NO821853L - Vaskepulver. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører generelt vaskemidler. Mer spesielt vedrører den vaskepulvere med forbedret løselighet, samt fremgangsmåte for fremstilling av slike.

Blant de vanlige problemer som påtreffes i vaskemiddelblan-dinger er produktets løselighet, stabilitet og frittstrømmende egenskaper. Vaskepulvere som har en eller flere av ønskede egenskaper er f.eks. sammensatt slik som beskrevet i US-patent-skrift 3 600 317 som åpenbarer et frittstrømmende, ikke-kakedannende oppvaskmiddel hvor det anvendes aluminiumacetat som én av de essensielle ingredienser. Imidlertid lider slike blandinger fremdeles av en relativt høy grad av uløselig rest, hvilket avsløres av de tester som heri beskrevet. Løselighet av produktet i vann er, må det understrekes, et viktig kriterium for produktets, akseptabilitet hos forbrukeren, såvel som i in-dustrien.

Uløselig rest manifesteres vanligvis i form av adskilte partikler eller som en opak film på overflaten av middagsser-vise, hvilket gjør dette lite pent å se på, med flekker og/eller filmer som er særlig fremtredende på den glatte overflate av slike gjenstander som drikkeglass, middagstallerkener osv. I tillegg til de estetiske aspekter kan en sterk oppbygning av uløselig produktrest over en tidsperiode forårsake tilstopping av sprøytedysene og/eller filterne i oppvaskmaskinen, hvorved den optimale ydelse av oppvaskmaskinen nedsettes. Når det ulø-selige materiale skyldes nedbrytning av silikater, påvirkes også glaseringen på porselen, beskyttelsen av metalloverflater og vaskeevnen sterkt.

Videre krever fremstilling av vaskepulvere ved en konven-sjonell aglomereringsprosess de trinn som innbefatter flere gan-gers sikting og sats-kondisjonering, noe som er energi- og tidkrevende. Bruk av en mekanisk blandeprosess, slik den anvendes i foreliggende oppfinnelse, reduserer på den annen side de før nevnte energi- og tidkrevende trinn, og derved tilbys det en margin for prisreduksjon, øket produktivitet og energibesparin-ger i tillegg til at det produseres et bedre produkt.

Det er følgelig et formål med foreliggende oppfinnelse å overvinne eller redusere ulempene ved de fremgangsmåter som er kjent fra teknikkens stand.

Det er et annet formål å tilveiebringe en fremgangsmåte

for å lage mekanisk blandede vaskepulvere med forbedret løse-lighet.

Et ytterligere formål er å produsere vaskepulvere som har god stabilitet og frittstrømmende egenskaper.

Andre formål og fordeler vil fremtre etterhvert som beskri-velsen leses.

Oppnåelsen av de ovennevnte formål gjøres mulig i og med foreliggende oppfinnelse, som inkluderer å blande ca. 10 - 60 vektprosent av en bygger, ca. 0,6 - 6 vektprosent av et overflateaktivt middel, ca. 20 - 50 vektprosent av et alkalisk middel, 0 - ca. 70 vektprosent fyllstoff, ca. 10 - 30 vektprosent av fastalkalimetallsilikat og et blekemiddel utvalgt fra gruppen av forbindelser som inneholder aktivt klor eller oksygen hvor det tilveiebringes ca. 0,4 - 1,5% tilgjengelig klor eller ekvivalenten derav, i en slik rekkefølge at tilsetningen av al-kalimetallsilikatet gjøres etter eller i kombinasjon med det alkaliske middel, idet det resulterende produkts pH-verdi er ca.t0,4 eller høyere ved ca. 0,25% produktbrukskonsentrasjon.

