje selv etter den ovenfor beskrevne omdannelsesreak-sjon. Den kan f. eks. lett inntre i komposisjoner som inneholder slike hydratiserbare stoffer som natriumsulfat, og visse av fosfatsaltene danner sine hydrater ved temperaturer som ligger under dem som vanlig brukes under det ovenfor beskrevne skumhydratiseringstrinn (beskrevet ovenfor) ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Hvis det forannevnte skumhydratiseringstrinn gjennomføres under atmosfæretrykk og rensemiddeloppslemmingene bare har vann som kontinuerlig fase, så er det vanligvis nødvendig å oppvarme oppslemmingene til en temperatur mellom 100° C og 105° C for å skaffe damp via omdannelse av vann til damp, slik som beskrevet ovenfor. Undertiden, hvis det er ønskelig å gjen-nomføre skumhydratiseringsprosessen ved lavere temperaturer enn 100—105° C, kan man bruke en viss mengde av en relativt lavtkokende organisk væske som er fullstendig blandbar med vann, som methanol, ethanol, isopropanol, aceton, dioxan o. 1. eller kombinasjoner av dem, sammen med vannet som flytende kontinuerlig fase ved fremstilling av renesmiddeloppslemmingene som før beskrevet.

Man vil legge merke til at i begge disse ut- • førelser holdes temperaturen i reaksjonsmediet (den oppslemming som i det følgende omdannes til et fast rensemiddelprodukt under skumhydratiseringen) høy nok til å danne damp, enten i form av ren vanndamp eller som den lavtkokende organiske væske/vannazeotrop f. eks., avhengig av sammensetningen av oppslemmingens flytende kontinuerlige fase, idet det er dampen som frembringer det lettvektige skum. Men det er ikke absolutt nødvendig at den gassen som danner skummet, er damp. Faktisk er det undertiden fordelaktig ved gjennomføringen av oppfinnelsen å skape skummet under den skum-hydratiseringsprosess som er omtalt foran, ved å blåse, dispergere eller injisere en annen gass enn damp i oppslemmingen. Dette gjelder særlig hvor man ønsker lavere oppslemmingstemperaturer og omdannelseshastigheter for trimetafosfatet. Det kan gjøres på enhver av flere måter, hvilket vil fremgå av beskrivelsen for alle med et rimelig kjennskap til bransjen. Den gass som injiseres, kan være luft, oxygen, carbondioxyd, nitrogen, nitrogenoxydul, hydrogen, propan, me-than, ethan, argon, neon, overhetet damp o. 1. Det kan også være ethvert av et antall relativt laverekokende syntetiske stoffer som enten er gasser ved temperaturer under 100° C og atmosfæretrykk, eller som lett kan omdannes til gasser ved relativt små tilpasninger av temperaturen og/ eller trykket, slik som f. eks. de fluori-nerte hydrocarboner omfattende CChF, CCI2F2, CCIF2CCIF2o. 1.

Når forholdene under skumhydratiseringstrinnet er slike at hydratasjonshastigheten for polyfosfatet er relativt langsom (som når opp-slemmingstemperaturen under ca. 70° C brukes under omdannelsen av et av alkalimetalltrimetafosfatene), så må reaksjons (hydratiserings)-blandingen i alminnelighet holdes i skumtilstand lengre enn når betingelsene er slike at de under-støtter en høyere hydratasjonshastighet, forutsatt at man ønsker de fleste av de fordeler som kan oppnås ved å bruke den foreliggende oppfinnelse. Dette tidsrom kan reduseres (idet de øvrige betingelser blir de samme ved enhver gitt prosess) ved å bruke en fremgangsmåte som omfatter injeksjon av en gass, idet gassen oppvarmes før den innføres i hydratiseringsblandingen til en temperatur som er høy nok til å fjerne noe av det frie vann fra oppslemmingen via fordamp-ning. Det kan også tilføres varme direkte til oppslemmingen med en vanlig varmeutveksler eller gjennom veggene i blanderøret, båndet eller annen beholder hvor skumhydratiseringen måtte utføres.

Selv om det er blitt skissert flere spesielle metoder til fremstilling av det nødvendige skum av rensemiddeloppslemmingene, så vil det fremgå av beskrivelsen at det kan brukes andre fremgangsmåter til å danne skummet uten at man dermed nødvendigvis avviker vesentlig fra de fordeler som kan fremkomme ved bruk av oppfinnelsen. Alt som i alminnelighet er nødvendig i denne henseende (for så vidt angår skumhydratiseringstrinnet i disse prosesser) for å gjen- nomføre oppfinnelsen, er at oppslemmingen overføres til skum, og at i det minste en vesentlig del av hydratiseringen av polyfosfatet gjen-nomføres mens oppslemmingen har form av skum. Det er f. eks. ytterst vanskelig å få ferdige rensemiddelprodukter med meget liten massetetthet ved fremgangsmåter etter oppfinnelsen hvis ikke vedlikeholdet av skummet i oppslemmingen og i det minste en del av (og helst den senere del av) hydratiseringen av de «hydratiserbare» polyfosfater gjennomføres samtidig. Generelt kan aksepterbare rensemiddelprodukter med lavere tettheter fås hvis så lite som 5 vektsprosent (eller enda mindre) av det totale «hydratiserbare» polyfosfat i komposisjonen eller oppslemmingen hydratiseres' mens oppslemmingen er i skumtilstand, selv om man foretrekker at minst 10 vektsprosent av hydratiseringen skjer under dette skumhydratiseringstrinn blant prosessene i oppfinnelsen.

