PL179871B1 - uformowanego makrostalego produktu czyszczacegoi uformowany makrostaly produkt czyszczacy PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

niowo czynne i ewentualnie dodatki i srodki pomocnicze, znamienny tym, ze: (A) do pojemnika o scianach przenikalnych dla promieniowania SER wprowadza sie do wewnatrz zloze czastek materialu surowcowego, przy czym przynajmniej czesc tego surowcowego materialu stanowi material uwodniony, w którym przynaj- mniej 35% wagowych zloza czastek stanowi material wybrany sposród weglanów metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicz- nych, wodoroweglanów, siarczanów, wodorosiarczanów, krzemianów, fosforanów, wodorotlenków, boranów i cytrynianów, z których wszystkie moga byc uwodnione lub bezwodne; (B) napromieniowywuje sie zloze czastek wprowadzonych w etapie (A) przez wystarczajacy czas, korzystnie do 24 godzin, promieniowaniem SER majacym czestotliwosc od 3 do 300 000 MHz o energii wystarczajacej dla spowodowania wzrostu tem- peratury przynajmniej czesci materialu surowcowego, a nastepnie przerywa sie napromieniowywanie surowcowego materialu i chlodzi sie, przy czym zloze czastek przeksztalca sie samoistnie w uformowany produkt, zwlaszcza w postaci tabletek lub bloku wewnatrz pojemnika, który to makrostaly produkt ma objetosc nie wieksza niz 1,20-krotnosc objetosci zloza czastek, z którego zostal utworzony. 22. Uformowany makrostaly produkt czyszczacy, zwlaszcza w postaci tabletki lub kostki, zawierajacy typowe skladniki sro- dków czyszczacych, w tym srodki powierzchniowo czynne i ewentualnie dodatki i srodki pomocnicze, znamienny tym, ze (A) zawiera: (1) przynajmniej 30% wagowych, bardziej korzystnie przynajmniej 50% lub jeszcze korzystniej przynajmniej 60% wago- wych skladnika wybranego sposród siarczanów metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicznych, lacznie z wodorosiarczanami, weglanów, lacznie z weglanami kwasnymi, krzemianów, ewentualnie uwodnionych w tym metakrzemianów, dikrzemia- nów i krystalicznych krzemianów warstwowych, zeolitów, fosforanów, lacznie ze skondensowanymi fosforanami, w tym piro- fosforanami i tripolifosforanami, wodorotlenków, boranów i cytrynianów z zalecanymi ogólnie solami metalu alkalicznego; i/lub (2) przynajmniej 5% wagowych, korzystnie przynajmniej 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 lub 90% wagowych, ale nie wiecej niz 98% wagowych skladnika wybranego sposród grupy materialów spelniajacych obydwa nastepujace warunki: (2.1.) material jest staly w 25°C i (2.2.) roztwór 10% materialu w wodzie, lub nasycony roztwór materialu w wodzie jezeli jego rozpuszczalnosc jest mniejsza niz 10% wagowych, przy 25°C ma wartosc pH nie wieksza niz 4, lub korzystnie nie wieksza niz 3,5, 3,0, 2,5, 2,0, 1,5, 1,0, 0,5 lub 0,1; .................................................. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest również uformowany makrostały produkt czyszczący, charakteryzujący się tym, że (A) zawiera:

(1) przynajmniej 30% wagowych, bardziej korzystnie przynajmniej 50% lub jeszcze korzystniej przynajmniej 60% wagowych składnika wybranego spośród siarczanów metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicznych, łącznie z wodorosiarczanami, węglanów, łącznie z węglanami kwaśnymi, krzemianów, ewentualnie uwodnionych w tym metakrzemianów, dikrzemianów i krystalicznych krzemianów warstwowych, zeolitów, fosforanów, łącznie ze skondensowanymi fosforanami, w tym pirofosforanami i tripolifosforanami, wodorotlenków, boranów i cytrynianów z zalecanymi ogólnie solami metalu alkalicznego; i/lub

179 871 (2) przynajmniej 5% wagowych, korzystnie przynajmniej 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 lub 90% wagowych, ale nie więcej niż 98% wagowych składnika wybranego spośród grupy materiałów spełniających obydwa następujące warunki:

(2.1.) materiał jest stały w 25°C i (2. 2.) roztwór 10% materiału w wodzie, lub nasycony roztwór materiału w wodzie jeżeli jego rozpuszczalność jest mniejsza niż 10% wagowych, przy 25°C ma wartość pH nie większą niż 4, lub korzystnie nie większą niż 3,5, 3,0, 2,5, 2,0, 1,5, 1,0, 0,5 lub 0,1; przy czym (B) przynajmniej 50% wagowych produktu stanowią substancje stałe przy 25°C i rozpuszczalne w wodzie przy 25°C, tworzące roztwory zawierające przynajmniej 10 gramów na litr rozpuszczonych stałych substancji chemicznych; i (C) po zanurzeniu przy 55°C w objętości wody stanowiącej przynajmniej dziesięciokrotność objętości produktu makrostałego, produkt makrostały rozpuszcza się, rozpada, względnie rozpuszcza się i rozpada, w przeciągu czasu po zanurzeniu, który nie jest dłuższy niż 0,050 min na centymetr sześcienny objętości makrostałego produktu, przy czym pojedyncze, nierozpuszczone cząstki, wykazują największy wymiar nie większy niż około 2,2 mm.

Korzystnie makrostały produkt wykazuje objętość porów w zakresie od 1 do 60% objętościowych produktu czyszczącego i zawiera przynajmniej około 60% wagowych materiału wybranego z grupy zawierającej siarczany sodu, potasu i magnezu, węglany, krzemiany, fosforany, wodorotlenki, borany i cytryniany.

Korzystnie makrostały produkt czyszczący zawiera:

(1) od 1 do 25% wagowych niejonowych środków powierzchniowo czynnych, i/lub (2) od 0,5 do 25% wagowych anionowych środków powierzchniowo czynnych, i/lub (3) od 1 do 15% wagowych łącznie kationowych i obojnaczych środków powierzchniowo czynnych, przy czym łączna ilość środków powierzchniowo czynnych nie przekracza 60% wagowych.

Korzystnie zawartość cytrynianów wynosi od 80 do 90% wagowych.

Najkorzystniej produkt czyszczący zawiera:

(1) od 1 do 90% wagowych krzemianów, i/lub, (2) od 2 do 80% wagowych fosforanów, i/lub, (3) od 2 do 40% wagowych wodorowęglanów, i/lub (4) od 2 do 70% wagowych wodorotlenków metalu alkalicznego, i/lub, (5) od 1 do 30% wagowych siarczanów wybranych z grupy składającej się z siarczanów sodu i magnezu, (6) od 1 do 95% wagowych cytrynianów, i (7) od 1 do 100% wagowych węglanów.

27. Produkt czyszczący według zastrz. 22, znamienny tym, że wykazuje objętość porów w zakresie od 5 do 40% objętościowych.

Jak stwierdzono powyżej, w obrębie materiałów makrociała stałego według wynalazku mieszczą się zarówno silne kwasy jak i silne zasady, jednakże należy zwrócić uwagę podczas wytwarzania takich makrociał stałych, ze względu na konwersję uprzednio stałych kwasowych i alkalicznych materiałów w materiałach surowcowych do częściowo stopionych lub rozpuszczonych faz podczas wytwarzania sposobu według wynalazku, iż egzotermiczna reakcja zobojętnienia pomiędzy reagującymi ze sobą tak uwolnionymi materiałami może spowodować niepożądane zakłócenia temperatury podczas poddawania materiału promieniowaniu SER. Istotną korzyścią procesu według wynalazku jest wyeliminowanie potrzeby stosowania dodatkowych etapów wstępnej obróbki, takich jak wstępne ogrzewanie, mieszanie surowego materiału, stosowania mieszanin fluidyzujących, pompowanie ogrzewanych płynów, lub ciągłe doprowadzanie strumieni gorącego powietrza poprzez komorę obróbki mikrofalowej lub falami radiowymi, jakkolwiek czasami mogą one być korzystne. Korzyść wynikająca z makrostałych tabletek i bloczków wytworzonych sposobem według wynalazku polega na wyeliminowaniu potrzeby stosowania etapu rozpuszczania lub etapu wstępnego zastosowania.

179 871

Makrostała tabletka lub bloczek mogą być wprowadzane bezpośrednio do przestrzeni czyszczącej, w której ten produkt jest stosowany bezpośrednio, zwłaszcza w przemysłowych i domowych zastosowaniach czyszczących, w szczególności w odniesieniu do prania i zmywania naczyń.

Zastosowane tutaj określenie „przestrzeń czyszczenia” ma obejmować przestrzeń, w której występuje kontakt pomiędzy powierzchnią stałą włączając w to tekstylia, oraz płynem, zawiesiną płynu lub pastowatą kompozycją czego rezultatem jest, iż część materiału zabrudzającego, którego obecność jest niepożądana na powierzchni stałej, jest przenoszona do kompozycji czyszczącej. Tak więc, przestrzeń czyszczenia może stanowić wannę lub wewnętrzną przestrzeń pralki lub maszyny do zmywania, strefę natryskiwania przemysłowej maszyny do mycia butelek, zlew do ręcznego mycia naczyń, podłogę lub ścianę i przestrzeń bezpośrednio otaczającą część przeznaczoną do czyszczenia, zewnętrzną powierzchnię przedmiotu stałego i przestrzeń bezpośrednio otaczającą część zewnętrznej powierzchni przeznaczonej do oczyszczenia i tym podobne. W wielu przypadkach, kompozycja czyszcząca jest dostarczana do przestrzeni czyszczenia ze zbiomiką który może stanowić zbiornik magazynowy w pralce, butelkę natryskującą wiadro ze szmatą na kiju lub tym podobne.

Makrostałe produkty czyszczące, jak opisano stosuje się do czyszczenia dowolnego z szerokiej rozmaitości materiałów wspomnianych powyżej. W szczególności, wiele z makrostałych produktów czyszczących według wynalazku jest dostosowane do użycia w urządzeniu dozującym i sposobie użycia jak opisano na figurach 4 i 6-9 i w tekście z kolumny 9 wiersz 47 do kolumny 16 wiersz 31 ponownego wydania patentu USA nr 32763 z 11 października 1988 na rzecz Fernholz i in., przy czym części tego opisu USA Re. 32763 są tutaj wprowadzone jako odniesienie, w kontekście zgodnym z niniejszym opisem, w szczególności określenia „odlewany bloczek” i tym podobne we wprowadzonych częściach opisu USA Re. 32763 mają być traktowane jako zastąpione niniejszym przez „makrostały produkt czyszczący” według wynalazku jak opisano powyżej, lub stały środek czyszczący zmodyfikowany przez wprowadzenie dodatkowego materiału do porowatego makrostałego środka czyszczącego według wynalazku jak opisano powyżej.

Porowate makrostałe środki wytwarzane według wynalazku są również przydatne w innych dziedzinach zastosowania. Na rynku występuje wiele środków czyszczących w postaci płynnej jako koncentraty lub tak zwane środki wzmagające czyszczenie, które mogą zawierać alkohol lub inne rozpuszczalniki organiczne. Po połączeniu z wodą przy użytkowaniu, w przypadku licznych takich środków czyszczących zachodzą takie niepożądane zjawiska jak rozdzielanie faz i wytrącanie soli lub osadzanie się w roztworze. Inne środki czyszczące zawierają dodatki uzupełniające lub wymagają zastosowania substancji z dużą zawartością wody dla utrzymania materiałów w roztworze podczas magazynowania, transportu, itd. Niedogodnością w tym przypadku jest kosztowny transport i konieczność stosowania dodatkowych materiałów opakowaniowych dla większych potrzebnych objętości produktu.

Niektóre z istniejących niedogodności znanych produktów czyszczących mogąbyć pokonane przez łączenie składników aktywnych tuż przed rozpuszczeniem i zastosowanie stałego środka czyszczącego, tak, że nie będzie zachodziła okoliczność umożliwiająca składnikom rozdział faz lub wytrącanie z roztworów. Makrostałe produkty według obecnego wynalazku są szczególnie przystosowane do tego rodzaju zastosowania, ponieważ jak opisano powyżej, niektóre z makrostałych tabletek lub bloczków utworzonych według procesu SER według wynalazku wykazują zauważalnie szybkie rozpuszczanie, lub połączenie rozpuszczania i mechanicznego rozpadu po wprowadzeniu do wody. Do obrotu mogą być wprowadzone dwuskładnikowe lub podwójne opakowania zawierające:

(A) makrostały produkt według wynalazku, jak opisano powyżej, (B) składnik płynny, który może ewentualnie zawierać rozpuszczone substancje stałe.