Ved fremstillingen av vaskepulvere i henhold til foreliggende oppfinnelse er rekkefølgen av råmaterialtilsetningen og pH-verdien kritiske. Akseptable løselighetsverdier oppnås ved en sluttprodukt-pH på ca. 10,4 eller mer ved en brukskonsentrasjon på ca. 0,25%. For å oppnå akseptabel produktløselighet krever blandingsrekkefølgen at det faste silikat tilsettes etter at en alkalisk mix som omfatter en eller flere av komponentene fra gruppen som består av en bygger, et overflateaktivt middel, et fyllstoff og et alkalisk middel, fortrinnsvis natriumkarbonat er godt blandet. Det faste silikat kan også tilsettes sammen med natriumkarbonatet etter innblanding av det overflateaktive middel. Eventuelle ingredienser, f.eks. farvestoffer, lysgjørende midler, amylolytiske og proteolytiske enzymer, duft-midler og lignende, kan blandes på hvilket.som helst tidspunkt under prosessen, men fortrinnsvis etter tilsetningen av silikater. Klorgivere eller andre blekemidler tilsettes best ved slutten.

En typisk vaskemiddelblanding som indikerer ingrediensene

og deres relative andeler som anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse, er angitt i tabell 1.

Byggere av forskjellige typer, organiske, uorganiske, ione-byttere, fosfat- og ikke-fosfatholdige, f.eks. natriumkarbonat, trinatriumfosfat, tetranatriumpyrofosfat, natriumaluminiumsilikat, natriumtripolyfosfat, natriumcitrat, natriumkarboksymetyloksy, suksinat, nitriltriacetat, aluminiumsilikater o.l. er velkjente på området, og hvilke som helst av dem som er egnet for en vaskemiddelblanding kan anvendes. Vi foretrekker å anvende vannfritt natriumtripolyfosfat fra gruppen av fosfatholdige byggere og trinatriumkarboksymetyloksysuksinat eller natriumcitrat fra ikke-fosfatgruppen av byggere (se eksempler nedenunder for spe-sifikke resepter). Det skal bemerkes at når vannfritt natrium-tripolyf osf at anvendes, tilsettes nok vann til i alt vesentlig å hydratisere alt det vannfrie fosfat. Denne vanntilsetning er ikke nødvendig når de ikke-fosfatholdige byggere som er nevnt ovenfor anvendes, i hvilket tilfelle natriumsulfat erstatter vann.

Likeledes er overflateaktive midler eller fuktemidler av forskjellige typer, anioniske, ikke-ioniske, kationiske eller amfotære, f.eks. alkylsulfat, etoksylert alkohol, alkanolamider, såper, lineært alkylatsulfonat, alkylbenzensulfonat, lineært-alkohol-alkoksylat, etylenoksyd-propylenoksyd-blokkpolymerer og lignende, velkjente på området, og hvilke som helst av dem som er egnet for en vaskemiddelblanding kan anvendes. Vi foretrekker å anvende den ikke-ioniske type fra "Pluronic"-serien av etylenoksyd/propylenoksyd-blokkpolymerer eller fra "Polyter-gent"-gruppen av lineær-alkohol-alkoksylater. Det kan imidlertid bemerkes at i et oppvaskmiddel kreves ikke-skummende eller lavtskummende vaskemidler brukt alene eller i kombinasjon med et antiskummemiddel (f.eks. monostearylsyrefosfat, stearinsyre osv.) fordi vaskemidler som skummer kan resultere i at maski-nen skummer over.

Alkaliske midler er her definert som slike forbindelser som er utvalgt fra gruppen som består av alkalimetallkarbonat,

-bikarbonat, -hydroksyd og blandinger derav.