Man vil legge merke til at under skumhydratiseringstrinnet kan skummet genereres kontinuerlig under hele perioden, eller under bare en del av den siste del av den periode da polyfosfatet hydratiseres. Eller det kan lages tilstrekkelig skum til å begynne med, og reaksjonsbetin-gelsene kan så tilpasses og holdes slik at i det minste en stor del av gassboblene fastholdes i oppslemmingen inntil den stivner. Generelt gjelder det at jo flere (dvs. større volum av) bobler som kan skapes og fastholdes i oppslemmingen under skumhydratiseringstrinnet, desto lettere eller lavere vil massetettheten bli for det endelige rensemiddeprodukt. For rensemiddelprodukter med ytterst lav massetetthet bør således to-talvolumet for den skummende oppslemming (eller lavtetthetsskummet) være minst 150 prosent, og fortrinnsvis minst 200 prosent (volum) av det ikke skumholdige volum av oppslemmingen, dvs. av oppslemmingens volum før denne overføres i skumtilstanden.

Man bør merke seg at i den foregående dis-kusjon av skumhydratiseringstrinnet i prosesser ifølge oppfinnelsen kan man lage et bedre skum, og følgelig generelt et mere ensartet endelig rensemiddelprodukt (især når oppfinnelsen ut-nyttes som kontinuerlig rensemiddelprosess), hvis det er i det minste en effektiv mengde av et «skummiddel» i oppslemmingen på den tid da oppslemmingen overføres til skumtilstand. Det er meningen at «skummiddel» skal omfatte syntetiske organiske anioniske, ikke ioniske og til og med amfolytiske aktive rensemiddelmaterialer som generelt er forenlige med alkalimetallpoly-fosfatene både i oppløsninger og oppslemminger av de ålment brukbare rensemiddelkomposisjoner. Således omfatter betegnelsen skummiddel for eksempel slike individuelle renseaktive ingredienser som de velkjente vannoppløselige såper (dvs. natrium og/eller kaliumsalter av fettsyrer av kokosolje, oljefettsyrer etc); vann-oppløselige alkylarylsulfonater med fra 6 til 20 carbonatomer, og fortrinnsvis fra 9 til 17 carbonatomer i sine alkylkjeder, så som natrium - dodecylbenzensulfonat og kaliumtetradecylben-zensulfonat; vannoppløselige alkylsulfater, som de som lages ved å sulfatere alifatiske alkoholer med fra 6 til 20 carbonatomer i sine grenede eller ugrenede alkylkjeder, typisk omfattende natrium- og kaliumlauryl (Ci2) sulfat, natrium- og kaliumhexadecylsulfat, natrium- og kaliumocta-decylsulfat etc; så vel som alkalimetallsalter av sulfatert ethylenoxyd og/eller propylenoxyd-kondensasjonsprodukter fremstilt ved ethoxyle-ring og/eller propoxylering (og påfølgende sul-fatering) av forskjellige organiske hydrofobe forbindelser som inneholder aktivt hydrogen så som alkoholer, merkaptaner, fenoler og aminer; natrium- og kaliumalkylglycerylethere, slik som de som er avledet av talg og kokosolje, omfattende f. eks. natriumkokosoljefettsyremonogly-ceridsulfat etc; fettalkylolamider så som N-dodecylmonoethanolamid, N-octadecyldiethanol-amid o. 1.; alkohol alkylenoxydkondensater (dvs. alkoholer med fra 8 til 20 carbonatomer i enten rette eller grenede kjedekonfigurasjoner med fra 6 til 30 mol ethylenoxyd og/eller propylenoxyd pr. mol alkohol i sine molekyler); alkylfenol-alkylenoxydkondensater (dvs. slike som er laget ved kondensering av alkylfenol, med en alkylgruppe som inneholder fra 6 til 20 carbonatomer i kjeden) med fra 6 til 30 eller flere mol ethylenoxyd og/eller propylenoxyd pr. mol alkylfenol) o. 1. Blant disse foretrekkes stoffene i anionklassen, mens fettalkulol (eller alkonol)-sulfatene med fra 8 til 20 carbonatomer i sine carbonkjeder er ytterligere foretrukket ved prosesser etter oppfinnelsen. Undertiden, hvis det brukes ikke ioniske renseaktive stoffer i fravær av en betydelig mengde av ett av de anioniske renseaktive stoffer ved fremstilling av rensemiddelprodukter overensstemmende med oppfinnelsen, så utvikles uventet høye viskositeter på ett stadium av blandeprosessen. Man har funnet at dette problem kan lettes ved å tilsette det «hydratiserbare» polyfosfat sist eller nesten sist, og meget langsomt (dvs. i løpet av 2 minutter eller mer) med innrøring i de andre rensemid-delbestanddeler.

