NO144269B - Vaskemiddelblandinger. - Google Patents

Abstract

Vaskemiddelblandinger.

Description

Oppfinnelsen vedrører vaskemiddelblandinger som kan

være i pulver- eller væskeform.

I de senere år har den store vekst av planteliv (eutrofiering) i vassdrag og innsjøer voldt bekymring blant miljø-vern fork jempere. Det er blitt foreslått at denne vekst forårsakes av et overskuddsforråd av fosfor, som er et av de kjente plante-næringsmidler. Som et resultat av denne antagelse har det vært■

Øvet trykk på produsentene av vaskemiddelblandinger for å redusere eller eliminere fosforinnholdet i disse blandinger. Fosfor er til stede i disse blandinger som fosfater, som tilsettes som byggere til de vaskeaktive materialer. Uten spesiell behandling av kloakk passerer fosfatene fra husholdningen og andre steder hvor det vaskes,

til vassdragene hvor det hevdes at de forårsaker vekstøkning slik som bemerket ovenfor.

Oppfinnelsen tilveiebringer en vaskemiddelblanding som, selv om den ikke eliminerer nærværet av fosfor i en blanding, gjør det mulig å fremstille et produkt med redusert fosforinnhold.

Noen stater i USA er i ferd med å innføre lover som går ut på å redusere eller eliminere fosfor i vaskemiddelblandinger, og i Canada er det fremsatt et lovforslag som setter opp en øvre grense på 5% V2°5 i et ^skemiddelprodukt.

Trinatriumortofosfat (TSP) og andre alkalimetallsalter

av ortof osf orsyre, f. eks. Na2HP04 og Nal^PC^ har tidligere vært anvendt som komponenter i vaskemiddelblandinger. Anvendelsen av disse ortofosfater gir sammenlignbar bygging til tripolyfosfat på lavere fosfornivåer i produktet. Nivået i disse ortofosfater som kreves for effektivt å bygge et produkt som skal brukes ved en konsentrasjon på ca. 0,1 vekt/volum% i vaskevæsken er imidlertid stadig for høyt for å tilfredsstille de eventuelle ved lov fast-satte grenser (f.eks. i Canada) som skal oppsettes for fosforni-vået i vaskemiddelprodukter. Det er oppdaget at tilfredsstillende bygging kan oppnås for produkter som inneholder lavere ortofosfat-nivåer, hvis disse anvendes i forbindelse med spesifikke nivåer av alkalisalter. Oppfinnelsen muliggjør derfor fremstilling av produkter med akseptable vaskeevner sammen med fosfornivåer under de foreslåtte lovbestemte begrensninger.

Britisk patent nr. 1 242 886 beskriver såpestykker

for storvask som inneholder sulfonsyre og ortofosfat for å forbedre såpestykkets egenskaper. Bikarbonat kan også være til stede. I henhold til foreliggende oppfinnelse spesifise-

res imidlertid et annet alkalisk materiale enn bare bikarbonat.

J. Am. 0. Ch. Soc. 19 52 angir at natriumkarbonat kan tilsettes til fosfatholdige produkter for alkalitetens og pufringens skyld. I henhold til foreliggende oppfinnelse kreves det imidlertid spesifikke nivåer av ortofosfat og alkaliske materialer for at man skal få forbedret bygging ved lave fosfornivåer.

I den hensikt at ortofosfater anvendes effektivt i en vaskemiddelblanding, er det nødvendig at ortofosfatene er til stede, ved den aktuelle forbrukskonsentrasjon, i betydelig overskudd av den støkiometriske mengde som er nødvendig for å felle ut kalsium-ionene som er til stede i vaskevæsken. Selv om det ikke er meningen at oppfinnelsen skal begrenses av en spesiell arbeidsteori, har søkeren funnet at utfellingen av kalsiumfosfat er pH-avhengig.

Det antydes at overskuddet av ortofosfater som er nødvendig for effektiv bygging, kreves for å opprettholde vaskevæskens pH-verdi på en tilstrekkelig høy verdi til at det blir effektiv utfelling av kalsiumfosfat og således at det blir god vaskeevne. "Masse-virkningseffekten" til det støkiometriske overskudd av ortofosfater spiller bare en liten rolle ved bestemmelse av den endelige kalsiumionkonsentrasjon i væsken.

