NO131880B - - Google Patents

Description

Natriumpérborat er en vesentlig bestanddel av helvaskemidler. For å forhindre en segregering av de enkelte bestanddeler i vaske-middelpakken rnå volumvekten og kornstørrelsen av de enkelte vaskemiddelbestanddeler være avpasset til hverandre. Volumvekten av det natriumpérborat som fåes ved den vanlige felning fra vandige oppløs-ninger av natriummetaborat og hydrogenperoxyd, ligger mellom 0,65 og 0,80 kg/l og dets midlere kornstørrelse ligger mellom 0,25 og 0,3 mm. De andre vaskemiddelbestanddeler har betraktelig lavere volumvekter og gjennomsnittskornstørrelsen er større.

Det har derfor ikke manglet bestrebelser på å fremstille grovere natriumpérborat med en lavere volumvekt, men alle kjente fremgangs-måter oppviser den vesentlige ulempe at intet produkt har møtt stor suksess på markedet. Dessuten har man den vanskelighet at som regel blir med avtagende volumvekt også avgnidningsfastheten av de enkelte granulatkorn dårligere, slik at man nok får et lettere perborat,

som imidlertid som følge av avgnidningen eller den fullstendige ødeleggelse av kornene ved håndtering taper sine gode fysikalske egen-skaper og ikke lenger medfører noen fordeler ved anvendelse i vaske-midler sammenlignet med det ved felning fremstilte natriumpérborat.

Fra DAS 1.240.508 er det f.eks. kjent i et roterende rør å granulere overtørret findelt natriumperborat-tetrahydrat under be-sprøytning med en mengde vann som er omtrent tilstrekkelig til re-krystallisasjon av tetrahydrat, idet der i vannet er oppløst et bindemiddel som cellulosederivater, polymethacrylforbindelser og lignende. Det erholdte granulat har en volumvekt mellom 0,400 og 0,6oO kg/l og en kornstørrelsefordeling mellom ca. 0,4 og 1,5 mm.

Denne fremgangsmåte har den ulempe at for det første må ut gangs - materialet først overtørres, hvilket er varmeteknisk ufordelaktig,

og at for det annet må det dannede granulat befries for vedheftende vann da det neppe er mulig å utføre rekrystallisasjonen med den nøy-aktig beregnede mengde vann. Dessuten er de erholdte granulater ikke

meget avgnidningsbestandige.

I henhold til en annen fremgangsmåte beskrevet i DAS 1.275-521 fremstilles et formet alkaliperborat med lav volumvekt ved at man dusjer en meget viskøs overmettet perboratoppløsning hvorved det tilstedeværende vann blir innesluttet i de derved dannede formlegemer.

Arbeidet med overmettede oppløsninger er vanskelig. Dysene til-stoppes lett, og der kreves alle slags manipulasjoner og apparatmessige tiltak for å unngå en uønsket, for tidlig fullstendig utkrystallisa-sjon. Dessuten krever fremstillingsmetoden konsentrerte metaborat-og hydrogenperoxydoppløsninger, som på forhånd må fremstilles ved kon-sentrasjon, henholdsvis destillasjon av fortynnede oppløsninger. Dette er en ikke neglisjerbar omkostningsfaktor.

Man har nu funnet en fremgangsmåte ved fremstilling av et avgnidningsbestandig, granulert natriumpérborat-tetrahydrat med lav volumvekt, som ikke har disse ulemper, og som er karakterisert ved at man i en åpen blander gjennom hvis mantel der sirkuleres et kjøle-medium, innfører smeltet natfiumperborat-tetrahydrat og under stadig omrøring tilsetter så meget vann at det utkrystalliserte natriumpérborat -tet rahydrat inneholder minst 15%, fortrinnsvis 20 - 35%, innesluttet vann, og at man lar blandingen, mens den fortsatt omrøres og avkjøles, krystallisere så hurtig at utkrystallisasjonen er avsluttet i løpet av maksimalt 30 minutter, fortrinnsvis 5-20 minutter.

Ved foreliggende fremgangsmåte er krystallisasjonshastigheten en viktig faktor. Jo hurtigere perboratet utkrystalliserer, desto mere finkrystallinsk er det, og desto høyere er prosentmengden av innesluttet vann. Dette har til følge at volumvekten senkes og av-gnidningsbestandigheten økes.