Betegnelsen «skummiddel» omfatter også stoffer som når de settes til oppslemmingen, i noen grad bidrar til holdeevnen eller seigheten eller stabiliteten av boblene i den skummende oppslemming. Slike stoffer (som er forskjellige fra de velkjente renseaktive bestanddeler av den art som er beskrevet ovenfor) omfatter polymere som er vannoppløselige i tilstrekkelig grad til å bidra til stabiliteten av skummet så som natri-umcarboxymethylcellulose; natriumhydroxy-ethylcellulose; polyvinylpyrollidon; hydrolyserte og delvis hydrolyserte polymere laget ved reaksjon mellom et lavere alkylen som ethylen, pro-pylen og methylvinylether og malelnsyre- eller fumarsyreanhydrid, f. eks. ethylen-maleinsyre-anhydrid, propylenfumarsyreanhydrid, methyl-vinylethermaleinsyreanhydrid; polyvinylalkohol o. 1.

Mengden av skummiddel i oppslemmingene under skumhydratiseringstrinnet ifølge oppfinnelsen kan varieres betraktelig. Generelt bør det brukes mer enn 0.1 vektsprosent i forhold til vekten av den ferdig sammensatte oppslemming, hvis man vil ha ferdige rensemiddelprodukter med relativt lave massevekter. Men for å oppnå meget lave.massevekter i de ferdige rensemiddelprodukter laget med disse fremgangsmåter, bør det i alminnelighet brukes minst 0.25 og helst 0.5 vektsprosent av skummiddelet. Siden f orskj el-lige skummidler opptrer med forskjellig effek-tivitetsgrad, avhengig av mange faktorer så som oppslemmingens temperatur, dens konsentra-sjon av «faste stoffer», de faktisk tilstedeværende bestanddeler og mange andre, så kan man her ikke med bestemthet angi optimale konsentra-sjoner for hvert skummiddel. Det antas imidlertid at folk med kjennskap til bransjen ut fra denne beskrivelse kan fastsette de optimale kon-sentrasjoner for fremstilling av deres egne rensemiddelprodukter.

Praktisk talt enhver behandlingsmåte kan brukes ved gjennomføring av den foreliggende oppfinnelse for å fullføre de forskjellige trinn eller stadier i de prosesser som er beskrevet ovenfor. Det er f. eks. ikke kritisk i hvilken rekke-følge man tilsetter de forskjellige ingredienser ved fremstilling av en hvilken som helst oppslemming, unntagen de som kan inneholde mere enn noen få vektsprosent alkalimetalltrimetafosfat. Selv hvor det brukes alkalimetalltrimetafosfater i disse prosesser, så behøver man normalt ikke å iaktta andre forholdsregler for å oppnå utmerkede resultater enn at komposisjoner som inneholder tripolyfosfat, i alminnelighet ikke skal blandes med de sterkeste baser, så som natriumhydroxyd, med mindre basen er fortynnet med vann til under 50 vektsprosent, og helst under 35 vektsprosent før den sterke base blandes med alkalimetalltrimeta-fosfatet. Ellers bør den sterke base fortynnes effektivt med vann i selve oppslemmingen så fort som mulig etter at basen er tilsatt. Men hvis en produsent ikke er særlig interessert i helt å bringe nedbrytningen av tripolyf osfatet til et minimum under fremstillingen, så behøver man heller ikke strengt å følge denne forholdsregel. Hvis man følger denne forholdsregel, så finnes det en fordelaktig metode som kombinerer flere av de uventede ønskelige fordeler som følger med bruken av alkalimetalltrimetafosfat, og særlig natriumtrimetafosfat. Denne går ut på først å fremstille en praktisk talt fullstendig sammensatt oppslemming, som i alminnelighet inneholder eventuelt skummiddel, antiavsetningsmiddel, optiske hvithetsmidler, blekemidler, stoffmyknere, alkalimetallsilikat-eller fluorsilikat-korrosjonsinhibitorer, eller andre stoffer som man ønsker å ha i den ferdige rensemiddelkomposisjon eller produkt, men som ikke inneholder den sterke base (her kalt «forstadieoppslemmingen» ). Denne f orstadieopp-slemmingen skal da også inneholde trimetafosfatet. På grunn av den uventet lave viskositet i oppslemminger som inneholder trimetafosfat, har forstadieoppslemminger forholdsvis lite vann (i sammenligning med vanlige rensemiddelopp-slemminger som praktisk talt uten unntagelse inneholder hydratiserende eller hydratisert tripolyfosfat) kan man lage slike oppslemminger som beholder sin evne til å kunne pumpes og annen fluidkarakteristikk. Man kan f. eks. fremstille og anvende i prosesser ifølge oppfinnelsen forstadieoppslemminger som inneholder så meget som 90 vektsprosent ikke flyktig stoff («faste stoffer») som også omfatter trimetafosfatet. Så lenge som den sterke base holdes borte fra forstadieoppslemmingen, kan dennes lave viskositet bevares nesten ubegrenset, praktisk talt uten at det opptrer noen nedbrytning av trimetafosfatet. En rensemiddelprodusent kan således fremstille sine forstadieoppslemminger i god tid forut for den tid da han vil lage det endelige rensemiddelprodukt, hvis han ønsker det. Dessuten, hvis en del av fabrikasjonsutstyret skulle ødelegges, kan en rensemiddelfabrikant lagre sin forstadieoppslemming i lange tider om det skulle være nød-vendig, pratisk talt uten uheldige følger, men hvis han hadde laget en vanlig oppslemming med natriumtripolyfosfat, så kunne hydrolytisk nedbrytning av tripolyfosfatet i oppslemmingen ved forlenget lagring praktisk talt ødelegge oppslemmingens brukbarhet for hans prosesser.