W zalecanym rozwiązaniu, makrostały produkt i składnik płynny są dodawane indywidualnie, lub są połączone i następnie dodawane do odpowiedniej ilości wody dla wytworzenia pożądanego roztworu czyszczącego dla szczególnego zastosowania czyszczącego tuż

179 871 przed zastosowaniem. Stosowane tu określenie „tuż przed użytkowaniem” ma wskazywać, że po połączeniu makrostałego składnika i składnika płynnego z wodą przy przygotowaniu do użycia, powstający środek czyszczący jest korzystnie stosowany w przeciągu czasu, który jest nie większy niż 480 minut, lub z preferencją wzrastającą w podanym porządku, nie większy niż 240, 120, 60, 30, 15, 5, 1, 0,50, 0,25, 0,10, 0,05, 0,025 lub 0,01 minut od momentu w którym składnik makrostały i składnik płynny zostały po raz pierwszy połączone z wodą.

Szczególna korzyść podwójnie opakowanego produktu polega na tym, że umożliwia on wprowadzenie pewnych płynów i rozpuszczonych substancji stałych do fazy płynu substancji czyszczącej, która ze względów praktycznych nie może łatwo być wprowadzana do składnika stałego. Dla ilustracji, substancje takie mogą obejmować płynne woski lub silikony, pożądane przykładowo w środkach czyszczących do podłogi.

Typowe uwodnione materiały, przydatne do stosowania w sposobie według wynalazku obejmują materiały, które zawierają wodę do krystalizacji do lub uwadniania, to znaczy molekuły wody występujące w produkcie stałym w określonym stosunku stechiometrycznym do innego składnika chemicznego składnika stałego, który może być rozprowadzony w całości lub w pewnej stechiometrycznej określonej części przez podwyższenie temperatury produktu stałego i/lub obniżenie ilości pary wodnej w atmosferze gazowej, na oddziaływanie której jest wystawiony produkt stały po przekroczeniu szczególnej wartości progowej, i materiały takie jak wodorotlenki metalu alkalicznego, które bez potrzeby posiadania jakichkolwiek określonych ilości stechiometrycznych uwodnienia, mogą zawierać „swobodne” molekuły wody w ogólnym połączeniu z produktem stałym w ilościach zmiennych w sposób ciągły aż do prawie zera.

Konkretne uwodnione związki przydatne do praktycznego stosowania w wynalazku obejmują wodorotlenki metalu alkalicznego, takie jak wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu, siarczany takie jak siarczan magnezu i sodu, krzemiany, takie jak metakrzemian sodu, fosforany, takie jak tripolifosforan sodu lub fosforan trisodowy, węglany takie jak węglan sodu i potasu, wodorowęglany, takie jak wodorowęglan sodu lub potasu, i borany takie jak boran sodu itd.

Szczególnie zalecana grupa określonych stechiometrycznie uwodnionych materiałów stosowanych w wynalazku obejmuje pentahydrat metakrzemianu sodu (Na₂SiO₃ · 5H₂O), dekahydrat węglanu sodu (Na₂Co₃ · 10H₂O), tetrahydrat tetraboranu sodu (boraks, Na₂B₄O₇ 10H₂), (i) heksahydrat tripolifosforanu sodu (Na₂P₃O₁₀ · 6H₂O), dihydrat cytrynianu trisodowego, dekahydrat siarczanu sodu i dodekahydrat wodorofosforanu disodowego.

W niektórych zastosowaniach wynalazku zalecane jest stosowanie w surowym materiale w złożu przynajmniej 4% objętościowo lub z preferencją wzrastającą w podanym porządku, przynajmniej 6, 10, 16 lub 25% objętościowo, ale nie więcej niż 35% objętościowo, materiału stałego, który ulega stopieniu w temperaturze osiągniętej podczas promieniowania, podczas procesów zgodnych z wynalazkiem. Ten łatwo stapiany materiał może być uwadniany lub nie, jednakże częstokroć jest uwadniany. Przykładowo, stwierdzono, że boraks i monohydrat wodorotlenku sodowego łatwo ulegają stopieniu wskutek oddziaływania promieniowania mikrofalowego.

Następnym rodzajem materiału, który może być albo uwadniany lub bezwodny i który często jest korzystanie stosowany w surowym materiale do procesu według wynalazku, jest materiał znany jako krystaliczne krzemiany warstwowe. Tego rodzaju materiały są opisane w patencie USA 4 820 439. Całość ujawnienia tego patentu, w odpowiednim zakresie jest niniejszym wprowadzona jako odniesienie. W skrócie, krystaliczne krzemiany warstwowe składają się zasadniczo jedynie z sodu, krzemianu, tlenu i ewentualnie wodoru i mogą oddziały wać zarówno jako czynniki alkalizujące jak i jako środki zwiększające efekt piorący w substancjach czyszczących. Dla niektórych produktów według wynalazku, przynajmniej 1% łub z preferencją wzrastającą w podanym porządku, przynajmniej 5, 10, 15, 20, 24, 28, 32, 35, 45 lub 50% masy makrostałego produktu, ale nie więcej niż 90% masy makrostałego produktu, składa się z materiału wybranego z grupy, zawierającej krystaliczne krzemiany warstwowe.

179 871

Szczególnie zalecanym krystalicznym krzemianem warstwowym jest opisany w podanym patencie jako „Na-SKS-6” dostępny na rynku pod tym samym oznaczeniem z firmy Hoechst. Krystaliczne krzemiany warstwowe ogólnie polepszają wytrzymałość mechaniczną i odporność na uszkodzenie mechaniczne makrostałych produktów według wynalazku, które je zawierają, a także polepszają szybkość, z które tego rodzaju makrostałe produkty rozpuszczają się i/lub rozpadają się po skontaktowaniu z wodą. Według pierwszego rozwiązania, do produktów makrostałych według wynalazku mogą być wprowadzone większe ilości innych materiałów, które mają przydatne własności czyszczące, lub wywierają tendencję do obniżania wytrzymałości mechanicznej zawierających je makrostałych produktów niż byłoby to możliwe w przypadku nie zastosowania krystalicznych krzemianów warstwowych. W tej klasie materiałów mieszczą się tego rodzaju pożądane składniki makrostałych produktów według wynalazku jak środki ścierające a w szczególności środki powierzchniowo czynne, które można stosować w produktach makrostałych według wynalazku w połączeniu z krystalicznymi krzemianami warstwowymi.

Sposób według wynalazku stosuje jako jedną z substancji wejściowych liczne, zwykle bardzo liczne, stosunkowo niewielkie cząstki, które można nazywać proszkiem, granulkami, bryłkami lub podobnymi określeniami dla wytworzenia stosunkowo dużego jednostkowego produktu stałego. W większości przykładów praktycznych, te stosunkowo niewielkie cząstki są wystarczająco małe tak, że nie praktykuje się ich zliczania i charakteryzowania indywidualnego. Z tego względu wszystkie zawarte tu opisy odnoszą się do ilościowych geometrycznych właściwości poszczególnych cząstek materiału surowego, i mają obejmować wystarczającą ilość pojedynczych cząstek tak, aby występowało statyczne zapewnienie na poziomie 90% lub wyższym, że przeciętna z wyspecyfikowanych właściwości geometrycznych dla całego rozkładu cząstek mieści się w obrębie 10% podanej wartości.

Dla celów niniejszego opisu, określenie „największy wymiar” jakiegokolwiek jednostkowego produktu stałego oznacza największą możliwą odległość pomiędzy dwiema hipotetycznymi równoległymi płaszczyznami, obydwiema dotykanymi przez ten produkt stały, zaś określenie „najmniejszy wymiar” jednostkowego produktu stałego stanowi odległość pomiędzy najbliższymi ze wszystkich możliwych par dwóch hipotetycznych równoległych płaszczyzn pomiędzy którymi można umieścić ten produkt stały. Korzystnie, z preferencją wzrastającą w podanym porządku, stosunek pomiędzy największym wymiarem i najmniejszym wymiarem cząstek stosowanych jako surowy materiał w procesie według wynalazku jest nie większy niż 10:1, 5:1, 2.0:1.0, 1.8:1.0, 1.55:1.00, 1.42:1.00, 1.33:1.00, 1.25:1.00, 1.18:1.00,1.11:1.00 lub 1.06:1.00.

Niezależnie z preferencją wzrastającą w danym porządku, stosunek najmniejszego wymiaru makrostałego produktu wykonanego według sposobu zgodnego z wynalazkiem do najmniejszego wymiaru cząstek materiału surowcowego do jego wytworzenia wynosi przynajmniej 5:1, 10:1.0, 30:1.0, 120:1.00 lub 600:1.00. Warunek ten powinien być traktowany jako spełniony wówczas gdy jest spełniony dla najmniejszego wymiaru cząstek materiału surowego, określonego przez statystyczną analizę jak opisano powyżej, lub alternatywnie gdy jest spełniony przez „alternatywny najmniejszy wymiar” określony przez maksymalną wielkość otworów w ekranie, sicie tkaninowym, lub podobnej konstrukcji posiadającej otworki o znanym rozmiarze maksymalnym, przez które zostały przepuszczone wszystkie cząstki złoża. Niezależnie zaleca się aby średni rozmiar cząstek materiału surowego mieścił się w zakresie od 1 mm do 2 mm, korzystnie od 0.10 do 1.2 mm, a bardziej korzystnie od 0.10 do 0.5 mm. Niezależnie od tego zaleca się aby maksymalny rozmiar cząstek produktów stałych stosowanych w materiale surowcowym nie był większy, z preferencją wzrastającą w podanym porządku, niż 1.0, 0.84, 0.71, 0.60, 0.50, 0.42, 0.35, 0.30, 0.25, 0.21, 0.18, 0.15, 0.13, 0.10, 0.088, 0.974 lub 0.63 mm.

Tak samo niezależnie, z preferencją wzrastającą w podanym porządku zaleca się aby przynajmniej 60, 70, 80, 87, 92, 97 lub 99% objętości złoża cząstek stosowanych w procesie według wynalazku było stałe zamiast ciekłe w temperaturze złoża przed rozpoczęciem

179 871 napromieniowywania SER, i niezależnie, aby objętość porów złoża cząstek stosowanych w procesie według wynalazku mieściła się w zakresie od 1 do 50, 3 do 45, 5 do 40, 7 do 35, 10 do 30, 13 do 28,15 do 26 lub 17 do 25% objętości masowej złoża cząstek. Niezależnie, zaleca się również, aby objętość porów makrostałego produktu utworzonego na końcu procesu (B) jak określono powyżej w procesie według wynalazku mieściła się w zakresie od 1 do 50, 3 do 45, 5 do 40, 7 do 35, 10 do 30, 13 do 28, 15 do 26 lub 17 do 25% objętości masowej makrostałego produktu. Ponadto w przynajmniej jednym głównym rozwiązaniu wynalazku, zaleca się aby z preferencją wzrastającą w podanym porządku, przynajmniej 45, 50, 60, 65, 66, 72, 87, 91 lub 94% masy surowego materiału w złożu cząstek stosowanym w procesie według wynalazku lub występującym w makrostałym produkcie według wynalazku było wybierane z grupy składającej się z siarczanów metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicznych (łącznie z wodorosiarczanami), węglanów, wodorowęglanów, krzemianów, ewentualnie uwodnionych, mających stosunek molowy tlenku metalu do dwutlenku krzemu w zakresie od 1.0:1.0 do 2.5:1.0 dla metali alkalicznych i w zakresie od 0.5:1.0 do 1.25:1.0 dla metali ziem alkalicznych (a więc obejmujących metakrzemiany, dikrzemiany, i krystaliczne krzemiany warstwowe), fosforanów (obejmujących skondensowane fosforany takie jak pirofosforany i tripolifosforany), wodorotlenków, boranów i cytrynianów. Dla większości przeznaczeń sole metali alkalicznych, zwłaszcza sole sodowe i potasowe są zalecane bardziej niż sole metalu ziem alkalicznych. Stechiometryczna zawartość wody do uwodnienia i odwracalnie wiązana woda w fazach stałych mają być traktowane jako ta część soli lub wodorotlenku, z którą są one wiązane przy określaniu, która frakcja masy cząstki surowego materiału jest wybierana z tej grupy zalecanych składników.