Oppfinnelsen foreslår at en vaskemiddelblanding inneholder i fosfor i en mengde som høyst tilsvarer den som inneholdes i ca. 15 vekt% vannløselige ortofosfat-salter. Det er nemlig funnet at en pH - ca. 9,2 er nødvendig for å senke kalsiumion-konsentrasjonen ved utfelling til 4 x 10 ^ g ioner pr. liter, og en enda lavere endelig kalsiumion-konsentrasjon resulterer (9,0 x 10 g ioner/liter) hvis pH-verdien er - ca. 9,7.

Vaskemiddelblandingen i henhold til oppfinnelsen består i alt vesentlig av: (I) 10-35 vekt% syntetisk-organisk overflateaktivt middel,

(II) 5-15 vekt% vannløselige ortofosfatsalter.

Det karakteristiske ved nevnte vaskemiddelblanding er at den også inneholder (III) 20-45 vekt% av ett eller flere alkaliske salter. Eksempler på slike salter er karbonater, nøytrale silikater, alkaliske silikater, borater, seskvikarbonater og blandinger derav. Det forutsettes imidlertid at et bikarbonat bare anvendes i blanding med andre alkaliske salter.

Ortofosfatene er fortrinnsvis i form av alkalimetallsalter av ortofosforsyre, f.eks. trinatrium-, dinatrium-hydrogen-, natriumdihydrogen- og kaliumsalter. Blandinger av disse salter kan anvendes for fremstilling av blandingen, og etter noen forarbeidelsesmetoder, f.eks. forstøvningstørkning, vil en blanding av disse salter være til stede.. Andre anvendelige salter er ammonium- eller alkylsubstituerte ammoniumsalter.

Blandingene i henhold til oppfinnelsen er av spesiell verdi når de anvendes i lave konsentrasjoner i vaskevæsken, dvs. ca. 0,1 til 0,2 vekt/volum%. Det maksimale nivå for P-jOj. (5%) som er foreslått av kanadisk lov, tilsvarer et nivå på 11,5% natriumortofosfat i blandingen.

Blandingen kan være flytende eller fast, og den faste blanding vil inneholde komponentene i enhver kjent form, f.eks.

flak, pulver, granulat, ekstruderte former og stykker. Blandingene vil inneholde noen eller alle de kjente andre ingredienser i tilleqq til byggeren og det vaskeaktive materialet. Således vil nøytrale salter, f.eks. natriumsulfat (fra 0 til 50 vekt%, fortrinnsvis 10

til 40%); blekesystemer, f.eks. peroksygenmaterialer (fra 0 til 30 vekt%, fortrinnsvis 10 til 20%), f.eks. perborater; smussbærende midler, f.eks. natriumkarboksymetylsellulose; fluorescerende midler og enzymer, være eventuelle komponenter. Det eller de vaskeaktive materialer vil bli utvalgt fra hvilke som helst av de kjente materialer , f.eks. av den syntetiske anioniske, kationiske, ikke-ioniske, zwitterioniske eller amfotære type. Eksempler på disse aktive materialer er angitt av Schwartz, Perry og Berch bind II av deres bok "Surface Active Agents and Detergents" (1958). Spesifikke eksempler er alkylarylsulfonater, alkansulfonater, sulfonerte olefiner og etoksylerte alkoholer. Andre vaskeevnebyggere , f.eks. salter av nitriltrieddiksyre, kondenserte fosfater, kan være til stede i blandingen.