Når forstadieoppslemmingen er laget, kan rensemiddelprodusenten så nyttiggjøre seg flere fremgangsmåter i det endelige og avgjørende trinn ved prosessene ifølge oppfinnelsen. Siden det er ønskelig at skum-hydratiseringstrinnet gjennomføres relativt raskt, og siden omdannelseshastigheten for trimetafosfat til tripolyfosfat er meget høy ved forhøyede temperaturer, så kan forstadieoppslemmingen oppvarmes til en temperatur over 50° og fortrinnsvis til over 70° C i en av de foretrukne utforminger av oppfinnelsen før den sterke base blandes inn. I dette til-felle går omdannelsesreaksjonen raskt frem

(vanlig innen 2 minutter hvis det f. eks. brukes

natriumhydroxyd eller kaliumhydroxyd ved de høyere temperaturer i forstadieoppslemmingen) etter at den sterke base er blandet inn i eller sammen med forstadieoppslemmingen. Faktisk er omdannelsesvarmen for trimetafosfat til tripolyfosfat, og derfra til hydratisert tripolyfosfat, i alminnelighet høy nok til at omdannelsesreaksjonen kan bli autokatalytisk i sitt vesen hvis ikke det meste av denne varmen med hensikt fjernes fra oppslemmingen. Hvis f. eks. en forstadieoppslemming som inneholder mere enn 10 vektsprosent natriumtrimetafosfat og har en temperatur på 80° C, hurtig blandes med ca. 2 mol natriumhydroxyd pr. mol trimetafosfat under praktisk talt adiabatiske forhold, så begynner omdannelsesreaksjonen øyeblikkelig. Omdannelsesvarmen frembringer en temperaturstigning i reaksjonsmassen, som igjen bevirker en økning i omdannelseshastigheten for trimetafosfat til tripolyfosfat. Man kan oppnå økninger i om-dannelseshastighet på ti ganger eller'mer ved å heve temperaturen i reaksjonsmassen 25° C.

Ved således å blande en sterk base med forstadieoppslemmingen ved relativt høy temperatur, kan produsenten ha en rimelig sikkerhet

for at skumhydratiseringstrinnet ikke vil trenge

overdrevet lang tid. Forutsatt at varmen ikke

fjernes fra systemet, kan faktisk damp og skum

vanligvis frembringes i rensemiddeloppslemmin-ger som er behandlet slik som beskrevet like

foran (forstadieoppslemming minus sterk base)

innen noen få minutter fra den tid da den sterke base er blandet med den varme forstadieoppslemming. Praktisk likeverdige resultater kan også oppnås ved å blande forstadieoppslemmingen og den sterke base med hverandre, eller til og med

sette sammen oppslemmingen på den måte som måtte ønskes, ved forholdsvis lav temperatur

(dvs. under 50° C) og deretter heve temperaturen i oppslemmingen til over 70° C, f. eks. med utvendig tilført varme. Dette kan gjøres ved å sende oppslemmingen gjennom eller over en elektrisk eller dampoppvarmet varmeutveksler.