W wielu rozwiązaniach wynalazku stwierdzono, że najbardziej pożądane produkty uzyskuje się gdy zawartość wody w złożu cząstek surowego materiału mieści się w zakresie od 1 do 25% lub korzystniej od 2 do 20% całkowitej masy. Przy określaniu procentowej zawartości wody w całkowitej masie, jakakolwiek woda uwadniająca występująca w substancjach stałych tworzących złoże cząstek materiału surowego jest traktowana jako woda, tak samo jak jakakolwiek woda występująca w złożu i jakakolwiek dodatkowa wodą, która mogłaby być wyprowadzona w postaci pary z początkowo stałej części złoża po ogrzaniu tego złoża do 100°C, lub do maksymalnej temperatury aktualnie osiąganej wewnątrz złoża cząstek podczas dowolnej części procesu, jeżeli tego rodzaju maksymalna temperatura jest znana lub kontrolowana i jest niższa niż 100°C. (Wartość ta może być określana poprzez pomiar wyprowadzania pary wodnej z próbki surowego materiału lub mieszaniny surowego materiału, o tej samej wielkości cząstek dla każdego odmiennego chemicznie składnika, który tworzy złoże cząstek surowego materiału stosowanego w procesie według wynalazku). Alternatywnie zawartość wody może być mierzona poprzez zmodyfikowany sposób miareczkowania według Karla Fischera. Technika SER według wynalazku może korzystnie być zastosowana do rozmaitych substancji czyszczących takich jak detergenty lub środki do mycia porcelany, środki do namaczania wstępnego, detergenty do mycia naczyń, środki do prania dywanów, produkty do konserwowania podłóg i ogólne myjąco-płuczące łub ogólnego przeznaczenia środki czyszczące, itp., do tekstyliów lub powierzchni twardych. Korzyść tego rodzaju technologii polega na tym, że pożądany środek czyszczący lub produkt detergentowy może być uzyskiwany szybko po zastosowaniu obróbki SER.

Temperatura złoża cząstek na początku obróbki SER w procesie według wynalazku może być zmienna w obrębie szerokich granic lub dla wygody, jednakże ze względów ekonomicznych generalnie zaleca się obróbkę w zakresie 15 do 50, a korzystniej od 20 do 35, zaś najkorzystniej od 20 do 25°C. Ponadto w szczególności, gdy surowe materiały stosowane w procesie obejmują tego rodzaju chemikalia jak wodorotlenki metalu alkalicznego o bardzo dużym cieple rozpuszczania w wodzie, często korzystne jest kontrolowanie w procesie według wynalazku temperatury podczas etapu (B) procesu za pomocą urządzenia, które przerywa lub redukuje moc podczerwonego promieniowania elektromagnetycznego, gdy zostanie przekroczona wstępnie ustawiona temperatura odpowiedniej próbki, która jest elektronicznie

179 871 podłączona do środków regulacyjnych do wytwarzania źródła promieniowania SER stosowanego w procesie i jest fizycznie umieszczona w bliskim sąsiedztwie, korzystnie w obrębie 1 mm, od przynajmniej części początkowego złoża cząstek. Tego rodzaju preferencje nie mogą być podane na bazie ogólnej, ponieważ zależą one od szczególnych obrabianych materiałów, jednakże ogólne wytyczne można uzyskać na podstawie poniższych przykładów.

Jeżeli stały materiał surowcowy złoża cząstek stosowanego w procesie według wynalazku tworzy więcej niż jedna substancja chemiczna, wówczas wszystkie składniki stałe są korzystnie mieszane ze sobą dla utworzenia zasadniczo jednorodnego złoża cząstek, które zostaje wystawione na oddziaływanie SER. Sposoby tego rodzaju mieszania są ogólnie znane fachowcom z tej dziedziny. Przykładowo można zastosować mieszalniki ręczne lub mechaniczne i/lub przetrząsacze, zgrubnie zmieszane surowe materiały mogą być przepuszczalne przez młyn lub inne urządzenie rozdrabniające lub tym podobne.

Czas trwania wystawienia mieszaniny surowego materiału na oddziaływanie SER według procesu zgodnego z wynalazkiem zależy od licznych czynników, z których najważniejsze zostaną omówione poniżej. Obejmują one: moc źródła SER, początkową temperaturę surowcowych materiałów w złożu cząstek, zawartość wody w surowym materiale, wrażliwość na temperaturę, jeżeli występuje, surowych materiałów, kształt lub konfiguracja zastosowanego pojemnika, i masa zawartego w nim materiału. Jednakże gdy zastosowane są materiały niewrażliwe na temperaturę, wówczas czas potrzebny na uzyskanie wy starczającej temperatury, to znaczy temperatury, przy której materiał jest przekształcany ze złoża nieciągłych cząstek do postaci jednorodnego produktu stałego, lub do materiału który będzie tworzył jednorodny produkt stały po ochłodzeniu do normalnej temperatury otoczenia, będzie zwykle oznaczał czas trwania wystawienia mieszaniny surowego materiału na oddziaływanie SER. Czas promieniowania jest zwykle zalecany w zakresie 5 sekund (skracanych zwykle do „s”) do 30 min (skracanych często do „min”) lub bardziej od 30 sek do 20 min.

Przykładowo stwierdzono, że dla utworzenia 30 g tabletek z surowych materiałów, które były stabilne do temperatur do 140-160°C, wystarczające było wystawienie na oddziaływania promieniowania mikrofalowego w urządzeniu MLS-1200 T (Buchi) pracującym przy 2400 MHz i 250 Watów przez czas od 2 do 4 minut, zaś dla wytworzenia 250 g bloczków na tym samym poziomie mocy potrzeba było przynajmniej 12 minut. Z drugiej strony, 30 g tabletek można było wytwarzać w 15 sekund przy tym samym promieniowaniu mikrofalowym, przy mocy 1000 Watów. Za pomocą mikrofalowego generatora Hotpoint Model RE600002.92KW, stosowanego przy mocy wyjściowej 240 Watów, próbki o wielkości 400 g wymagały około 8 minut, zaś bloczki 1-2 kg mogły wymagać 20 minut i więcej. Trochę dłuższe czasy są potrzebne jeżeli w złożu cząstek będzie zawarte więcej wrażliwych na temperaturę materiałów surowcowych.

W obrębie obecnego wynalazku mieści się również zastosowanie więcej niż jednej nastawy mocy dla odmiennych okresów czasu, względnie „impulsowanie” próbki promieniowaniem SER przez krótkie przedziały czasowe, przerywane innymi krótkimi przedziałami czasowymi, w których zostaje wyłączona moc. „Impulsowanie” tego rodzaju okazało się szczególnie korzystne wówczas, gdy na wyjściu z procesu według wynalazku pożądane jest otrzymywanie silnie kwasowych makrostałych produktów. Przedłużone promieniowanie SER wysoce kwasowe złoża cząstek powoduje oksydacyjny rozkład cząstek złoża i w konsekwencji słaby produkt makrostały lub często nie powstaje żaden produkt makrostały, jednakże krótkie impulsy przerywane okresami bez promieniowania częstokroć pokonują ten problem. W takich okolicznościach, czas ciągłego przedziału czasowego promieniowania korzystnie wynosi, z preferencją wzrastającą w podanym porządku, nie więcej niż 120, 85, 60, 45, 30, 20, 15, 10, 8, 7, 6 lub 4 sek, i po każdym takim ciągłym przedziale czasowym promieniowania korzystnie następuje przedział o przynajmniej równej długości, w którym złoże cząstek nie zostaje poddawane promieniowaniu. Ogólnie łączny czas promieniowania przy zastosowaniu techniki impulsowania jest w przybliżeniu taki sam jak przy ciągłym promieniowaniu

179 871 w pojedynczym przedziale czasowym dla utworzenia produktu makrostałego z innych materiałów, jednakże czas ten będzie regulowany według potrzeby przez fachowców z danej dziedziny. W podanej technologii można korzystnie zastosować dowolny kwas, który jest stały w temperaturze złoża cząstek. Przykłady takich kwasów obejmują kwasy cytrynowy, maleinowy, szczawiowy i amidosulfonowy, przy czym ten ostatni jest szczególnie zalecany dla wytwarzania silnych kwasowych środków czyszczących, o wartości pH nawet tak niskiej jak około 1 dla roztworu zawierającego 1% wagowo środka czyszczącego, które są szczególnie przydatne do usuwania trudnych do usunięcia zabrudzeń takich jak pozostałości cementu.

Pomiary parametrów dielektrycznych wykonane za pomocą systemu pomiarowego próbnika dielektrycznego w Hewlett Packard HP8507M, wykazały, że promieniowanie fal radiowych jest odpowiednie do licznych mieszanin surowego materiału jak pokazano w tabeli 1. We wszystkich trzech przypadkach, współczynnik straty dielektrycznej e, w zakresie fal radiowych jest wyższy niż w zakresie mikrofal, co sugeruje, że czas potrzebny do wytworzenia makrostałych produktów z cząsteczkowej mieszaniny poprzez napromieniowywanie falami radiowymi według obecnego wynalazku powinien być krótszy niż czas potrzebny do wytwarzania makrostałych produktów poprzez promieniowanie mikrofalowe. Z preferencją wzrastająca w podanym porządku, czas potrzebny przy promieniowaniu falami radiowymi będzie nie większy niż 2.0, 1.75, 1.5, 1.25, 1.0, 0.75, 0.25 lub 0.01 - krotności czasu potrzebnego do wytworzenia makrostałych produktów poprzez promieniowanie mikrofalowe.

Tabela 1

Zależność współczynników straty dielektrycznej, ε, od częstotliwości dla trzech kompozycji materiału surowcowego, mierzona w temperaturze pokojowej

Współczynnik straty dielektrycznej, ε
Kompozycja	200 MHz (zakres fal radiowych)	2,000 MHz (zakres mikrofal)
Kompozycja 1 (Perclin ™ Supra)	-13.5	-2.5
Kompozycja 2 (Sekumatic ™ PR)	~1	-0.5
Kompozycja 3 (ITM ™- proszek)	~1	-0.5

Makrostałe tabletki i bloczki według obecnego wynalazku korzystnie zawierają 0.1 procent, lecz bardziej korzystnie najmniej 2% wodny do 15% lub najbardziej korzystnie do 11% wody, przy czym różnica w zawartości wody, jeżeli występuje przed i po podczerwonym promieniowaniu elektromagnetycznym jest wynikiem wydzielania się pewnej ilości wody, co zwykle towarzyszy procesowi. Bardziej korzystnie, makrostałe produkty procesu według wynalazku zawierają od 0.5 do 10 procent wody, a bardziej korzystnie od 2 do 6% wody. Ilość wody występująca w produkcie makrostałym może być określana przez konwencjonalne zmodyfikowane miareczkowanie Karla Fischera, które może być przeprowadzane jak opisano bezpośrednio poniżej. Sposób ten określa ilość wody odparowywanej z próbki przez ogrzewanie do 200°C, obejmując wodę, która jest wytwarzana jako rezultat jakiejkolwiek możliwej reakcji rozkładu (np. rozkład nadboranu). Sposób ten jest dokładny do około 0.1% wartości wody.

Zasada sposobu: woda jest odparowywana z materiału próbki dla testowania przez ogrzewanie do 200°C w specjalnym piecu do suszenia. Uwolniona para wodna jest przenoszona w suchym strumieniu azotu do przyłączonego automatycznego zestawu miareczkującego Karla Fischera, w którym podlega miareczkowaniu. Urządzenie: urządzenie składa się ze specjalnego pieca do suszenia (Metrohm ™ E 613) i automatycznego zestawu

179 871 miareczkującego Karla Fischera (np. Metrohm ™ E 452). Wylot z pieca jest połączony szklaną rurką z wlotową kapilarą w pojemniku do miareczkowania w zestawie.

Doprowadzanie azotu: stosowany jest konwencjonalny sprężony azot w stalowym zbiorniku. Ciśnienie jest redukowane za pomocą zaworu redukującego ciśnienie do około 2.5 kilopascali/cm². Wylot z zaworu zbiornika jest połączony giętkim przewodem, wykonanym z polietylenu i wzmocnionym włóknami szklanymi, do miernika przepływu gazu, wyposażonego w zawór kontrolny, zaś za miernikiem przepływu gazu jest umieszczona szeregowo pusta, zabezpieczająca butelka płucząca, za którą znajduje się butelka płucząca gaz, zawierająca stężony kwas siarkowy.

Butelka płucząca jest podłączona do łącznika rurowego, którego jedno odgałęzienie prowadzi do zabezpieczającego zaworu zwalniającego ciśnienie, np. butelki płuczącej napełnionej kwasem siarkowym, przed którą ponownie jest zastosowana pusta butelka zabezpieczająca połączona szeregowo.