Blant de blekende og klorgivende eller aktivt-klorholdige substanser som er egnet for bruk i en vaskemiddelblanding, kan nevnes slike oksydanter som har evne til å få.sitt oksygen eller klor frigjort i form av fritt elementært oksygen eller klor under slike betingelser som normalt anvendes for vaske/bleke-formål, f.eks. kaliumpersulfat, ammoniumpersulfat, natriumperborat, natriumperborat i kombinasjon med en aktivator, f.eks. natriumacetoksybenzensulfonat, N,N,N',N<1->tetra-acetyletylendia-min eller N,N.N<1>,N'-tetra-acetylglykoluril, lauroylperoksyd, natriumperoksyd, ammoniumdipersulfat, kalsiumdiklorisocyanurat, natriumdiklorisocyanurat, klorinert trinatriumfosfat, kalsium-hypokloritt, litiumhypokloritt, monokloramin, diloramin, nitro-gentriklorid, [(monotriklor)-tetra-(monokalsiumdiklor)]-penta-isocyanurat, 1,3-diklor-5,5-dimetylhydantoinparatoluensulfon-dikloramid, triklormelamin, N-klormelamin, N-klorsuksinimid, N,N<1->diklorazodikarbonamid, N-kloracetylurea, N,N'-diklorbiuret, klorinert dicyandiamid, triklorcyanursyre, og diklorglykoluril. Egnede klorfrigjørende midler er også åpenbart i ACS Monogram med tittelen "Chlorine Its Manufacture, Properties and Uses" av Sconce, publisert .av Reinhold i 19 62, og kan anvendes ved utførelsen av denne oppfinnelse. Vi foretrekker å anvende natriumdiklorisocyanurat (Clearon) i de resepter som her er åpenbart.

Fyllstoffer er også velkjente på området. Vi foretrekker

å anvende natriumsulfat, men andre, f.eks. natriumklorid osv., kan likeledes anvendes.

For å bestemme løseligheten til det fremstilte produkt

ble tester utført ved å tilsette 2,5 g av testblandingen til 1000 ml destillert vann oppvarmet til ca. 38°C i et 1500 ml begerglass. Det oppvarmede vann ble omrørt kontinuerlig i 7 minutter, idet hastigheten til røremotoren ble justert til mellom 150 og 160 opm. og høyden på rørerbiadet (ca. 44,5 mm diameter - 30°-45° stigning) ble holdt ca. 25 mm fra bunnen av be-gerglasset. Etter de 7 minutter ble røreren tatt vekk, og hvis noe uoppløst materiale viste seg å avsette seg i begerglas-set, ble blandingen omrørt med en rørestav slik at man fikk det uløselige materiale tilbake i suspensjon, og deretter blandingen umiddelbart filtrert ved hjelp av sug, gjennom en sort tøy-skive (±12,7 cm diameter) anbragt på den perforerte skive i en Biichner-trakt med passende størrelse. To til tre minutter etter at all den overførte væske i Biichner-trakten var passert gjennom det sorte klede, ble det sorte klede fjernet og mengden av rest, hvis noen, som var igjen på det sorte klede kvalita-tivt sammenlignet med et forutbestemt standardsett med de karakterer som er angitt i tabell 2.

Hvis mengden av rest på det sorte klede er større eller mindre enn på det forutbestemte standardsett, fastsettes en in-termediær karakter, f.eks. 0,5, 1,5 og lignende, basert på vi-suell sammenligning. Man må være omhyggelig med å bestemme lø-selighetskarakterene fordi på likevektbasis dekker finere partikler, slik som dem som oppnås av mekanisk blandede (tørrmix) produkter, et større overflateareal.og viser større kontrast (høyere karakter) enn en ekvivalent vekt av grovere partikler, f.eks. slike som oppnås av produkter av agglomerert type. Som en illustrasjon kan en representativ sammenligning utføres ved hjelp av å isolere forskjellige partikkelstørrelser (ved sikting) av et vann-uløselig materiale, f.eks. sand, for avset-ning på respektive sorte kleder i gravimetrisk ekvivalente mengder enten ved (a) direkte å veie 0,01 g av det uløselige materiale på det sorte klede for de forskjellige partikkelstørrel-ser, eller (b) ved vakuumfiitrering gjennom respektive sorte kleder 0,01 g av de uløselige partikler i form av en suspensjon.

Typiske karakterer oppnådd av randomiserte jurymedlemmer er vist nedenunder:

En bestemmelse av partikkelstørrelsen kan også bekvemt gjø-res under lav styrke av et ordinært mikroskop.