Da krystallisasjonshastigheten er temperaturavhengig, må der kjøles under krystallisasjonen. For å øke kjølevirkningen kan det tilsatte vann avkjøles på forhånd.

Effekten av kjølingen avhenger som bekjent av temperaturfallet mellom kjølemediet og det materiale som skal kjøles, størrelsen av kjøleflaten i forhold til satsstørrelsen og varmeovergangen. Kjøl-ingen skal i hvert tilfelle avpasses slik at krystallisasjonen er avsluttet i løpe<+> av maksimalt 30 minutter, fortrinnsvis i løpet av 5 - 20 minutter.

En mulighet for å påskynde utkrystalliseringen er tilsetningen av perboratstøv til blandingen av smelte og vann. Derved innledes krystallisasjonen spontant, hvorved et stort antall av meget fine krystallkim dannes.

Vekts forholdet av vann til smelte har forsåvidt en innflytelse på volumvekten av perboratkornene som mengden av det i kryst allisatet innesluttede vann derved kan påvirkes. For å oppnå den ønskede volumvekt på ca. 0,500 kg/l skal krystallisatet inneholde minst 15%, fortrinnsvis mellom 20 og 30% vann, beregnet på krystallisatvekten. Der består omtrent følgende sammenheng mellom volumvekten og mengden av innesluttet vann.

Vannmengden kan ikke økes ubegrenset da kornene ved for høy vanntilsetning ikke lenger er tilstrekkelig avgnidningsbestandige. Istedenfor vann kan også den ved sentrifugering erholdte morlut, som fremdeles inneholder oppløst perborat, og som dessuten har den fordel å være foravkjølt, anvendes.

Det har videre overraskende vist seg at vannmengden som skal tilsettes til perboratsmelten, kan reduseres med bibeholdelse av volumvekten for produktet, når vannet tilsettes overflateaktive stoffer og/eller fosfater og/eller silikater. Dette har den fordel at mindre vann må fjernes fra kornene ved tørringen, hvorved energi-utgiftene kan reduseres. Tilsetningen av overflateaktive stoffer, resp. fosfat, bør minst utgjøre 0,2%, fortrinnsvis ca. 0,4-0,6%, ved silikat minst 1%, fortrinnsvis 2-3%, Si02, beregnet på den tilsatte vannmengde. En ytterligere økning av tilsetningen gir i alminnelighet ingen forbedring i volumvekt. Virkningen av disse stoffer beror på at de begunstiger kimdannelsen og således forhindrer krystallveksten, hvorved antallet kim økes.

Smeltningen av perboratet bør utføres ved lavest mulig temperatur for å unngå oxygentap. Dessuten kan perboratet under smeltningen tilsettes aktiv oxygenstabilisatorer, fortrinnsvis fast magnesium-sulfat. Av økonomiske grunner lønner det seg å anvende sentrifugefuktig perborat som utgangsmateriale og minske vanntilsetningen til smeiten tilsvarende. således unngåes en særskilt tørring av det sentrifugefuktige perborat. Det efter krystallisasjonen erholdte produkt er oppsmulderbart og praktisk talt tørt utvendig. Tørringen for å utdrive det i kornene innesluttede vann, kan utføres på kjent vis, f.eks. i en vibrasjonstørker eller i hvirvelskikt„ For at det innesluttede vann skal fjernes praktisk talt kvantitativt, er en lengre tørretid ved lavere temperaturer å foretrekke fremfor en kort tørring ved høyere temperaturer. Tørretemperaturer på ca. 40 - 60°C, fortrinnsvis 4o - 50°C, er de gunstigste.

Når der ønskes et granulat med snever kornstørrelsefordeling, er det å anbefale før tørringen å anvende en ytterligere formning. Dette kan skje i en av de vanlige granuleringsanordninger. Særlig fordelaktig er formningen i en granuleringsmaskin, hvori perboratet presses gjennom en utløpsåpning foran hvilken der roterer et med hull forsynt skjærehode, som skjærer av en bestemt mengde av det tilførte materiale.