Z drugiego odgałęzienia prowadzącego z łącznika odchodzi połączenie z piecem suszącym, wykonane ze szklanej rurki, która jest dokładnie dopasowana i wyposażona na jednym końcu w kuliste połączenie ze szkła matowego. Zamiast szklanej rurki nie można zastosować przewodu silikonowego łub przewodu polietylenowego, ponieważ przy dużej wilgotności powietrza woda będzie dyfundowała i spowoduje wystąpienie nieprawdziwie wysokiej zawartości wody.

Piec suszący: piec suszący może być w zasadzie taki jak dostarczono, jednakże wlot gazu i wylot gazu na wewnętrznej części przyłączeniowej powinny być wyposażone w złącze kuliste.

Połączenie pomiędzy piecem suszącym a zestawem miareczkującym Karla Fischera: połączenie pomiędzy piecem suszącym a zestawem miareczkującym składa się ze szklanej rurki wyposażone w kuliste złącza, przy czym wewnętrzna średnica rury wynosi 1,5-2 mm, zaś szklana rurka jest przyłączona do wlotowej rurki kapilarnej o wewnętrznej średnicy 1.5 mm, również wyposażonej w kuliste złącze. Części te są korzystnie wytworzone specjalnie dla danego przeznaczenia i są dostosowane do spełniania warunków przestrzennych i/lub pojemnika miareczkującego. Można pominąć rurę wzajemnie łączącą, jeżeli umożliwia to przestrzenne umieszczenie urządzenia. Kanał łączący pomiędzy piecem a zestawem miareczkującym korzystnie jest wyposażony w urządzenie grzejne, takie jak grzejnik pasowy lub podobny, który umożliwia ogrzewanie do 80-100°C, ponieważ inaczej ulegałaby wykraplaniu w tej strefie.

Zestaw miareczkujący Karla Fischera: Zestaw miareczkujący Karla Fischera składa się z trzech podzespołów, a mianowicie z zestawu miareczkującego z urządzeniem mieszającym, elektronicznego zestawu kontrolnego i pomiarowego, oraz dozownika np. Metrohm Dosimat ™ E 655. Pokrywa pojemnika miareczkującego jest wyposażona w sześć kanałów. Spośród nich, pierwszy otwór jest stosowany do elektrody odczytowej, wlotowa rurka kapilarna prowadzi do drugiego otworu, trzeci jest wyposażony w gumowy ogranicznik z wywierconym otworkiem, do którego jest włożony cienki polietylenowy przewód o wewnętrznej średnicy około 1-2 mm wystarczająco głęboko aby dosięgnąć do pojemnika miareczkującego do około 3 centymetrów (skracanych tutaj na „cm”) powyżej dna. Drugi koniec przewodu prowadzi do pojemnika odpadkowego na rozpuszczalniki. Wlot reagenta Karla Fischera jest połączony z czwartym otworem, a piąty otwór jest wyposażony w kurek odcinający. Wszystkie kanały muszą być wystarczająco ciasno osadzone dla uniknięcia przenikania pary wodnej zawartej w powietrzu.

Dokonywanie oznaczenia wody: Piec suszący zostaje wstępnie ogrzany do 200°C, a następnie rozpoczyna się ogrzewanie rury łączącej pomiędzy piecem i zestawem miareczkującym. Otwiera się i kontroluje zasilanie azotu tak, aby przez instalację przepływało około 60 ml/min azotu gazowego, przy czym otwarty jest również kurek odcinający w pokrywie pojemnika miareczkującego. Do pojemnika miareczkującego wprowadzą się 50 ml metanolu, następnie włącza się zestaw miareczkujący i poddaje metanol miareczkowaniu. Jako czynnik

179 871 miareczkujący stosuje się jednoskładnikowy reagent Karla Fischera, przy czym zaleca się pozbawioną pirydyny mieszankę Hydranal TM z firmy Riedel de Haen Company. Gdy instalacja zostaje całkowicie uszczelniona, wówczas pobór pusty po miareczkowaniu metanolu musi wynosić poniżej 4.0 ml/godz.

Zestaw miareczkujący jest ustawiony do wyłączania po 30 sekundach pracy. Za pomocą strzykawki 50 ml, do uprzednio miareczkowanego metanolu daje się 50 ml wody i ponownie rozpoczyna się miareczkowanie. Współczynnik „F” roztworu reagenta jest obliczony z równania:

odczyt poboru

To określenie czynnika powinno być powtórzone przynajmniej trzy razy, a następnie należy obliczyć średnią z otrzymanych wartości.

Jeżeli pojemnik miareczkujący po zakończeniu miareczkowania jest bardziej niż w dwóch trzecich pełny, wówczas zostaje zamknięty kurek odcinający w pokrywie. Narastające następnie nadciśnienie spowoduje wypychanie płynu poprzez przewód polietylenowy do pojemnika na odpadkowy rozpuszczalnik, aż poziom płynu osiągnie dolną krawędź polietylenowego przewodu, a następnie kurek odcinający w pokrywie zostaje ponownie otworzony.

Określanie zawartości wody w detergentach i środkach czyszczących: próbka, której zawartość wody ma być określona, jest umieszczana w małym stalowym tyglu (około 6 cm długości χ 1,5 cm wysokości χ 1 cm szerokości). Jeżeli nie dysponuje się małym stalowym tyglem, wówczas można wykonać go do porównywalnych pomiarów z paska folii aluminiowej o grubości .0,5 mm. W tyglu odważa się 300-500 mg substancji przeznaczonej do zanalizowania. Dla ciekłych próbek alkalicznych można również zastosować glazurowany tygiel porcelanowy.

Do pieca ogrzanego do 200°C wprowadza się mały tygiel, a zestaw miareczkujący wstępnie ustawia się na 30 sekund pracy i rozpoczyna się miareczkowanie. Podczas tego procesu należy upewnić się, że zastosowany metanol był już poddany miareczkowaniu.

W zależności od substancji, miareczkowanie zostaje zakończone po 10 do 20 minutach, a zestaw miareczkujący automatycznie wyłącza się i zostaje zarejestrowana wartość.

Zawartość wody w substancji jest obliczana następująco:

o/u n ^{pobór ml} ’ ^F ’ ^a ’ ^{100 2} E gdzie:

a = teoretyczne miano reagenta Karla Fischera,

F = współczynnik reagenta Karla Fischera, a

E = masa próbki w mg.

Powtarzalność: Standardowe odchylenie dla tego wyznaczania, pochodzące z sześciu powtórzeń na jednej próbce ze średnią wartością 20,5% wody wynosi 1.1% wartości względnej.

Wynalazek obejmuje w tym zakresie wytarzanie makrostałych tabletek lub bloczków, które są wytwarzane z mieszaniny surowych materiałów zawierających wszystkie lub prawie wszystkie konieczne składniki do substancji czyszczącej. W ogólności składniki i względne proporcje, w których występują w makrostałych środkach czyszczących według wynalazku są zasadniczo takie same jak te, które przeznaczone są do stosowania dla tych samych celów w innych stałych środkach czyszczących ze stanu techniki. Substancje czyszczące odpowiadające obecnemu wynalazkowi obejmują wielorakiego przeznaczenia środki czyszczące, detergenty, przemysłowe środki czyszczące, środki do mycia ceramiki i automatyczne detergenty do tekstyliów lub do czyszczenia twardych powierzchni. W pierwszym rozwiązaniu wynalazku możliwe jest wytworzenie makrostałego środka czyszczącego lub makrostałych detergentowych

179 871 tabletek lub bloczków bezpośrednio z mieszanin surowego materiału w opakowaniu jednorazowym, które stanowi pojemnik podczas obróbki. Na jednorazowe opakowania mogą być zastosowane rozpuszczalne w wodzie folie, jak będzie omówione poniżej.

Makrostałe tabletki lub bloczki według wynalazku mogą ponadto zawierać jedną część wieloczęściowej mieszaniny czyszczącej.

W jeszcze następnym rozwiązaniu wynalazku jest możliwa dodatkowa końcowa obróbka tabletek, bloczków lub formowanych makrostałych produktów, w których przed obróbką wyłączono z mieszaniny surowego materiału składnik cząsteczkowy, taki jak czuła na mikrofale substancja w rodzaju enzymu, lub powłokę powierzchniową, zaprojektowaną do nadania określonych własności takich jak przykładowo powolniejsze rozpuszczanie. Technologia promieniowania SER umożliwia zastosowanie tych substancji przez wprowadzenie ich do porowatego produktu na końcu etapu (B) w procesie według wynalazku jak określono powyżej, w wyniku porowatej struktury utworzonego poprzez promieniowanie SER makrostałego produktu. Odpowiednie do tego substancje takie jak zwykle stosowane do powlekania bloczków czyszczących dla ochrony przed kontaktem ze skórą (t.j. materiały takie jak polialkileny, w szczególności polietyleny, polialkilenoglikole, w szczególności polietylenoglikole, kwasy tłuszczowe, amidy kwasów tłuszczowych, woski parafinowe, sorbit, węglowodany takie jak sacharoza i niejonowe środki powierzchniowo czynne) można korzystnie wprowadzać do początkowego makrostałego produktu przez zanurzanie makrostałych bloczków lub tabletek w odpowiednich kompozycjach płynnych i następnie osuszanie części lub całości lub składników płynnych do postaci substancji stałej zawartej wewnątrz porów wytworzonego początkowo produktu makrostałego.

Możliwe są również inne konwencjonalne technologie takie jak natryskiwanie lub w inny sposób nakładanie składnika na makrostały produkt promieniowania SER w wyniku otwartej struktury przestrzennej takich produktów. Z drugiej strony, jeżeli pożądana jest jedynie powierzchniowa powłoka ochronna, wówczas można zminimalizować wsiąkanie materiału powłokowego do porów i przestrzeni międzywęzłowych makrostałych środków czyszczących wytworzonych sposobem według wynalazku przez powlekanie ich stosunkowo lepkim materiałem powłokowym. Zastosowanie ochrony przed niepożądanym kontaktem ze skórą użytkowników makrostałych produktów według wynalazku, podobnie jak w przypadku podobnych produktów konwencjonalnych, jest ważne ze względu na bezpieczeństwo użytkownika, jeżeli środki czyszczące mają kompozycję silnie alkaliczną. Z tego względu technologia według wynalazku stanowi istotną korzyść przy wytwarzaniu makrostałych produktów w stosunku do wielu znanych technologii. Przykładowo, przy wytwarzaniu tabletek znanymi technologiami, które obejmują podwyższone ciśnienie, struktura powstającego stałego produktu jest taka, że produkt ten nie może łatwo absorbować dodatkowych materiałów tuż po wytworzeniu tabletki. Jeżeli pożądana jest końcowa obróbka dodatkowa lub wprowadzenie materiału wrażliwego na SER lub wrażliwego na ciepło, wówczas otwarta struktura makrostałych produktów SER umożliwia wprowadzenie substancji poprzez przenikanie przez szczeliny. W ten sposób, według procesu SER według wynalazku możliwe jest otrzymanie szerszego zakresu produktów w postaci makrostałej, łącznie z produktami o większości lub wszystkich porach występujących w początkowo utworzonym makrostałym produkcie, wypełnionych jakimś materiałem stałym, niż byłoby to możliwe za pomocą technologii konwencjonalnych.

Dodatkowo do zalecanych materiałów opisanych powyżej, inne materiały odpowiednie i przydatne do przynajmniej niektórych zastosowań jako część złoża cząstek materiału surowcowego do procesu według wynalazku obejmują zwykłe niejonowe, anionowe, kationowe i obojnacze środki powierzchniowo czynne i ich mieszaniny. Środki powierzchniowo czynne wybrane do zastosowania jako składniki złoża cząstek według obecnego wynalazku w ogólności stanowią nie więcej niż 40%, a korzystnie nie więcej niż 25%, jeszcze korzystniej nie więcej niż 15% całkowitej mieszaniny surowego materiału, o ile ta ostatnia nie zawiera znacznych ilości krystalicznych krzemianów warstwowych, w którym to przypadku, ilość środka powierzchniowo czynnego może wzrosnąć nawet do 60%. Jednakże w razie potrzeby, tak jak

179 871 w przypadku niektórych produktów według wynalazku, dodatkowy środek powierzchniowo czynny można dodać poprzez wsiąkanie do porów i przestrzeni międzywęzłowych wytworzonego początkowo makrostałego produktu według wynalazku.