Løselighetsnedbrytningsstudier ble utført på prøveblandin-ger pakket i konvensjonelle pappesker innpakket med aluminium-folie. Studiet ble etterpå bekreftet i forseglede glasskrukker for å eliminere den eventuelle effekt på løseligheten av slike atmosfæriske variable som fuktighet og karbondioksyd. Løselig-hetsnedbrytningshastigheten for de forskjellige råmaterialtil-setningssekvenser ble vurdert som funksjon av temperaturen ved 1, 2, 3, 4 og 8 ukers lagring ved 52, 35, 27°C og omgivelsestem-peratur. Ved slutten av hver spesifiserte periode ble prøvene underkastet løselighetstesten som er beskrevet ovenfor, og løse-ligehetskarakterene ble bestemt.

For å bestemme den ønskelige rekkefølge av å blande forskjellige ingredienser ble løselighetskarakterer for tørrblan-dede produkter fremstilt ved å endre sekvensen av tilsetning av forskjellige komponenter, som angitt i tabell 3, utført. Vanligvis ble det laget en 1 - 2 kg sats av produktet. Blandingen ble foretatt i laboratoriet ved anvendelse av en kommersiell kakemikser, f.eks. en Kitchen Aid eller en Twin Shell labora-t or ie-bl ander.

Prosessen består i sin essens av fire hovedtrinn:

(a) Fremstilling av en tørr sats ved å blande vannfritt natriumtripolyfosfat eller en annen bygger med natriumsulfat og en annen eller flere andre komponenter som angitt under overskriften "Tørrsats" i tabell 3; (b) Tilsetning av en "premix" som omfatter ikke-ionisk overflateaktivt middel og vann, om nødvendig, til den tørre sats mens den tørre sats røres (vann vil f.eks. trenges når vannfritt natriumtripolyfosfat anvendes som bygger, mens "premixen" vil bli laget av bare det ikke-ioniske overflateaktive middel uten vann når natriumcitrat eller natriumkarboksymetyl-oksysuksinat anvendes som bygger); (c) Grundig blanding av produktet som er oppnådd etter trinn (b) med natriumkarbonat eller et annet alkalisk middel; og (d) fremstilling av en sluttblanding ved å blande det produkt som er oppnådd etter trinn (c) med fast silikat, klor-giver og andre komponenter som angitt i tabell 3. Løselighets-karakterene for forskjellige produkter fremstilt ved forskjellige sekvenstrinn og deres lagringsstabilitet under forskjellige temperaturbetingelser er angitt i tabell 4. Bestemmelse av høytflytende og ikke-kakedannende egenskaper gjøres ved den konvensjonelle visuelle observarsjon.

Resultatene i tabell 4 indikerer at de rekkefølger av rå-materialtilsetning, nemlig sekvensene B og C, gir et frittstrøm-mende, ikke-kakedannende pulver som bevarer akseptabel løselig-het selv etter 2 måneders lagring, hvis tilsetningen av silikat gjøres etter eller i kombinasjon med et alkalisk middel, f.eks. natriumkarbonat, til blandingen. Resultatene viser videre at et basiskrav for å oppnå et stabilt, løselig produkt er å redusere direkte kontakt mellom ikke-ionisk/I^O-premixen og de faste silikater til et minimum.

Uten å være bundet av noen teori postuleres det at ikke-ionisk/f^O-premixen, som er svakt sur (pH = 2,5 - 3,0) kan ha en destabiliserende effekt på det alkaliske faste silikat som sannsynligvis desintegrerer under sure betingelser og frigjør uløselig silisiumdioksyd, hvilket identifiseres ved røntgendif- fraksjonsstudier. Denne effekt viser seg å være spesifikk for fase silikater. Innlemmelse av natriumkarbonat i blandingen, før tilsetningen av faste silikater, tjener forskjellige formål. Bortsett fra sin relativt begrensede funksjon som bygger tilveiebringer natriumkarbonat alkalitet og fylde til tørrpul-versatsen og nøytraliserer den sure ikke-ionisk/H20-premix såvel som tilveiebringer en fysisk barriere mellom den flytende premix og det faste silikat. Sekvens B er imidlertid å fore-trekke fremfor andre sekvenser fordi denne sekvens tilbyr den ytterligere fordel å ikke interferere med det tilgjengelige vann som trenges for å hydratisere tripolyfosfatet siden natriumkarbonat, som absorberer vann, tilsettes etter den vandige premix, men før innlemmelsen av det faste silikat. Det skal imidlertid bemerkes at løseligheten til blandingen er en funksjon av systemets pH og ikke av typen av alkalisk middel som anvendes. Selv om natriumkarbonat foretrekkes som et alkalisk middel, kan derfor andre alkaliske midler, f.eks. natriumhydrok-syd, natriumbikarbonat osv., like godt anvendes når bare pH-verdien til sluttproduktet (0,25% løsning) er -10,4. Forholdet mellom pH-verdien og produktløseligheten for tørrmixede blandinger hvor det anvendes fast silikat (Britesil H-20 eller H-24) natriumtripolyfosfat og natriumkarbonat, er vist i tabell 5.