Det ved foreliggende fremgangsmåte fremstilte perboratgranulat har foruten en god oppløselighet og den ønskede volumvekt, en god avgnidningsbestandighet. Den siste bestemmes på følgende måte: I en med blykuler av 5 mm diameter halvt fylt sylinder som roterer med 145 omdreininger pr. minutt, behandles en prøvemengde av perborat som på forhånd er siktet på en DIN 30-

sikt, i 15 minutter. Derpå siktes igjen. Prosentinnholdet av dannet fint materiale under 0,053 mm er avgnidningen.

Med dette forsøk gir de ifølge oppfinnelsen fremstilte korn en avgnidning på 10%, i motsetning til de med bindemiddel granulerte produkter med en avgnidning på ca. 20-25%, idet sikten for avgnid-ningsprøven alltid må avpasses efter det midlere korntverrsnitt.

Perborat granulat er må ikke bare utmerke seg ved en lav volumvekt og ved avgnidningsbestandighet, men de må heller ikke bakes sammen ved lagring. Lagringsdyktigheten prøves som følger: I en istykkertagbar matrise innfylles en prøvemengde. Perboratet i matrisen blir så i et klimakammer ved 40°C i 100 timer utsatt for et trykk på o 2 kp/cm 2. Derefter åpnes matrisen igjen, og i tilfelle et presstykke er dannet, skjæres der av denne en terning og der bestemmes ved hvilken vekstbelastning den ødelegges.

Når den nødvendige vekstbelastning til ødeleggelse er ca.

1 kg/cm , betegnes lagringsdyktigheten som slett. Ved det ved foreliggende fremgangsmåte fremstilte granulat ligger den ved ca. 100 g/cm .

Eksempel 1

I en smelteskrue ved 73°c ble 30 kg natriumperborattetrahydrat som var tilsatt 0,3 kg MgSO^.7 H20, smeltet. I en åpen blander med horisontalt blandeverk, gjennom hvis kjølekappe (kjøleflate ca.

1,7 m ) løp ca. 1,2 m<J>/h kjølelake med temperatur på -12 C, ble der samtidig i én påhelning innført 30 kg av perboratsmeiten og 9 kg vann. Blandingen ble fortsatt, efter 2 minutter begynte krystallisasjonen som var avsluttet efter ytterligere IO minutter. Det dannede finkrystallinske produkt hadde et innhold på innesluttet vann på 19,6% i motsetning til den teoretiske verdi på 22,9%, beregnet på den opp-rinnelige tilsatte vannmengde, dvs. en brøkdel av vannet var for-dampet .

Efter tørring i hvirvelskikt ved en temperatur av tørreluften på 40 - 50°C fikk man 26,5 kg granulat. Det samtidig dannede støv ble tilbakevunnet i en syklon innsjaltet efter tørreren, og ble kvantitativt ført tilbake i prosessen.

Kornfraksjonen med en gjennomsnittsdiameter på 0,5 mm ble fra-siktet. Volumvekten utgjorde 0,50 kg/l. Ved den ovenfor beskrevne prøve ble avgnidningen bestemt til 11%.

Til videre formning ble 37 kg av det således fremstilte natriumperborattetrahydrat, som oppviste en fuktighet på 19,6%, granulert i en granuleringsmaskin.

Efter tørring i sveveskikt fikk man 26,5 kg granulat med et tverrsnitt opptil 1,3 mm og en midlere partikkelstørrelse på ca.

0,5 mm. Volumvekten utgjorde 0,50 kg/l, og avgnidningen ble bestemt til 11%. Perboratgranulatet hadde et aktivt oxygeninnhold på ca. 10,4%, dvs. oxygentap opptrer praktisk talt ikke.

Eksempel 2

Som beskrevet i eksempel 1, ble 9 kg vann, 27 kg perboratsmelte som var tilsatt 0,27 kg MgSO^-7H20' og ^ kg støv fra en forutgående sats blandet i blanderen under kjøling. Krystallisasjonen begynte efter 1,5 minutter og var avsluttet i tilsammen 11 minutter. Efter krystallisasjonen hadde det finkrystallinske produkt et innhold av innesluttet vann på 21%.