Krzemiany przydatne w procesie według wynalazku obejmują metakrzemiany metalu alkalicznego, przy czym metal alkaliczny stanowi korzystnie sód. Zalecane metakrzemiany sodu obejmują postać bezwodną jak również metakrzemian sodu 5H₂O. Krzemiany mogą korzystnie występować według wynalazku w ilościach od 0 do 90%, bardziej korzystnie 1 do 90%. Uwodnione postacie krzemianu sodu, w szczególności krzemian sodu 5H₂O, jak się okazało wspomagają procesy krzepnięcia SER przy stosowaniu w zakresie przynajmniej 1% ale mniejszym niż 50%, a korzystnie pomiędzy 1 a 30%. Podobnie jak już stwierdzono powyżej, dla konsolidacji według wynalazku zalecane i korzystne składniki złoża cząstek stanowią krystaliczne krzemiany warstwowe.

Fosforany stosowane w procesie SER według wynalazku obejmują tripolifosforany metalu alkalicznego, wodorofosforany i pirofosforany w postaci bezwodnej lub uwodnionej lub w postaciach połączonych. Zalecanym metalem alkalicznym jest sód. Zalecane fosforany sodu obejmują bezwodny tripolifosforan sodu („STPP”), STPP · 6H₂O, i fosforan trisodowy (TSP) · 10 H₂O. Fosforany można korzystnie stosować w ilościach 80%, bardziej korzystnie 5 do 80%. Borany, które można stosować w procesie SER według obecnego wynalazku obejmują borany metalu alkalicznego, w postaci uwodnionej lub bezwodnej lub postaciach połączonych. Metalem alkalicznym jest korzystnie sód. Zalecane borany sodowe obejmują boran sodu 10 H₂O (boraks). Borany mogą korzystnie występować w ilościach do 20%, i z tego względu są korzystnie stosowane w połączeniu z przynajmniej jednym materiałem surowcowym.

Węglany i wodorowęglany stosowane w procesie SER według wynalazku obejmują węglany metalu alkalicznego i wodorowęglany metalu alkalicznego w postaci uwodnionej i bezwodnej, lub ich połączenie. Metal alkaliczny stanowi korzystnie sód lub potas. Zalecane węglany sodu obejmują bezwodny węglan sodu i węglan sodu · 10 H₂O. Mieszaniny węglanu sodu i bezpostaciowego krzemianu sodu są sprzedawane pod oznaczeniem Nabion 15 przez Rhóne- Poulens. Zalecany wodorowęglan jest bezwodny, zaś zalecanym metalem alkalicznym jest sód. Korzystnie uwodnione węglany mogą być stosowane w ilościach do 100%, bardziej korzystnie 1 do 100% całkowitej mieszaniny materiałów surowcowych. Wodorowęglany, znane również jako węglany wodorowe lub węglany kwaśne można korzystnie stosować w ilościach do 40%, bardziej korzystnie 2 do 40%, i z tego względu są korzystnie stosowane w połączeniu z przynajmniej jednym innym materiałem surowcowym. Jeżeli wodorowęglany są stosowane w produktach utrzymujących higienę, wówczas są korzystnie stosowane w ilościach do 20%. Jeżeli wodorowęglany są stosowane do produktów do zmywania naczyń wówczas korzystnie są one stosowane w ilościach od 5 do 40%. W niektórych przypadkach korzystne jest uniknięcie stosowania wodorowęglanów w tej samej mieszaninie materiału surowcowego, w której zastosowane są węglany lub cytryniany.

Wodorotlenki metalu alkalicznego mogą korzystnie występować w ilościach do 80%, a bardziej korzystnie od 2 do 70%. Zalecane wodorotlenki obejmują wodorotlenek sodu i potasu. Proces według obecnego wynalazku daje wiele korzyści w stosunku do stanu techniki dla zastosowań dotyczących higieny kuchni, lub tam gdzie są pożądane tabletki o wysokiej zawartości składnika alkalicznego. Technologia prasowania według stanu techniki nie umożliwia wytwarzania produktów stałych o wysokie zawartości substancji alkalicznej, przykładowo w wyniku gromadzenia się wilgoci, która występuje na urządzeniu pracującym podczas procesu. Problem ten jest szczególnie wyraźny wówczas, gdy pożądane jest otrzymanie produktów zawierających równo wodorotlenek sodu jak i nadtlenoboran, do tego stopnia, że nigdy nie było praktykowane wytwarzanie prasowanych tabletek zawierających takie kompozycje. Ponadto nie jest możliwe prasowanie mechaniczne tabletek o dużej zawartości substancji alkalicznej, gdy powietrze ma wilgotność większą niż 80%. Warunki te nie wpływają ujemnie na mikrofalowy proces według obecnego wynalazku, i z tego względu można otrzymywać

179 871 makrostałe tabletki, które nie tylko mają wysoki stopień alkaliczności, ale mogą również zawierać nadtlenoboran.

Siarczany nadające się do stosowania w procesie SER według wynalazku obejmują siarczany metalu alkalicznego i siarczany ziem alkalicznych (w obydwu przypadkach łącznie z wodorosiarczanami), jakkolwiek siarczan wapnia jest stosowany rzadko z powodu jego słabej rozpuszczalności. Siarczany metalu alkalicznego są korzystnie stosowane w postaci nieuwodnionej, zaś siarczany ziem alkalicznych są korzystnie stosowane w postaci uwodnionej. Zalecanym metalem alkalicznym jest sód dla siarczanów metalu alkalicznego, zaś zalecanym metalem ziem alkalicznych jest magnez dla siarczanów ziem alkalicznych. Gdy siarczan ziem alkalicznych jest stosowany w postaci uwodnionej, wówczas zalecanym siarczanem ziem alkalicznych jest MgSO₄ · H₂O. Siarczany alkaliczne lub siarczany ziem alkalicznych mogą korzystnie być stosowane w ilościach do 80% materiału surowcowego, ale bardziej korzystnie są stosowane w ilościach 1 do 35%.

Cytryniany, które można stosować w procesie SER według wynalazku obejmują uwodnione i bezwodne cytryniany metalu alkalicznego, przy czym zalecanym metalem alkalicznym jest sód. Szczególnie zalecane cytryniany stanowią mono-, di- i pentawodziany cytrynianu trisodowego. Cytryniany metalu alkalicznego mogą korzystnie występować w ilości do 95%, bardziej korzystnie 1 do 95% całkowitego stałego materiału surowcowego, i są szczególnie korzystnie stosowane w 30 do 50% dla ogólnych produktów czyszczących. W stosunku do niektórych produktów stosowanych do zmywania naczyń cytryniany są korzystnie stosowane w ilościach 80 do 90% całkowitego stałego materiału surowcowego.

Niejonowe środki powierzchniowo czynne, które można stosować w procesie SER według wynalazku obejmują powszechnie stosowane stałe środki czyszczące o podobnym składzie chemicznym jak w stanie techniki, takie jak alkilopoli- i -oligoglikozydy, N-acylogikamidy, alkilo-, aryloalkilo-, alkiloarylo-, i arylo-polioksyalkileny, estry i amidy alkoholi polioksyalkilowanych, korzystnie etoksylowanych alkoholi tłuszczowych i etoksylowanych fenoli alkilowych. W niektórych szczególnych zastosowaniach, najbardziej zalecanym etoksylowanym alkoholem tłuszczowym jest alkohol z łoju skondensowany średnio z 14 molami tlenku etylenowego na mol alkoholu łojowego (ten etero-alkohol jest poniżej często skracany jako „TA14”), zaś zalecanymi etoksylowanymi fenolami alkilowymi są etoksylowane nonylofenole, takie jak NPE 9.5 (z przeciętnie 9.5 cząsteczkami EO na cząsteczkę nonylofenolu). Niejonowe środki powierzchniowo czynne mogą korzystnie występować w ilościach do 40% a bardziej korzystnie w ilościach 1 do 25%, pod nieobecność krystalicznych krzemianów warstwowych, jednakże mogą też występować w ilościach 1 do 60% w obecności krystalicznych krzemianów warstwowych.

Anionowe środki powierzchniowo czynne, które można zastosować w obecnym wynalazku obejmują alkanosulfoniany, α-olefinosulfoniany, sulfoniany kwasów tłuszczowych, tłuszczowe alkilosiarczany, siarczany alkilopolioksyetylenowe, sulfobursztyniany, karboksylany alkilopolioksyetylenowe, izetioniany, taurydy, sarkozydy, siarczany kwasów tłuszczowych, sułfonoamidokarboksylany, sole częściowo organicznych estrów kwasu siarkowego i fosforowego, sole siarczanowych estrów i amidów kwasów karboksylowych z zalecaną grupą obejmującą tłuszczowe alkilosiarczany, tłuszczowe alkiloeterosiarczany, Mersolat TM 95, i liniowe alkilobenzenosulfoniany. Anionowe środki powierzchniowo czynne mogą korzystnie występować w ilościach do 40%, a bardziej korzystnie od 0 do 25%, pod nieobecność krystalicznych krzemianów warstwowych, ale mogą też występować w ilościach do 60% w obecności tych ostatnich.

Kationowe i obojnacze środki powierzchniowo czynne mogą korzystnie występować w ilościach do 25%, a bardziej korzystnie od 1 do 15% całkowitej mieszaniny surowcowego materiału. Typowe materiały surowcowe tego rodzaju, wszystkie przydatne do stosowania w wynalazku, obejmują tlenki aminowe, amidoazolinokarbosylany, betainy, i kwasy aminokarboksylowe dla obojnaczych środków powierzchniowo czynnych oraz pierwszorzędowe, drugorzędowe, trzeciorzędowe, i czwartorzędowe sole amonowe takie jak sole alkanoloamonowe,

179 871 imidazolinowe, chinolino we i sole izochinolinowe oraz sole tiazoliniowe jak również bardziej powszechne tłuszczowe sole amoniowe, włącznie z solą sulfoniową i tropy liową, jako kationowe środki powierzchniowo czynne.

Ewentualnie mieszanina surowego materiału według wynalazku może również zawierać dodatki i środki pomocnicze. Dodatki korzystnie występują w ilościach nie większych niż 60%, bardziej korzystnie nie większych niż 40% lub jeszcze korzystnie w ilościach 0.5 do 15%. Przykłady odpowiednich dodatków obejmują, ale bez ograniczenia: źródła aktywnego tlenu i materiały utleniające, aktywatory do źródeł aktywnego tlenu, źródła aktywnego chloru i materiały zawierające chlor, enzymy, środki kompleksotwórcze, wypełniacze i środki wzmagające efekt piorący, środki ścierne, środki wzmagające zmętnienie, środki zawiesinowe i środki rozpraszające, inhibitory korozji i środki dezynfekcyjne.

Środki pomocnicze mogą korzystnie występować w ilościach do 10%, a bardziej korzystnie są stosowane w ilościach 0.1 do 2%. Przykłady środków pomocniczych obejmują, ale bez ograniczenia: środki aromatyczne, środki wybielające, barwniki i pigmenty, środki przeciwpieniące i środki hamujące pienienie, środki rozpuszczające, środki zapobiegające ponownemu osadzaniu i środki hamujące przenoszenie barwnika.

Dodatki stosowane w obecnym wynalazku mogą stanowić źródła chloru i tlenu, powleczone lub niepowleczone, i mogą być one dodawane bezpośrednio do mieszaniny materiału surowcowego w dowolnej postaci. Alternatywnie, materiały te mogą być wprowadzane do produktu utworzonego w wyniku promieniowania SER po początkowym wytworzeniu makrostałego produktu. Następna korzyść wynalazku polega na tym, że odmiennie niż w znanych technologiach odlewania i formowania stałych detergentów, proces SER według wynalazku nie wymaga stosowania składników zawierających chlor w postaci wstępnie utworzonego wkładu, obudowy lub rdzenia.

Typowe źródła chloru, które można skutecznie zastosować w wynalazku, obejmują chloroizocyjanurany, takie jak di- lub tri-chloroizocyjanurany, i kwasy polichloroizocyjanurowe. Przykłady obu tych ostatnich obejmują CDB-56M (dostępne z firmy OLIN) i ACL-90 TM (dostępne z firmy Monsanto). W wynalazku, źródła chloru mogą korzystnie występować w ilości do 30%, a bardziej korzystnie od 1 do 5%. Stwierdzono, że mieszaniny z materiału surowcowego, które zawierają źródła chloru wykazują wrażliwość na temperaturę podczas procesu mikrofalowego, zaś przy użyciu takich materiałów należy korzystnie zastosować regulację temperatury tak, aby mieszanina materiału surowcowego nie przekraczała określone temperatury. W przypadku źródeł chloru, stwierdzono, że temperatura powinna korzystnie być utrzymywana na poziomie 383°K (110°C).