Nærværet av aluminiumacetat, slik det læres av US-patent

3 600 316, viste seg å være skadelig for produktets løselighet. Tabell 6 viser effekten av aluminiumacetat på løselighetskarak-terende til foretrukne produkter i henhold til US-patent 3 600 316 og i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Resultatene indikerer at dårlige løs.elighetskarakterer oppnås når aluminiumacetat anvendes i blandingen. Det skal bemerkes at i henhold til foreliggende oppfinnelses lære oppnås et løselig, frittstrømmende, ikke-kakedannende, tørrmix-vaskepulver uten anvendelse av aluminiumacetat. Det kan også påpekes at selv om sterkt alkalisk og mer løselig metasilikat kan anvendes ved fremstilling av et vaskepulver i henhold til foreliggende oppfinnelse, foretrekker vi å anvende mindre toksisk Britesil H-20, H-24, C-20 eller C-24.

De følgende eksempler vil mer fullstendig illustrere ut-førelsesformene av oppfinnelsen. Alle deler og mengder som det er referert til her og i de vedlagte krav er i vekt med mindre.

annet er angitt.

EKSEMPEL I

Et frittstrømmende, ikke-kakedannende, tørrmix-, fosfat-holdig automatisk oppvaskpulverpreparat oppnås ved å benytte sekvensen og mengdene for blanding av ingredienser som er angitt i tabell 7.

Et ønskelig produkt med løselighetskarakterer mellom 0 og

1 etter 2 måneders lagring oppnås ved først å fremstille en tørr sats ved å mixe det vannfrie natriumtripolyfosfat og na-triumsulfatet i de mengder som er vist i tabell 7. Den tørre sats blandes deretter med en premix fremstilt ved å mixe det ikke-ioniske overflateaktive middel med vann i de angitte mengder (tabell 7). Natriumkarbonat tilsettes nå til blandingen

som resulterer fra blandingen av den tørre sats og premixen, og komponentene blandes igjen grundig. Deretter tilsettes natriumsilikat og blekemidlene (kloringsmidlene) og andre eventuelle komponenter, f.eks. duftstoffer, farvemidler osv., og sluttproduktet oppnås ved grundig mixing av alle ingredienser.

EKSEMPEL II

Et frittstrømmende, ikke-kakedannende, tørrmix-, ikke-fos-fatholdig (citratholdig) automatisk vaskepulverprodukt oppnås ved å benytte sekvensen og forholdet for blanding av ingrediensene slik det er angitt i tabell 8.

EKSEMPEL III

Et frittstrømmende, ikke-kakedannende, tørrmix-, ikke-fos-fatholdig (CMOS) automatisk vaskepulverpreparat oppnås ved å benytte sekvensen og forholdet for blanding av ingrediensene som angitt i tabell 9.

Det skal forstås at enten en sats- eller kontinuerlig ope-rasjonsmetode som anvender konvensjonelt utstyr eller maskiner og sprøyte- eller dryppemetode for innblanding av premixen i den tørre sats osv., bekvemt kan anvendes ved utførelse av denne oppfinnelse. Dessuten kan blandingene produseres i forskjellige former og størrelser, f.eks. som granulat eller tabletter, og slike blandinger er innen oppfinnelsens ramme.