En annen måte hvorved en produsent kan oppnå det samme resultat, er å sende den relativt kjølige, fullstendig sammensatte oppslemming (som både inneholder trimetafosfat og den sterke base) gjennom et rør som er omgitt av damp, idet det brukes trykk høyere enn atmosfærens og temperaturer over 105° C hvis man vil, for å få ennå høyere omdannelseshastigheter. Før omdannelsen er ferdig, foretrekkes det i alminnelighet at oppslemmingen avsettes i eller på en eller annen beholder for at det før omtalte skumhydratiseringstrinn kan fullføres uten noen særlig grad av omrøring. (For meget omrøring under disse prosesser hvor «avbindingen» av rensemiddeloppslemmingene opptrer, kan medføre en betraktelig økning av massetettheten i det endelige rensemiddelprodukt, sammenlignet med et produkt som ikke er blitt nevneverdig omrørt under den senere del av skumhydratiseringstrinnet). Hvis således skum-hydratiseringstrinnet utføres i et kar som inneholder et padle- eller røreblad eller en annen innretning til innvendig omrøring av oppslemmingen, så er det best at denne røreinnretning stoppes, mens den skummende oppslemming stivner. Eller, hvis det ønskes, kan oppslemmingen tømmes i en panne eller annen beholder, eller på et bevegelig belte fra karet med innvendig røring kort før den skummende oppslemming stivner for å minske beve-gelsen under denne «avbindings»-periode. Den sterke base bør være omhyggelig og jevnt fordelt igjennom oppslemmingen før stivnestadiet nåes.

Ennå en bekvem måte til å lage rensemidler med lav tetthet via forstadieoppslemmingsmeto-den som er beskrevet ovenfor, er å føre prosessen kontinuerlig. F. eks. kan den varme forstadieoppslemming måles inn i et vanlig blandekar hvor denne raskt og grundig kan blandes med den sterke base som også måles ned i innretnin-gen med en hastighet som er beregnet til å gi det ønskede ferdigprodukt. Så kan den fullstendig sammensatte oppslemming helles eller slippes eller pumpes fra blandekaret ned på eller ned i en beholder hvor det får lov til enten å begynne eller fortsette å skumme og derpå stivne til det endelige rensemiddelprodukt.

Kald forstadieoppslemming kan måles gjennom et elektrisk eller dampoppvarmet rør eller en serie rør før den innføres i blandeinnretnin-gen. Hvis en slik fremgangsmåte brukes kontinuerlig, er det bekvemt og fordelaktig å helle den fullstendig sammensatte oppslemming ned på et bevegelig belte som er innrettet til å ta imot flytende stoff. Oppslemmingen kan så skumme og dampe på beltet, og deretter stivne på dette. Så kan produktet med lav spesifikk vekt sendes gjennom en tørkeovn (som vanlig drives ved en temperatur hvor det hydratiserte tripolyfosfat ikke overdrevent nedbrytes) hvis det ønskes, for å fjerne noe av det overskytende frie vann som kan være tilstede. Behandling i tørkeovnen er imidlertid ikke avgjørende for en heldig gjen-nomføring av oppfinnelsen. Eller den varme fullstendig sammensatte oppslemming kan holdes i et rør eller en ledning eller annen beholder under trykk høyere enn atmosfærens, hvis det ønskes, til oppslemmingens temperatur når kokepunktet for det vann som den inneholder. Så kan den dusjes eller drysses ut i et høyt tårn i likhet med et vanlig sprøytetørretårn og slippes gjennom tårnet. Tårnet kan inneholde varm, tørr luft for å hjelpe til å fjerne noe av det frie vann, men temperaturen i tårnet bør i alminnelighet holdes betydelig lavere enn de som brukes ved vanlige sprøy te tørreoperas joner. Således kan skumning, hydratisering og stivning under fallet gjennom tårnet føre til at det dannes et rensemiddelprodukt med lav massetetthet via en me-kanisme som er helt forskjellig fra den som vanligvis brukes i lignende utstyr (dvs. et sprøyte-tørretårn).

I de følgende eksempler, som illustrerer noen utforminger av oppfinnelsen, er alle deler vekt-deler hvis intet annet er sagt.

Eksempel 1 :