Do proszkowych lub granulowanych substancji detergentowych są zwykle stosowane źródła tlenu aktywnego, jednakże ich zastosowanie w postaci niepowleczonej w sposobie według wynalazku ogólnie nie jest zalecane, jakkolwiek w wynalazku korzystnie stosowano zarówno powleczone jak i niepowleczone postacie, przy dokładnej regulacji temperatury. Jeżeli mieszanina surowego materiału osiąga temperaturę zbyt wysoką podczas obróbki promieniowaniem SER, wówczas stwierdzono rozkład niepowleczonych źródeł tlenu lub źródeł utleniających takich jak nadtlenoboran sodu lub nadtlenowęglan sodu, czemu towarzyszyło powstawanie gazu, który powodował pienienie napromieniowywanej próbki. Tak więc, temperatury mieszania surowego materiału zawierającego źródła tlenu powinny korzystnie być utrzymywane poniżej około 343°K (70°C) podczas procesu mikrofalowego według wynalazku. Do tego rodzaju sterowania temperaturą, jak już stwierdzono, można skutecznie zastosować krótkie impulsowane okresy napromieniowywania, przerywane przez przedziały czasowe bez napromieniowywania.

Jednakże z zaskoczeniem stwierdzono, że powleczone źródła tlenu wykazują dobrą zgodność z przeprowadzaną techniką SER, i wytwarzano tabletki i bloczki zawierające powleczony nadtlenoboran lub powleczony nadtlenowęglan bezpośrednio z mieszanin wstępnych zawierających tego typu surowe materiały. Powleczone postacie źródeł tlenu są szczególnie zalecane w zastosowaniach, w których pożądane są substancje silnie alkaliczne.

179 871

Tak więc w sposobie według obecnego wynalazku, zalecane jest zastosowanie takich powleczonych związków jako źródło tlenu aktywnego. Nadtlenoborany, nadtlenowęglany lub inne konwencjonalne źródła tlenu mogą korzystnie występować w ilościach do 30%, a bardziej korzystnie od około 5 do około 25%. Nadtlenoborany korzystnie stosowane mają ogólny wzór MBO₃ yH₂O, gdzie M stanowi metal alkaliczny, najkorzystniej sód, a y jest liczbą od 1 do 4.

Dodatkowo do źródeł aktywnego tlenu, często korzystne jest zastosowanie w złożu cząstek przeznaczonych do konsolidacji według wynalazku i/lub w makrostałych produktach wytworzonych według wynalazku jednego lub więcej materiałów z klasy znanej w dziedzinie środków czyszczących jako „aktywatory” lub „ prekursory bielenia”. Odpowiednie tego rodzaju materiały stanowią pentacetyloglukozę („PAG”), l,5-diacetyło-2,4-dioksoheksahydro-l,3,5-triazinę („DADHT”), i Ν,Ν,Ν',Ν'-tetraacetyloetylenodiaminę („TAED”), z tym ostatnim materiałem jako zalecanym. Ilości tych materiałów aktywujących wynoszą korzystnie od 1 do 10% w złożach cząstek lub makrostałych produktach, które zawierają również źródła aktywnego tlenu.

Do kategorii dodatków w obecnym wynalazku należą również enzymy. Jeżeli enzymy są stosowane bezpośrednio w mieszaninie surowego materiału według wynalazku w postaci stałej, wówczas korzystnie występują w postaci powleczonej lub obudowanej. Można również stosować niepowleczone enzymy, dostępne przemysłowo w postaci płynnej. Alternatywnie, do makrostałych tabletek lub bloczków według wynalazku można również wprowadzać roztwory enzymu w etapie prowadzenia sposobu następującym po obróbce SER. Wprowadzanie to jest możliwe w wynalazku ze względu na powstawanie porów i/lub przestrzeni międzywęzłowych w makrostałych produktach po wystawieniu na oddziaływanie promieniowania SER. Te przestrzenie wewnętrzne umożliwiają adsorpcję enzymów, lub dowolnego innego materiału, bezpośrednio do makrostałej tabletki lub bloczku. Według pierwszego rozwiązania wynalazku, jeżeli produkt finalny zawiera enzymy, to mogą one korzystnie stanowić amylazy lub proteazy. W razie potrzeby, enzymy mogą być konwencjonalnie powleczone, na przykład powłoką siarczanową dla ochrony ich przed wzajemnym oddziaływaniem ujemnym z innymi składnikami stosowanych materiałów surowcowych. Enzymy mogą korzystnie występować w ilości do 10%, a bardziej korzystnie od 0.1 do 5%.

Technologia według obecnego wynalazku stanowi istotną korzyść w stosunku do znanych sposobów wytwarzania na zasadzie wytopu bloczków substancji detergentowych zawierających enzymy. Ze względu na to, że proces SER według obecnego wynalazku może być prowadzony w krótkich okresach czasu - minuty lub nawet sekundy, w zależności od kompozycji i wielkości jak wspomniano powyżej, zatem enzymy takie jak lipazy, felulazy, proteazy i amylazy mogą być bezpośrednio wprowadzane do produktów makrostałych wytwarzanych poprzez tego rodzaju technologię.

Jak wspomniano powyżej, jako dodatki do mieszanin surowych materiałów napromieniowywanych według sposobu SER według wynalazku, dodatkowo do źródeł aktywnego tlenu, aktywatorów dla tych źródeł aktywnego tlenu, źródeł chloru i enzymów, można zastosować inne konwencjonalne detergenty lub składniki środków czyszczących. Substancje te obejmują: środki kompleksotwórcze, wypełniacze i środki zwiększające efekt piorący, środki ścierne, promotory zmętnienia, środki rozpraszane i środki rozpraszające, inhibitory korozji, środki oczyszczające z metali ciężkich, woski i substancje dezynfekujące.

Przykładami środków zwiększających efekt piorący są fosfoniany i polikarboksylany (t.j. sole metalu alkalicznego homo- lub kopolimerów kwasów akrylowych), które korzystnie mogą występować w ilościach do 30%, a bardziej korzystnie są stosowane w ilościach 1 do 15%, krystaliczne krzemiany warstwowe, które mogą być stosowane w ilościach do 90% i zeolity, które mogą być stosowane w ilościach do 60%, korzystnie w ilościach 10 do 40%.

Środki ścierne, które można korzystnie stosować według obecnego wynalazku obejmują takie substancje jak marmur, kwarc i sproszkowane korundy, korzystnie o wielkości cząstek grysu polerującego, i korzystnie występują w ilościach nie więcej niż 60%, łub bardziej korzystnie nie więcej niż 40%. W szczególnym rozwiązaniu według wynalazku jest możliwe

179 871 stosowanie środków ściernych o rozmaitej wielkości cząstek bezpośrednio do złoża cząstek surowego materiału przed obróbką SER, w oparciu o pożądane dla finalnego produktu zastosowanie. Wprowadzenie środków ściernych bezpośrednio do złoża cząstek stanowi zatem korzyść w stosunku do znanych środków szorujących typu mleczka (również zwanych kremami szorującymi). W znanych produktach często występują problemy związane z osadzaniem się wraz z upływem czasu proszków szorujących i granulowanych środków stałych w płynnym mleczku. Dla pokonania tych problemów, znane kremy szorujące często wymagają stosowania środków zawiesinowych, które z kolei powodują występowanie drugiego problemu. Mianowicie, często jest potrzebne zastosowanie drugiego produktu czyszczącego zawierającego środek powierzchniowo czynny dla zmycia proszku szorującego i granulek po zastosowaniu pierwszego kremu szorującego. Może to powodować problemy związane z płukaniem. Technologia SER według obecnego wynalazku pozwala na uniknięcie obydwu tych problemów, ponieważ można zastosować proszki szorujące i granulowane środki stałe o rozmaitych rozmiarach, łącznie ze środkiem powierzchniowo czynnym, bezpośrednio do wstępnej mieszaniny surowego materiału. Powoduje to nie tylko zredukowanie ilości etapów, które mogą być potrzebne dla wykonania konkretnego działania czyszczącego, ale również redukuje liczbę pozycji, a tym samym ilość potrzebnych materiałów opakowaniowych.

Promotory zmętnienia dodatkowo do innych zwykłych promotorów zmętnienia obejmują zalecane kopolimery styreno-winylopirolidynowe. Środki rozpraszane obejmują poza znanymi środkami rozpraszanymi, w szczególności produkty kondensacji kwasu naftalenosuIfonowego. Zalecane inhibitory korozji obejmują takie materiały jak techniczne 2-buteno-l,4-diole (dostępne z firmy Colus). Zalecane środki oczyszczające metale ciężkie obejmują fosfoniany, kwas nitrylotrioctowy („NTA”), i kwas etylenodiaminotetraoctowy („EDTA”). Jeżeli występują woski to w ilościach nie większych niż 5%, a bardziej korzystnie w ilościach od 0.1 do 2%. Środki dezynfekujące obejmują zwykłe substancje dezynfekujące, znane fachowcom z dziedziny środków czyszczących i mogą być stosowane w ilościach konwencj onalnych.

Można też zastosować środki zapachowe, środki wybielające optycznie, barwniki i pigmenty w ilościach do 3%, a bardziej korzystnie od 0.001 do 1%. Jeżeli stosowane są inhibitory pienienia lub środki przeciwpieniące, wówczas mogą być one mieszane bezpośrednio z surowymi materiałami złoża cząstek. Korzyść w stosunku do technologii znanej ze stanu techniki polegającej na odlewaniu lub topieniu stałych detergentów polega na tym, że według procesu SER według wynalazku nie jest konieczne stosowanie inhibitora pienienia w postaci wstępnie wytworzonego wkładu lub rdzenia, jak występowało to w stanie techniki.

Środki odpylające i przeciwpieniące takie jak olej parafinowy i olej silikonowy mogą występować przykładowo w ilościach do 5%, a korzystnie w ilościach 0.1 do 3%. Środki przeciwdziałające ponownemu osadzaniu mogą występować w ilościach do 5%, a korzystnie występują w ilościach 0.1 do 3%. Zalecanym środkiem przeciwdziałającym ponownemu osadzaniu jest karboksymetyloceluloza (CMC). Zalecane środki rozpuszczające stanowią kwasy alkilowęglowe, sulfoniany kumenowe i touleno sulfoniany, jakkolwiek odpowiednie są również inne środki rozpuszczające, znane fachowcom z dziedziny środków czyszczących. Można również zastosować inhibitory przenoszenia barwnika w ilościach do 5% a korzystnie w ilościach 0.1 do 3%. Zalecanym inhibitorem przenoszenia barwnika jest poliwinylopirolidon („PVP”).

Jeżeli złoże cząstek przeznaczonych do napromieniowywania według wynalazku zawiera materiały, które mogą emitować gaz przy podwyższonych temperaturach, takie jak enzymy, źródła tlenu aktywnego, aktywatory do źródeł aktywnego tlenu lub wodorowęglan sodowy, wówczas może być korzystne napromieniowywanie przy zredukowanym ciśnieniu.

W niektórych rozwiązaniach obecnego wynalazku można zastosować oddzielny składnik płynny w połączeniu ze składnikiem makro stałym wytworzonym według wynalezionego procesu SER, co daje dwuskładnikowy lub „dwuopakowaniowy” układ produktu. W zasadzie, w składniku płynnym takiego podwójnego opakowania, składniki, które są stosowane według

179 871 wynalazku, są zasadniczo takie same jak przeznaczone do stosowania dla tych samych zastosowań w innych płynnych środkach czyszczących ze stanu techniki. Jednakże ich proporcje mogą być zmienione, ponieważ może nie być konieczne włączenie wody, lub zastosuje się przynajmniej tę samą ilość wody jaka jest potrzebna w kompozycjach płynnych ze stanu techniki, ponieważ woda będzie wprowadzana do składnika płynnego i składnika makrostałego tuż przed zastosowaniem. Ponadto, następną cechą tego rodzaju dwuopakowaniowego rozwiązania jest to, że umożliwia ono wytwarzanie bardziej stężonych produktów niż jest to możliwe w stanie techniki, bez potrzeby zubożania jakości produktu finalnego.

W niektórych zalecanych rozwiązaniach, płyny stosowane w rozwiązaniu dwuopakowaniowym są wybierane z grupy, składającej się ze znanych rozpuszczalników zawierających azot, takich jak wodorotlenek amonu lub etanoloaminy, etery propylenowo-glikolowe i rozpuszczalniki eterów glikolowych takie jak rozpuszczalnik B-Propasol (Union Carbide), glikole monofenylowe takie jak fenoksyetanol, i sole sulfonianów kumenowych, touleno sulfoniany i ksyleno sulfoniany, przy czym ogólnie zalecanym składnikiem jest sól sodowa taka jak kumeno-sulfonian sodowy (40% roztwór wodny). W zasadzie można również zastosować wszystkie zwykle rozpuszczalne w wodzie substancje i czynniki rozpuszczające takie jak alkohole.