Det skal også forstås at eksemplene og utførelsesformene som her er beskrevet bare er for illustrerende formål og at di-verse modifikasjoner eller endringer i lys derav vil være an-tydet for fagmannen på området og skal inkluderes innen ånden og rammen for foreliggende søknad og rammen av de medfølgende krav.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et pulverformig vaskemiddel med forbedret løselighet, karakterisert vedå blande ca. 10 - 60 vektprosent av en bygger, ca. 0,6 - 6 vektprosent av et overflateaktivt middel, ca. 20 - 50 vektprosent av et alkalisk middel,

0-70 vektprosent av et fyllstoff, ca. 10 - 30 vektprosent av et fast alkalimetallsilikat og et blekemiddel utvalgt fra gruppen som består av aktivt klor- eller oksygenholdige forbindelser som tilveiebringer ca. 0,4 - 1,5% tilgjengelig klor eller ekvivalenten derav, i en slik rekkefølge at tilsetningen av al-kalimetallsilikatet gjøres etter eller i kombinasjon med det alkaliske middel, idet pH-verdien til det resulterende produkt' er ca. 10,4 eller høyere ved ca. 0,25% produkt-brukskonsentrasjon.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: (1) å fremstille en silikatfri alkalisk blanding bestående av bygger, overflateaktivt middel, alkalisk middel og fyllstoff; og (2) deretter å blande nevnte blanding med det faste alkalimetallsilikat og blekemiddelet.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: (1) å fremstille en alkalisk blanding som består av byggere, alkalisk middel, fyllstoff og det faste alkalimetallsilikat; og (2) deretter å blande nevnte blanding med det overflateaktive middel og blekemiddelet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat det som nevnte silikat anvendes et disilikat•som har et Na20:SiC^-forhold på fra ca.

1:2 til ca. 1:2,4.

5. ' Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat det anvendes en bygger som er utvalgt fra gruppen som består av vannfritt natriumtripolyfosfat, natriumcitrat, trinatriumkarboksymetyloksysuksinat, nitriltriacetat og blandinger derav.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert vedat byggeren anvendes i en mengde av ca. 24%.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat det overflateaktive middel tilsettes som en premix av vann og et ikke-ionisk fuktemiddel hvis byggeren er et vannfritt salt av natriumtripolyfosfat.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7,karakterisert vedat det anvendes en vann-mengde som er tilstrekkelig til praktisk talt fullstendig å hydratisere alt det vannfrie natriumtripolyfosfat.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 7,karakterisert vedat det anvendes et ikke-ionisk fuktemiddel som er utvalgt fra gruppen som består av etylenoksyd-propylenoksyd-blokk-kopolymerer, lineære alkoholalkoksylater og blandinger derav.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: (1) å fremstille en silikatfri blanding bestående i alt vesentlig av, i vektprosent av det ferdige produkt, ca. 24% vannfritt natriumtripolyfosfat, ca. 15% natriumsulfat,.ca. 35% natriumkarbonat, og en premix fremstilt ved å tilsette ca. 8% vann til ca. 3% av et ikke-ionisk overflateaktivt middel utvalgt fra gruppen som består av polyoksyetylen-polyoksypropylen-blokk-kopolymerer og lineære alkoholalkoksylater; og (2) deretter å blande nevnte blanding med ca. 13,8% natriumsilikat og ca. 1,5% natriumdiklorisocyanurat.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: (1) å fremstille en silikatfri blanding som i alt vesentlig består av, i vektprosent, ca. 24% av en bygger utvalgt fra gruppen som består av. natriumcitrat og trinatriumkarboksymety loksysuksinat, ca. 16% natriumsulfat, ca. 35% natriumkarbonat, ca. 4,5 - 6% ikke-ionisk overflateaktivt middel og ca. 3% na- . triumpolyakrylat; og (2) deretter å blande nevnte blanding med ca. 13% fast natriumsilikat og ca. 1-2% natriumciklorisocyanurat.