Inn i et vanlig blandekar av rustfritt stål med alminnelig bladrører og forsynt med kappe så at kaldt eller varmt vann eller damp kan brukes i kappen, fylles 2000 deler vann, 900 deler natriumdodecylbenzensulfonat, 600 deler na-triumlaurylsulfat, 1000 deler natriumsulfat, 2840 deler natriumtrimetafosfat, 1140 deler natrium - silikat (47 % tørrstoff) med et forhold Si02/Na20 på 2.40 og 55 deler natriumcarboxymethylcellu-lose av typen for rensemidler. Den fremkomne forstadieoppslemming røres i ca. 10 minutter, og i løpet av denne tid heves temperaturen til 80° C ved å sirkulere damp gjennom kappen. Inn i den varme forstadieoppslemming som omrøres med moderat fart, helles så raskt 1590 deler 50 % vandig oppløsning av natriumhydroxyd. Etter ca. 45 sekunders moderat røring, da natriumhydroxydet blandes godt med forstadieoppslemmingen, begynner temperaturen i oppslemmingen å stige. Røringen stoppes like før temperaturen i oppslemmingen når 100° C. Når dens temperatur når ca. 105° C, begynner oppslemmingen å utvide seg og stige i karet, så at volumet av den skummende oppslemming er minst 2—8 ganger forstadieoppslemmingens. Det begynner å unnvike damp fra den boblende masse, og den herdner hurtig til en partikkelformig, tilsynelatende våt, bløt masse. Etter noen få minutter dannes ikke mere damp fra den stiv-nede reaksjonsmasse, og volumet avtar litt mens den avkjøles til værelsestemperatur. På dette stadium inneholder den ca. 30 vektsprosent vann, hvorav ca. 12.7 % kan anses som fritt vann, og ca. 92 % av den teoretiske ekvivalent (basert på den mengde natriumtrimetafosfat som er satt til forstadieoppslemmingen) natriumtripolyfosfat, som i alt vesentlig er til stede som hexahydrat. Etter lufttørring over natten for å fjerne det meste av overskytende fritt vann, er det endelige rensemiddelprodukt fritt rennende, ikke kakende, i det vesentlige ikke hydroskopisk, har en massetetthet omkring 0.35, og inneholder ca. 54 vektsprosent natriumtripolyfosfathexahydrat. Man bør legge merke til at i eksempel 1 møter man overhodet ikke noen vanskelighet med hensyn til klumper hverken i forstadiet eller de ferdig sammensatte oppslemminger. Hvis man hadde fulgt den samme fremgangsmåte til fremstilling av oppslemmingen med vannfritt natriumtripolyfosfat istedenfor natriumtrimetafosfat, så ville det sannsynligvis ha dannet seg mange brysomme klumper av uoppløst, delvis hydratisert tripolyfosfat, især hvis man hadde brukt høytemperaturmodifikasjonen, og disse klumper ønskes i alminnelighet ikke av rense-middelprodusenter hverken i deres oppslemminger eller i deres ferdige produkter.

Et annet overraskende resultat som kan oppnås ved gjennomføring av prosessene ifølge oppfinnelsen, er at ferdige rensemiddelprodukter som lages via en slik fremgangsmåte som er vist i eksempel 1 ovenfor, gir i det vesentlige klare vandige oppløsninger, selv når de løses i vann i mengder på 0.5 til 1.0 vektsprosent. Til sammenligning gir vanlige varmetørrede (i alminnelighet sprøyte tørrede) rensemiddelprodukter uten unntakelse uklare vandige oppløsninger. Data i tabell 2 viser dette på passende måte:

Eksempel 2:

Det lages en forstadieoppslemming lik den som ble fremstilt i eksempel 1, bortsett fra at det brukes 3100 deler av en fysisk blanding av ca.

50 vektsprosent natriumtrimetafosfat og 50 vektsprosent vannfritt natriumtripolyfosfat av høytemperaturkrystallinsk modifikasjon istedenfor natriumtrimetafosfatet. Etter at temperaturen i forstadiet er hevet til ca. 90° C, blandes 1160 deler av en 35 vektsprosents vandig opp-løsning av natriumhydroxyd hurtig innen 30 se-kunder inn i forstadieoppslemmingen. Så stanses blandingen og oppslemmingen får skumme. Så snart som volumet av den skummende oppslemming er omkring fem ganger forstadieoppslemmingens, tømmes den skummende oppslemming fra blandekaret i et ca. 10 cm tykt lag, ca. 60 cm bredt, på et vandrende bånd. Reaksjonsblandingen på båndet stivner hurtig til en bløt, partikkelformig masse som etter passasje gjennom en tumlende roterende tørker, hvor tørr luft av 100° C sendes i motstrøm gjennom de dryssende

faste partikler i ca. 10 minutter, gir et utmerket fritt rennende, ikke kakende, partikkelformig rensemiddelprodukt som lett kan pakkes og sel-ges direkte til det forbrukende publikum. Dets massetetthet er omkring 0.45.

Eksempel 3:

Det lages en lignende forstadieoppslemming som i eksempel 1 ovenfor. Dens temperatur er ca. 45° C. Denne måles kontinuerlig inn i en ledning av rustfritt stål med innvendig diameter ca. 2.54 cm. Ledninger i ca. 9.12 meters lengde omgitt av en kappe for damp under trykk så forstadieoppslemmingen kan oppvarmes til nær kokepunktet. Den varme forstadieoppslemming føres sammen med en 50 vektsprosent vandig oppløsning av natriumhydroxyd som måles inn i en blandedyse i en mengde svarende til 2.01 mol NaOH pr. mol natriumtrimetafosfat i forstadieoppslemmingen. Blandedysen har en rører og flere ledeskovler som er fordelt og beregnet til å gi rask og intim blanding av forstadieoppslemmingen med den sterke base. Temperaturen i den fremkomne ferdig sammensatte oppslemming heves til ca. 115° C ved reaksjonsvarmen, og trykket økes til ca. 1.76 kg/cm<2>. Fra blandedysens åpne ende tømmes oppslemmingen ut på et vandrende bånd, hvor det hurtig dannes damp og produktet skummer, og stivner til et bløtt, svampaktig stoff. Etter lufttørring har det endelige rensemiddelprodukt en massetetthet på ca. 0.65. Det avkjølte svampede materiale kan lett males opp til et fritt rennende, granulert produkt eller gis passende størrelse for rensemidler for vaskerier.

Fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen kan være til fordel for rensemiddelfabrlkanter på mange måter, hvorav noen er nevnt før. Dessuten er det en meget verdifull fordel at produsentene nå kan nyttiggjøre seg et «hydratiserbart» polyfosfat i bare en fysisk form til fremstilling av mange former og typer av produkter. F. eks. kan de ferdige rensemiddelprodukter med relativt lav massetetthet sendes gjennom en pressema-skin, og derpå males til et produkt med høyere massetetthet hvis det ønskes. Man kan også regulere tettheten av de ferdige rensemiddelprodukter ved å bruke en liten mengde av et vanlig skumhindrende middel i oppslemmingen under skumhydratiseringstrinnet. I alminnelighet er det så at jo mere antiskummiddel som brukes (som f. eks. de velkjente silikoner), desto høyere massetetthet får det ferdige produkt. I tillegg til dette kan man fremstille et rensemiddelprodukt med praktisk talt enhver ønsket sammen-setning (forutsatt at det også inneholder en vesentlig mengde av ett av de ønskede hydratiserte polyfosfater), ved rett og slett å forandre typer og mengder av ingredienser i forstadie-og/eller fullstendig sammensatte oppslemminger som beskrevet ovenfor. Produsenter av ta-bletterte eller formede rensemidler kan også med fordel nyttiggjøre seg denne oppfinnelse. F. eks. ødelegges noen vanlige rensemiddeltablet-ter fysisk hvis det utsettes for en meget fuktig atmosfære i mere enn noen få timer, øyensynlig fordi de fra begynnelsen av inneholder vannfritt natriumtripolyfosfat som vil øke i volum når det hydratiseres til hexahydrat ved kontakten med den fuktige atmosfære. Til sammenligning vil tabletter som er fremstilt av et ferdig rensemiddelprodukt slik som det som ble fremstilt i eksempel 1, holde seg fysisk stabile i uker eller mer, selv om de utsettes for høy fuktighet og relativt høye temperaturer.

Det er ennå et fortrinn ved den foreliggende oppfinnelse at den kan brukes til fremstilling av formede faste rensemiddelprodukter med relativt lav massevekt som inneholder et nettverk av luftrom eller celler. Denne cellestruktur sammen med den fullstendig formede fasong (f. eks. i form av en såpestang eller praktisk talt enhver annen fasong) kan oppnås ved en nøyaktig regu-lert frigjøring av damp under skumhydratiseringstrinnet under prosessene ifølge oppfinnelsen. Det er viktig ved fremstillingen av slike faste, celleholdige, formede produkter, at den hele mengde damp som dannes, bør reguleres slik at meget lite, om overhodet noe, av dampen bobler ut av den skummende oppslemming. I alminnelighet vil man ved fremstillingen av ett av disse formede faste preparater kontrollere eller regulere reaksjonshastigheten og/eller konsentrasjonen av alkalimetalltrimetafosfat og andre «hydratiserbare» polyfosfatmaterialer i oppslemmingen, slik at hele mengden av damp og- eller annen gass ikke er mere enn ca. fire ganger det samlede luftfri volum av den ferdig sammensatte oppslemming (dvs. den skummende oppslemming er fortrinnsvis mindre enn 5 ganger volumet av den uten gass). Hvis et av de mere effektive skummidler er tilstede i oppslemmingen, kan volumet av den skummende oppslemming økes til ca. 8 eller enndog 10 ganger volumet av oppslemmingen uten noe særlig sammenbrudd av strømmen av gassbobler inne i skummet før det stivner, (hvilket sammenbrudd og overskytende utvikling av damp eller gass fra oppslemmingen ved eller nær ved den tid da oppslemmingen stivner, kan føre til at sluttpro-duktet får partikkelform, hvilket i alminnelighet ikke ønskes ved fremstilling av formede faste produkter med indre cellestrukturer).