Dla niektórych zastosowań rozważa się również, że może być pożądane włączenie niektórych rozpuszczonych środków stałych w składniku płynnym dwuopakowaniowego rozwiązania według obecnego wynalazku. Przykładowo może tak być w przypadku, gdy materiał nie poddaje się oddziaływaniu SER i z tego względu nie może być wprowadzony do produktu makrostałego według wynalazku, lub ze względów wygody lub obsługiwania. W takim przypadku korzystne jest włączenie takiego materiału do składnika płynnego opakowaniowego produktu. Przykłady takich materiałów obejmują alkohole niskowrzące, etanoloaminy i środki zapachowe o niskich temperaturach wrzenia, które mogą ulegać odparowywaniu podczas obróbki SER. W innych przypadkach, może być pożądane zarówno rozpuszczanie niektórych substancji stałych w składniku płynnym, jak również włączenie ich do makrostałego składnika dwuopakowaniowego produktu. Jednym z przykładów takiego materiału jest wodorotlenek potasu. W jeszcze innych rozwiązaniach wynalazku dla uzyskania pożądanego rezultatu jest możliwe połączenie makrostałego środka czyszczącego z rozmaitymi dwuopakowaniowymi składnikami płynnymi lub zastosowanie szczególnego dwuopakowaniowego składnika płynnego z rozmaitymi makrostałymi środkami czyszczącymi. Takie i inne zmiany są oczywiste dla fachowców z tej dziedziny.

Maksymalna temperatura odpowiednia do procesu SER według wynalazku będzie wynosiła poniżej temperatury rozkładu jakichkolwiek wrażliwych na temperaturę materiałów takich jak materiały utleniające lub materiały zawierające chlor, które występują w obrabianym materiale surowcowym.

W przeciwieństwie do prasowanych tabletek detergentu stwierdzono, że proces SER według wynalazku może być wykorzystywany do wytwarzania makrostałych produktów mających w zasadzie nieograniczone wymiary. Jednakże dla fachowców z tej dziedziny oczywiste jest, że istnieją niektóre ograniczenia praktyczne. Moc źródła SER, wielkość komory SER i wewnętrzna temperatura, która może być uzyskana w próbce w przeciągu dogodnego i praktycznego ekonomicznie okresu czasu stanowią czynniki, które określają optymalną wielkość stosowanego złoża cząstek. Przykładowo, zademonstrowano skuteczne zastosowanie próbek surowcowego materiału w zakresie od 10 g do kilku tysięcy gramów, które w sposób powtarzalny wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego w przeciągu czasów tak krótkich jak 1 do 2 min do około 20 min dla uzyskania tabletek lub bloczków produktu makrostałego według wynalazku, bez stosowania zewnętrznego ciśnienia, jakkolwiek możliwe jest również wstępne formowanie mieszaniny surowego materiału przez zastosowanie niskiego ciśnienia. Zawarte poniżej opisy i przykłady zawierają dalsze wskazówki odnośnie korzystnego praktykowania sposobu SER według wynalazku. Stwierdzono również, że można optymalizować kształt pojemnika stosowanego do pomieszczenia wyjściowych cząsteczkowych materiałów surowcowych dla umożliwienia wytwarzania najkorzystniej stabilnych tabletek

179 871 lub bloczków makrostałych. Stosowany pojemnik jest zasadniczo otwarty na górze dla umożliwienia odprowadzania ulatnianej wody, która wydziela się z próbki podczas obróbki SER. Jeżeli otwarty koniec, lub otwarta część pojemnika ma powierzchnię „A”, wówczas stosunek pierwiastka kwadratowego „A” do głębokości „D” złoża cząstek t.j. maksymalnej odległości w kierunku prostopadłym do powierzchni t.j. wewnątrz złoża cząstek jest korzystnie w zakresie od 1:2 do 10:1 łub bardziej korzystnie od 1:1 do 5:1. Ten zakres stosunków umożliwia wytwarzanie makrostałych bloczków jak również „bardziej płaskich” krążkowo ukształtowanych makrostałych produktów, które są zaskakująco wytrzymałe i wykazują dobrą spójność, bez ubytku wytrzymałości fizycznej, a ponadto produkt ten może być obsługiwany wygodnie bez łatwości łamania lub wytwarzania większej ilości proszku.

Pojemnik może mieć dowolną konfigurację dla wytworzenia makrostałej tabletki lub bloczku według wynalazku. Jednakże przykładowo mogąbyć pożądane rozmaite postacie szczególne, w zależności od przeznaczenia do danego rodzaju maszyny czyszczącej. Ograniczenia wymiarowe odnośnie tabletek lub bloczków będą zależały od toru, który będą przebywały cząsteczki wody dla wydobycia się z masy mieszaniny surowego materiału jako część procesu SER, oraz długości potrzebnego czasu wystawienia na oddziałanie SER przed przekroczeniem stabilności temperaturowej dowolnego z materiałów surowcowych. Jeżeli jest pożądane otrzymanie szczególnego kształtu tabletki lub bloczka czyszczącego, który nie spełnia wspomnianych powyżej optymalnych kryteriów pomiarowych, to otrzymanie takiego kształtu j est również możliwe, jeżeli tylko zastosuje się wystarczającą ilość otworów wykonanych w ścianach bocznych lub na obrzeżu pojemnika dla umożliwienia odprowadzania cząsteczek wody z masy mieszaniny surowego materiału podczas obróbki SER.

Sposób według wynalazku można łatwo przystosować do przebiegu ciągłego, w którym w sposób ciągły wprowadza się liczne początkowe złoża cząstek w licznych pojemnikach, przykładowo za pomocą konwencjonalnego przenośnika do strefy ogrzewania SER, zaś otrzymywany makrostały produkt jest odprowadzany w sposób ciągły z tej strefy, lub z pośredniej strefy chłodzenia w postaci makrostałej. Możliwe jest nie tylko stosowanie pojemników wielokrotnego użytku, ale można również zastosować pojemniki magazynujące lub gromadzące w trakcie procesu SER dla udogodnienia czynności związanych z wytwarzaniem i pakowaniem produktu.

W jednym z rozwiązań wynalazku, stosuje się pojemnik z folii rozpuszczalnej w wodzie. Pojemnik taki korzystnie zawiera otwór dla umożliwiania wyprowadzania cząsteczek wody z surowych materiałów podczas obróbki SER, i może być uszczelniony w następnym etapie. W jeszcze innym rozwiązaniu obecnego wynalazku, pojemnik stanowi lekkie opakowanie lub cienki materiał polimerowy, który może być szczególnie pożądany dla dozowania w przypadku stosowania większych makrostałych bloczków. W jeszcze innym rozwiązaniu wynalazku, jako pojemniki są stosowane sztywne lub elastyczne worki.

W rozwiązaniu, w którym pojemnik stanowi pojemnik wielokrotnego użytku, korzystne jest stosowanie pojemnika ze ścianami nadającymi są do odwracalnego adsorbowania i/lub absorbowania wody. Powoduje to wzmożenie szybszego zestalania się złoża cząstek, umieszczonych w takich pojemnikach. Można też zastosować kilka pojemników na ciągłym pasie, który krąży wewnątrz i na zewnątrz komory SER, i ewentualnie do następnego źródła wysokiej temperatury dla odprowadzenia wody ze ścian pojemników, gdy są one puste.

Wymiary finalnej makrostałej tabletki lub bloczka wytwarzanego według wynalazku, jak wspomniano powyżej, zależąod początkowej wielkości próbki i kształtu stosowanej formy i pojemnika. Tak więc, próbka 30 g surowego materiału, wystawiona na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego w 100 ml miseczce Petri przekształca się w tabletkę o wielkości średnicy 5,4 cm na około 2,0 cm wysokości. Makrostały cylindryczny bloczek utworzony z próbki 250 g miał wymiary około 6 cm zarówno odnośnie średnicy jak i wysokości. Wymiary cylindrycznego bloczka utworzonego z 1 kg materiałów surowcowych wynosiły około 16 cm średnicy na 4,5 cm. W poniższych przykładach są podane wymiary wielkości tabletek i bloczków.

Makrostała tabletka lub bloczek wytworzone sposobem SER mogą zwykle być wygodnie i łatwo usuwane z wielokrotnie użytkowanego pojemnika poprzez jedynie odwrócenie pojemnika dla przemieszczenia wytworzonego produktu. W razie potrzeby można również za

179 871 stosować czynnik uwalniający taki jak strumień silikonowy dla wstępnej obróbki formy przed wprowadzeniem do niej mieszaniny surowego materiału. Jak już wspomniano powyżej, nieoczekiwanie stwierdzono, że niektóre z makrostałych tabletek lub bloczków wytworzonych poprzez proces SER według wynalazku, zawierających konwencjonalne rozpuszczalne w wodzie alkaliczne środki czyszczące i/lub krystaliczne krzemiany warstwowe wykazują zauważalnie szybką rozpuszczalność, lub połączenie rozpuszczalności i mechanicznego rozpadu po wystawieniu na oddziaływanie wody. W badaniach porównawczych, mikrofalowe produkty stałe według wynalazku wykazywały szybkości rozpuszczania przynajmniej rzędu wielkości większej niż dostępne w handlu środki stałe. Tak więc, bloczki o wadze setek gramów do kilograma wykazywały łatwy rozpad i rozpuszczanie po zanurzeniu w zlewce z wodą. Próbka 400 g rozpadła się całkowicie i była w całości wypłukana z komory dozującej, w której została umieszczona. Dno zlewu, do którego wprowadzono produkt, posiadało narost z nierozpuszczonego materiału pochodzącego z bloczka. Tak więc makrostały bloczek umożliwia łatwiej sze obsługiwanie niż proszek i ma podobne - jeżeli nie lepsze - właściwości rozpuszczania. Zmniejsza to prawdopodobieństwo występowania częściowo nierozpuszczonych tabletek lub bloczków. Na podstawie powyższego można stwierdzić, że fachowcy z tej dziedziny powinni docenić korzyści wynikające z obsługi i magazynowania tego rodzaju makrostałych bloczków wytworzonych poprzez technikę SER. W tabeli 2 poniżej sąpodane szczegółowe dane porównawcze względnych szybkości rozpuszczania/rozpadu.

Ponadto stwierdzono, że dla dodatkowego zwiększenia łatwości obsługi lub modyfikacji własności bloczków można zastosować cienką warstwę powłokową w postaci polietyleno glikolu (skracanego poniżej jako „PEG”), na bloczki otrzymywania techniką SER według wynalazku. Dla przykładu, bloczki zanurzano w stopionym PEG po obróbce mikrofalowej lub też PEG był dodawany do surowych materiałów w postaci proszków lub płatków przed obróbką mikrofal ową.

Tabela 2

Względne szybkości rozpuszczania dostępnych przemysłowo tabletek czyszczących w porównaniu z mikrofalowymi makrostałymi tabletkami wytworzonymi sposobem według wynalazku

Stosowana próbka/Zastosowanie	Masa próbki (gm)	Czas do całkowitego rozpuszczenia tabletki (min)
Tompat TabsM/przemysłowe 40	~5	(świeża tabletka)
	40	8-10 (stara tabletka)
TM Tompat Dos extra/przem.	60	23-26
Somat™ Tabs/domowe	35	20-23
TM Somat Supra Tabs./domowe	25	13-15
TM Calgonit Tabs/domowe	18	~2
Huy™ Tabs/domowe	20	8-10
Przykład 1.1 (poniżej)	30	~ 0.2 (9 sekund)
Produkt większy, z tych samych materiałów jak Przykład 1.1	230	~ 0.8 (50 sekund)
Przykład 1.2 (poniżej)	30	~ 0.2 (14 sekund)
Przykład 1.6 (poniżej)	30	~ 0.7 (40 sekund)
Przykład 1.11 (poniżej)	30	0.3-0.4 (20-25 sekund)

Uwagi do tabeli 2

Szybkości rozpuszczania mieszano w 1 litrze poddawanej mieszaniu wody z kranu w temperaturze 55°C.

Tabletki Calgonit™ zawierają specjalne środki wzmagające rozpad.

179 871

W ten sposób można wprowadzać PEG o rozmaitych ciężarach cząsteczkowych do większych makrostałych bloczków. W szczególności korzystne rezultaty dało wprowadzenie jedną z podanych wyżej technik PEG 900, 1450, 3350, 8000 i 20 000 (liczby reprezentują średnie ciężary cząsteczkowe PEG). Należy również uwzględnić, że w razie potrzeby można zastosować kombinację techniki zanurzania lub wprowadzania.