Det er en ytterligere fordel ved blandingene som inneholder puffersalter, at konsentrerte løsningers

pH-verdi er lavere enn for lignende blandinger hvor det ikke er noe puffersalt til stede, selv om pH-verdien til de mer fortyn-

nede vaskeløsninger heves. Dette muliggjør at man lager produkter som vil være mindre risikobetonte hvis man ved et uhell skulle innta noe av produktet eller hvis det skulle komme i kontakt med øyet, og det gir allikevel effektiv vaskeevne. Natriumseskvi-karbonat har også et ytterligere foretrukket trekk ved det at det muliggjør fremstilling av tilfredsstillende ortofosfat-byggede pulvere med et høyere fuktighetsinnhold enn hva som er mulig for konvensjonelle pulvere. Derfor, selv om konvensjonelle ortofosfat-baserte pulvere har høy eksoterm løsningsvarme, hvilket fører til en økning i faren i tilfelle av oralt inntak som skyldes hurtig stig-ning i temperaturen i spiserøret, har blandinger som er basert på ortofosfatsalter, f.eks. trinatriumortofosfat, og natriumseskvikarbonat betydelig redusert løsningsvarme.

Blandingene kan fremstilles ved hvilken som helst av de kjente metoder, f.eks. ved tørrblanding eller forstøvningstørkning. Under forarbeidelsen kan det inntre reaksjon mellom sure og basiske grupper. således, hvis en vaskemiddelblanding som inneholder trinatriumortofosfat og natriumdikarbonat, er komponenter i en oppslemming som skal forstøvningstørkes, inneholder det resulterende pulver noe Na2HP0^ og seskvikarbonat på grunn av dannelse av HPO^ og CO^ ioner mens de er i det flytende medium.

Eksempler på blandinger i henhold til oppfinnelsenskal gis i det følgende for å illustrere, men ikke begrense, oppfinnelsen.

Eksempel I

Anvendelsen av alkalisk silikat i forbindelse med oppfinnelsen, illustreres ved hjelp av den ledsagende figur, som viser vaskeevnekurver an<q>itt som prosent av refleksjonen av det opprin-nelige, avlimede stoff. Kurvene gjelder fire blandinger hvor prosent ortofosfat ble variert, hvilket er vist på den horisontale akse B. Vaskeevnen som ble oppnådd med en spesifikk blanding, er vist på den vertikale akse A. Blandingene A, B, C, D og E var som følger:

Disse vaskeresultater ble oppnådd ved en driftskonsentra-sjon av produktet på 0,1%, og de andre testbetingelser var som føl-ger:

Disse resultater viser at mellom de spesifiserte grenser for natriumortofosfat i blandingen øker tilsetningen av minst 20% natriumsilikat vaskeeffekten i betydelig grad og gir blandinger som er sammenlignbare med natriumtripolyfosfat med hensyn til vaskeevne.

Eksempler på blandinger i henhold til oppfinnelsen er angitt i følgende tabell I:

Resten er natriumsulfat, fluorescerende midler, smussbærende midler, parfyme og vann.

Dodecylbenzensulfonat

Eksempel II

Blandinger som inneholder natrium-silikat og natriumseskvikarbonat som de alkaliske salter, ble fremstilt og testet ved bruk av de vaskebetingelser som er angitt i eksempel I. Blandingene og den vaskeevne som ble oppnådd med hver av dem, er gjengitt i tabell II. Det aktive materialet som ble brukt, var lineært dodecylbenzensulfonat i en mengde av 20 vekt%.

Det sees at blandingene med reduserte mengder av ortofosfat har vaskeevner som er sammenlignbare med kontrollblandingen.

Eksempel III

Eksempel II ble gjentatt ved bruk av natriumkarbonat

som et av de alkaliske salter. Blandingene som ble testet, og vaskeevnen er gjengitt i tabell III.

Blandingene med redusert mengde av ortofosfat sees å ha vaskeevner bedre enn kontrollprøven.

Eksempel 3V

Forstøvningstørkede pulvere ble fremstilt fra tre blandinger i henhold til oppfinnelsen og sammenlignet med et kom-mersielt pulver (som kontrollprøve) som inneholdt:

De tre blandinger A, B, C som ble testet, viste seg å ha vaskeevner som var sammenlignbare med det kommersielle pulver.

Eksempel V

Virkningen av noen blandinger i henhold til oppfinnelsen ved forskjellige pH-verdier ble undersøkt.