Kanskje den beste måten til å gjennomføre den ovenfor omtalte regulering av den totale gassmengde som dannes i oppslemmingen, er å håndtere den slik at det ønskede gassvolum er alt som blir dannet i den, og at denne gass første utvikles under den senere del av skumdannelses-hydratiseringstrinnet. F. eks. hvis det brukes oppslemminger som inneholder mellom 10 og 60 vektsprosent natriumtrimetafosfat i disse prosesser, bør minst ca. halvparten av natriumtrimetafosfatet omdannes til tripolyfosfat uten at det i oppslemmingen dannes noen vesentlig del gass eller damp. Deretter bør det under skumhydratiseringstrinnet bare injiseres eller dannes i oppslemmingen gass nok til å øke volumet av den skummende oppslemming slik som før nevnt. Man vil forstå av det foregående at siden fri-gjøring av store gassmengder fra den skummende oppslemming ikke er ønsket ved denne særlige form for oppfinnelsen, så bør størstedelen av det frie vann som opprinnelig er tilstede i oppslemmingene, fjernes eller bindes ved hydra-tasjon av polyfosfatet og andre hydratiserbare stoffer i komposisjonen, slik som natriumsulfat, natriumsilikat og lignende. Det foretrekkes i alminnelighet at minst 50 vektsprosent av det frie vann bindes som hydrat av polyfosfatet. Denne begrensning av gassmengden som dannes i oppslemmingen, kan f. eks. gjennomføres ved å blande den sterke base og trimetafosfatet ved forholdsvis lav temperatur, så at en stor del av omdannelsesvarmen fra trimetafosfat til tripolyfosfat kan forbrukes til å heve temperaturen i oppslemmingen til kokepunktet for det vann som den inneholder, eller til det punkt da noe annen gass dannes i den. Noe av varmen kan også fjernes fra oppslemmingen ved hjelp av passende anbrakte varmevekslere.

En annen fremgangsmåte som effektivt kan brukes til fremstilling av formede, faste rensemiddelprodukter med lave massevekter, går ut på å sende en ferdig sammensatt oppslemming gjennom en varm ledning, under trykk om nødvendig, for å hindre gassutvikling under mesteparten av hydratiseringstiden for polyfosfatet. Når det så bare er igjen en del av den hydratas jon som skal gjennomføres, hvilken del er tilstrekkelig til å danne omtrent den ønskede mengde skum i oppslemmingen, så helles oppslemmingen i en form eller beholder. På dette punkt ligger temperaturen i alminnelighet ved eller over den temperatur da det dannes gass i oppslemmingen. Den fortsatte hydratisering (og omdannelse hvis ,tri-metafosfatreaksjonen brukes) bevirker gassut-utvikling i oppslemmingen, og dessuten at den endelig stivner til det ønskede celleholdige produkt. Hvis det under disse prosesser brukes slike betingelser at det ikke dannes noen gass i oppslemmingen, kan den riktige gassmengde injiseres i denne på enhver ønsket måte kort før den tid da den stivner, som skissert ovenfor.

Man innser lett av det foregående at praktisk talt alle materialer som kan brukes i vanlige prosesser til fremstilling av rensemiddelkomposisjoner kan brukes i prosesser i henhold til oppfinnelsen. Det er også viktig at oppfinnelsen ikke behøver å begrenses til arbeide med oppslemminger som inneholder alle de ingredienser som vanlig finnes i alminnelige varmetørrede rensemiddelkomposisjoner. Hvis alkalicarbonat brukes som sterk base i noen av prosessene ifølge oppfinnelsen, kan de fremkomne ferdigprodukter inneholde flere prosent alkalimetallbikarbonat i tillegg til det hydratiserte polyfosfatsalt. Og hvis det brukes overskudd av alkalimetallkarbonat, kan dette opptre i det ferdige rensesmiddelpro-dukt enten som karbonatet eller dets hydrat, avhengig av de særlige prosessbetingelser som brukes. Videre kan de her beskrevne prosesser brukes til fremstilling av praktisk talt rent natriumtripolyfosfathexahydrat med lav massevekt, foruten til mange blandede hydratiserte polyfosfatkomposisjoner som i sin tur kan brukes som råstoffer ved vanlige prosesser til fremstilling av rensemiddelprodukter.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et ren-semiddelpreparat som inneholder et vannopp-

løselig alkalimetallpolyfosfathydrat, ved fremstilling av en dispersjon av et kondensert fosfatutgangsmateriale i vann i nærvær av et skumningsmiddel, og dispersjonen bringes til skummet tilstand, karakterisert ved at et kondensert fosf atutgangsmateriale omfattende alkalimetalltrimetafosfat dispergeres i vann, dispersjonen inneholder også i det minste ca. halvparten av den støkiometriske mengde av en sterk base som kreves for å omdanne alkalimetalltrimetafosfatet, fortrinnsvis natriumtrimetafosfat, til tripolyfosfat og i det minste 5 mol vann pr. mol av nevnte trimetafosfat og nevnte dispersjon holdes i skummet tilstand ved en temperatur i området 50 til 135° C, fortrinnsvis 80 til 120° C, hvorunder nevnte trimetafosfat reagerer med nevnte base og nevnte vann så at det dannes et

hydratisert tripolyfosfat og reaksjonsblandingen herder til et lett porøst fast stoff.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den totale mengde av fosf atutgangsmateriale i dispensjonen er i det minste 10 vektprosent av de totale faste stoffer i slammet.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1—2, karakterisert ved at dispensjonen fra begynnelsen av inneholder i det minste 10 vektprosent av natriumtrimetafosfat og i det minste 0,5 vektprosent natriumsulfat.