Det utvendig praktisk talt tørre pro^SuTct^ble i et kommersielt malingsapparat brakt på en kornstørrelse på 0,5 mm<raderpå tørret i hvirvelskikt ved temperaturer mellom 4o og 50°C.

Man fikk 26,5 kg granulat med en volumvekt på 0,49 kg/l og en avgnidning på 10%.

Eksempel 3

28 kg sentrifugefuktig perborat med et innhold av vedheftende vann på 4%, ble i en smeltesnekke tilsatt 0,27 kg MgSO^.7 P^O ogl smeltet ved 73°C. Smeiten ble som beskrevet i eksempel 1, blandet i en åpen blander under kjøling med 6,5 kg morlut av 3°C, som inne-holdt 5 g oppløst -natriumpérborat pr. liter, og som var blitt tilsatt 36 g natriumhexametafosfat, dvs. 0,5%, beregnet på den i blandingen tilstedeværende vannmengde, under samtidig tilsetning av 3 kg per-boratstøv.

Under hensyntagen til den vannmengde som heftet ved det sentrifugefuktige perborat og det perborat som er tilstede i morluten, får man et vanninnhold av blandingen på 20,1% sammenlignet med 23,1% ved de to foregående eksempler.

Krystallisasjonen begynte efter 1,5 minutter og var stort sett avsluttet efter ytterligere 9, 5 minutter. Det finkrystallinske produkt hadde et innhold av innesluttet vann på 17,5%. Det ble, som beskrevet i eksempel 1, formet i en granuleringsmaskin til et granulat med en midlere kornstørrelse på 0,4 mm, og derpå tørret i hvirvelskikt ved temperaturer på 4o-50°C.

Det erholdte granulat hadde en volumvekt på 0,49 kg/l og en avgnidning på 13%.

Ved gjentagelse av forsøket med en tilsetning av "Marlopon AT 50'

(Triethanolamintet rapropylenbenzensulfonat) istedenfor natriumhexametafosfat fikk man de samme resultater.

Eksempel 4

Som beskrevet i eksempel 1, ble 13,5 kg morlut av 3°C, som inne-holdt 5 g perborat pr. liter, 1,7 kg vannglass med et innhold av Si02 på 26%, 30 kg perboratsmelte og 3 kg perboratstøv samtidig inn-ført i blanderen og tillatt å utkrystallisere under fortsettelse av kjølingen og blandingen. Vanninnholdet av perborat-vannblandingen utgjorde altså 29,8%. Krystallisasjonen begynte efter 1,5 minutter og var avsluttet efter 13 minutter. Efter krystallisasjonen hadde produktet et innhold av innesluttet vann på 27,5%.

Krystallisatet ble formet videre i en granuleringsmaskin og tørret i hvirvelskikt ved temperaturer mellom 40 og 50°C. Man fikk 28,8 kg granulat med en gjennomsnittlig kornstørrelse på 0,5 mm, en volumvekt på 0,46 kg/l og en avgnidning på 9%. 4,2 kg støv ble gjen-vunnet i syklonen på tørreren.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av et avgnidningsbestandig, granulert natriumpérborat-tetrahydrat med lav volumvekt, ved inne-slutning av vann under krystallisasjonen og påfølgende tørring av de erholdte krystallagglomerater, karakterisert ved at man i en åpen blander gjennom hvis mantel der sirkuleres et kjøle-medium, innfører smeltet natriumpérborat-tetrahydrat og under stadig omrøring tilsetter så meget vann at det utkrystalliserte natriumpérborat -tet rahydrat inneholder minst 15%, fortrinnsvis 20 - 35%, innesluttet vann, og at man lar blandingen, mens den fortsatt omrøres og avkjøles, krystallisere så hurtig at utkrystallisasjonen er avsluttet i løpet av maksimalt 30 minutter, fortrinnsvis 5-20 minutter. ■

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vannet tilsettes overflateaktive midler og/eller fosfater og/eller silikater, for å redusere mengden av det vann som må tilsettes.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at de overflateaktive stoffer, henholdsvis fosfatet, tilsettes i en mengde på minst 0,2%, fortrinnsvis 0,4 - 0,6%, og at silikatet tilsettes i en mengde på minst 1%, fortrinnsvis 2-3% SiO^, beregnet på mengden av tilsatt vann.