Den frie kalsiumionkonsentrasjon ble bestemt ved hjelp av en Corning Ca -selektiv elektrode etter utfelling ved hjelp av ortofosfatet (TSP). Det anvendte vann hadde konsentrasjoner av kalsium og magnesium som følgerr

Ca<++> 1,2 x 10 ^ g ioner/liter

Mg<++> 6,0 x 10~<4> g ioner/liter

Tabellen IV gjengir den frie kalsiumionkonsentrasjon etter utfelling.

Seskvikarbonatet gir redusert løsningsvarme i blandingen på pH av en 1% løsning, og løsningsvarmer er gjengitt for en seskvikarbonatblanding (B) og en blanding (A) som bare inneholdt

TSP.

Hver blanding inneholdt natriumdodecylbenzensulfonat.

Innblanding av karbonat og bikarbonat i løsningen gir fordelen med pH-pufring.

Andre blandinger i henhold til oppfinnelsen er gjengitt i tabell V.

Vann, salter (f.eks. natriumsulfat), parfymer, fluorescerende midler, smussbærende midler og andre hjelpemidler til 100%.

Eksempel VI

Det ble fremstilt to forstøvningstørkede blandinger

ved bruk av, som ortofosfatkomponent,

(I) trinatriumortofosfat og

(II) en 2rl molar blanding av Na2HPC>4 og NaH2P04.

De totale blandinger var (i vektdeler)

Komponentene ble blandet til en oppslemming som inneholdt 30% vann og forstøvningstørket slik at man fikk pulverpro-dukter. Produktene ble testet under de vaskebetingelser som angitt i eksempel I, ved anvendelse av en produktkonsentrasjon på 0,15%, og blanding (I) ga da en vaskeevneeffektivitet på 44% og blanding (II) en effektivitet på 43%. pH-verdien til blanding (I) beveget seg fra 10,2 til 10,1 under vaskingen, og pH-verdien til blanding

(II) beveget seg fra 9,8 til 9,7.

Anvendelsen av hydrogenortofosfatsalter som komponenter

i blandingen er et foretrukket trekk ved oppfinnelsen, spesielt blandinger av monohydrogen- og dihydrogensaltene som har en pH-verdi på ca. 7. Blandingen vil fortrinnsvis inneholde monohydro-genfosfatsalt og et dihydrogenfosfatsalt i et forhold på fra 3:1 til 3:2 fortrinnsvis ca. 2:1. Fullstendig nøytraliserte salter, f.eks. trinatriumsalter, er et alkalisk materiale, og anvendelsen av de delvis nøytraliserte forbindelser som utgangsmateriale gir bedre sikkerhetsmargin til prosessen.

Når et silikat er til stede i blandingen, er det ønske-lig å tilsette andre alkaliske komponenter til oppslemmingen før silikatkomponenten. Flokkulering av silikatkomponenten kan inn-treffe hvis dette trinn ikke anvendes. Oppslemmingen forstøvnings-tørkes deretter.

Claims (4)

1. Vaskemiddelblanding som inneholder fosfor i en mengde som høyst tilsvarer den som inneholdes i ca. 15 vekt% vannløseli-ge ortofosfatsalter, bestående i alt vesentlig av: (I) 10-35 vekt% syntetisk organisk overflateaktivt middel, (II) 5-15 vekt% vannløselige ortofosfatsalter, karakterisert ved at den i tillegg inneholder (III) 20-45 vekt% av et eller flere alkaliske salter utvalgt blant karbonater, nøytrale silikater, alkaliske silikater, borater, seskvikarbonater og blandinger derav, forutsatt at et bikarbonat bare anvendes i blanding med andre alkaliske salter.

2. Vaskemiddelblanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at ortofosfatsaltene utgjør 10-15 vekt% av blandingen.

3. Vaskemiddelblanding som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at orto-fosf atsaltet er et hydrogenortofosfat.

4. Vaskemiddelblanding som angitt i krav 3, karakterisert ved at hydrogenortofosfatet er en blanding av et monohydrogenortofosfatsalt og et dihydrogenortofosfatsalt i molforhold 3:1 til 3:2.