Makrostałe bloczki zanurzone w PEG podawano oddziaływaniu płynnej substancji przez czas zmienny od około 5 do około 60 sekund. Przygotowano 100 gramowe próbki, które zawierały dodatkowo 10 do 36 g PEG w materiałach surowych przed obróbką mikrofalową. Następnie porównano szybkości rozpuszczania bloczków zawierających PEG - powleczonych PEG lub z PEG wprowadzonym wewnątrz. W ogólności, bloczki powleczone PEG rozprowadzano z szybkością trochę mniejszą niż analogiczne bloczki zawierające zakrzepnięty PEG w materiałach surowcowych.

Typowe sposoby wytwarzania produktów według wynalazku

Jakkolwiek typowe sposoby opisano w odniesieniu do składników konkretnych, to jednak należy uwzględnić, że można również zastosować inne składniki lub podobne sposoby, w połączeniu z procesem SER według wynalazku dla wytworzenia środków czyszczących lub detergentów w postaci tabletek lub makrostałych bloczków.

Zwykle, wyjściowe materiały surowcowe do pożądanej substancji czyszczącej lub detergentu są zmieszane lub połączone razem w temperaturze otoczenia dla utworzenia mieszaniny wstępnej, która jest wprowadzana do formy wielokrotnego użytku lub pojemnika. Minimalna ilość stałego materiału surowego zwykle stosowanego dla utworzenia makrostałej tabletki lub bloczku według wynalazku wynosi pół grama (0.5 g).

Zwykle w stałych materiałach surowcowych występuje już niewielka ilość wody potrzebnej do procesu według wynalazku. Jeżeli tak się nie dzieje, wówczas woda może być dodana do materiałów surowcowych przed obróbką SER dla otrzymania pożądanej ilości wody, w zależności od pożądanego składu. Jeżeli są stosowane środki uwodnione, a pozostałe materiały surowcowe nie są silnie higroskopijne, wówczas zawartość wody można obliczyć w oparciu o skład chemiczny i procent wyodrębnionych, uwodnionych materiałów surowcowych stosowanych w mieszaninie wstępnej.

Jak wiadomo fachowcom z tej dziedziny, w niektórych przypadkach może być pożądane wstępne ogrzanie jednego lub więcej surowych materiałów lub ich części obróbką SER. Ponadto, do pojemnika na złoże cząstek surowego materiału można wprowadzić wstępnie utworzone rdzenie lub wkładki, takie jak opisano w US. Re. nr 32 763 (Fernholz i in.), przed lub po wprowadzeniu mieszaniny surowego materiału do formy, ale przed wystawieniem jej na oddziaływanie promieniowania SER. Alternatywnie może być pożądana późniejsza obróbka makrostałego bloczka lub tabletki poprzez zanurzanie, natryskiwanie lub powlekanie, itd, jak stwierdzono powyżej. Tego rodzaju późniejsza obróbka może być pożądana w przypadku, gdy przykładowo, szczególnie pożądany składnik produktu finalnego nie jest stabilny pod wpływem promieniowania SER, lub też pożądane jest szczególne wzmocnienie lub osłabienie właściwości.

Stabilność i jednorodność podczerwonego promieniowania elektromagnetycznego w komorze SER lub w miejscu obróbki stanowi ważny czynnik korzystnego praktykowania procesu według wynalazku. Stwierdzono, że niejednorodny rozkład energii SER powodował powstawanie zlokalizowanych gorących miejsc w materiałach surowcowych, co może prowadzić do nierównomiernego ogrzewania i „ucieczki” temperatury. Ponadto, ważne jest stałe i niezmieniające się natężenie promieniowania SER podczas kolejnych obróbek SER, aby materiały surowcowe mogły w sposób powtarzalny krzepnąć według tej technologii.

Ilość czasu potrzebnego do wytworzenia makrostałej tabletki lub bloczka zależy od ciężaru próbki, własności i kształtu stosowanego pojemnika, oraz głębokości wnikania promieniowania SER lub długości toru potrzebnego do straty ulotnionej wody. W przypadkach, w których podczas obróbki SER mogą wydobywać się większe ilości wody, może być pożądane opukiwanie komory obróbczej za pomocą powietrza lub odpowiedniego gazu obojętnego,

179 871 tak aby zapobiegać skraplaniu się wewnątrz komory niepożądanej wody. W przypadku próbek o wielkości 30 g nie było to konieczne. Jednakże, nawet w przypadku tabletek mniejszych niż 30 g, jeżeli warunki produkcyjne wymagały stosowania dużych ilości próbek obrabianych równocześnie, wówczas w zależności od wielkości i konfiguracji komory i pojemnika, w którym próbki te były poddawane oddziaływaniu promieniowania SER, stosowanie strumienia ophikującego może okazać się korzystne.

Wynalazek obecny przedstawiono poniżej w odniesieniu do następujących konkretnych przykładów i porównań. Dla fachowców z tej dziedziny oczywiste jest, że przykłady te stanowią jedynie ilustrację rozmaitych parametrów obecnego wynalazku, natomiast w żaden sposób nie ograniczając jego zakresu, przy czym wszystkie parametry podane w przykładach mogą być wprowadzone do załączonych zastrzeżeń.

Przykład grupy 1 Ogólne warunki dla tej grupy

Zastosowano generator mikrofalowy Buchi Model MLS 1200 T mikrofalowych systemów laboratoryjnych, wytwarzający mikrofale o częstotliwość 2450 MHz przy nastawie mocy 250 watów. Podane poniżej związki były bezwodne (t.j. pozbawione jakiejkolwiek stechiometrycznie wyróżnionej wody do uwodnienia), o ile nie stwierdzono inaczej. Stosowane związki były początkowo w postaci granulowanej lub sproszkowanej i pochodziły z konwencjonalnych źródeł rynkowych. Związki te były zmieszane razem i następnie zmielone przez około 1 min. w konwencjonalnym domowym młynku do kawy (Krups Tp D6, moc znamionowa 150 watów) dla ujednorodnienia i pewnego zredukowania rozmiaru. Zawartość wody w wyjściowych materiałach surowcowych określano przez obliczenie na podstawie znanych uwodnionych materiałów stosowanych w każdym przykładzie.

Trzydzieści gramów zmielonej mieszaniny surowego materiału włożono do standardowej miseczki laboratoryjnej Petri ze szkła Pyrex^R o średnicy 5,4 cm i wysokości 2,0 cm. Miseczkę Petri delikatnie postawiono i potrząśnięto dla ułatwienia wypełnienia jej zmieloną mieszaniną surowego materiału. Wierzch złoża cząstek w miseczce Petri wypoziomowano za pomocą zgarniacza, i zastosowano cylindryczny bloczek o średnicy około 2 mm mniejszej niż miseczka dla przyłożenia lekkiego docisku wynoszącego około 0.1 Newtona do złoża cząstek przed wystawieniem na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego na okres czasu 2 do 4 minut, chyba, że stwierdzono inaczej. W niektórych podanych poniżej przykładach zastosowano regulator elektroniczny połączony z sondą temperaturową utrzymywaną wewnątrz komory mikrofalowej, blisko miseczki Petri zawierającej złoże cząstek dla redukowania mocy mikrofalowej według potrzeby dla utrzymania temperatury sondy na wstępnie ustawionym poziomie lub poniżej.

W każdym przypadku wytwarzano pojedynczą makrostałą tabletkę czyszczącą o zasadniczo takich samych wymiarach jak pojemnik, w którym była ona wytwarzana, i z wyjątkiem przykładu 1.11, otrzymywano masę 30 ± 3 g. Produkt można było wyjmować z pojemnika w przeciągu kilku sekund po przerwaniu promieniowania mikrofalowego.

Przykład 1.1.

Wytworzono tabletkę czyszczącą o wadze 30 gramów (30 g) według wynalazku z zastosowaniem następującej procedury. Zmieszano razem około 60 części metakrzemianu sodu, 24 części tripolifosforanu sodu (STPP) i 16 części dziesięciowodnego węglanu sodu. Otrzymana mieszanina, która miała początkową zawartość wody 10%, została wprowadzona do pojemnika, który następnie umieszczono w komorze mikrofalowej. Mieszaninę poddano promieniowaniu mikrofalowemu przez kilka minut, po czym otrzymano tabletkę czyszczącą o wymiarach około 5 cm średnicy i 1,5 cm wysokości.

Przykład 1.2.

Próbka ta stanowi odmianę substancji zastosowanej w przykładzie 1.1, ponieważ zawierała niepowleczone źródło chloru i uwodnione postacie krzemianu sodu i tripolifosforanu sodu, jednakże bez węglanu sodu. Zastosowana procedura była taka sama jak dla przykładu 1.1 z tym wyjątkiem, że zastosowano sondę temperatury, oddaloną nie więcej niż 1 mm od

179 871 pojemnika złoża cząstek, oraz zastosowano regulację generatora mikrofalowego tak, że temperaturę utrzymywano poniżej 383°K (110°C). Tak więc, zmieszano ze sobą dwie części dichloroizocyjanuranu-2H₂O, 47 części metakrzemianu sodu, dziesięć części krzemianu sodu-5H₂O, 40 części tripolifosforanu sodu-6H₂O i jedną część oleju parafinowego. Mieszanina ta, która miała początkową zawartość wody 14%, została wystawiona na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego na kilka minut, po czym otrzymano makrostałą tabletkę czyszczącą o wadze 30 g i wymiarach około 5 cm na 1,2 cm.

Przykład 1.3

Przykład ten ilustruje różnicę w wyniku zastosowania NaOH zamiast metakrzemianu sodu z przykładu 1.1, w tym przypadku zastosowane są również uwodnione i bezwodne fosforany. Zastosowano procedurę taką samą jak opisano w przykładzie 1.1. Z tym wyjątkiem, że zastosowano zewnętrzną regulację temperatury dla uniknięcia przekroczenia przez temperaturę wewnątrz komory mikrofalowej poziomu 383°K (110°C). Tak więc, zmieszano ze sobąjedną część metakrzemianu sodu, 14,5 części tripolifosforanu sodu, 14,5 części tripolifosforanu sodu 6H₂O („STPP”), 10 części węglanu sodu ·10Η₂Θ, i 60 części wodorotlenku sodu dla otrzymania wstępnej mieszaniny, która zawierała 10% wody. Mieszaninę tę poddano promieniowaniu mikrofalowemu przez kilka minut, po których uzyskano makrostałą tabletkę o wadze 30 g, i wymiarach około 5 cm na 1,2 cm. Należy zauważyć, że w tym przypadku można stwierdzić występowanie zlokalizowanych „gorących punktów” i ucieczkę temperatury, również dla innych podobnych mieszanin materiałów surowcowych, zwłaszcza takich, które zawierają 65% lub więcej NaOH, gdy są wystawione na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego bez jakiejkolwiek regulacji temperatury. Tak więc nawet dla próbek zawierających nawet 50% NaOH zalecana jest regulacja temperatury.

Przykład 1.4

Celem tego przykładu było zastosowanie substancji, które zawierały wodorotlenek sodu z dostępnym źródłem chloru. Przykład 1.4 stanowi zatem odmianę powyższego przykładu 1.3. Zastosowana procedura była podobna do przedstawionej w przykładzie 1.1. Zmieszano razem 57,7 części wodorotlenku sodu, 1,9 części powleczonego dichloroizocyjanuranu · 2H₂O, jedną część krzemianu sodu, 14 części tripolifosforanu sodu, 14 części tripolifosforanu sodu 6H₂O, 9,6 części węglanu sodu 10H₂O, 0,9 części wosku i 0,9 części oleju parafinowego. Mieszanina ta zawierająca około 10% wody była wystawiona na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez kilka minut, po czym otrzymano makrostałą tabletkę o wadze 30 g, i wymiarach około 5 cm na 1,2 cm.

Zawartość chloru w produktach z przykładów 2 i 4 określono poprzez miareczkowanie, zarówno przed obróbką mikrofalową jak i 14 dni później. Uzyskane rezultaty, które dają wartości bliskie teoretycznym, są podane w tabeli 3 poniżej.

Tabela 3

Dostępny chlor (wyrażony jako procenty)

Przykład nr	Produkt nieobrobiony	Czternaście dni po obróbce
1.2	1.10	1.04
1.4	0.77	0.76

Przykład 1.5

Przykład ten ilustruje substancję czyszczącą, która zawierała niepowłeczony nadtlenoboran jako dostępne źródło tlenu. Próbka została przygotowana zgodnie z procedurą opisaną w przykładzie 1.1. Tak więc, zmieszano razem 6 części niepowleczonego nadtlenoboranu sodu · H₂O, 45 części krzemianu sodu, 15 części krzemianu sodu · 5H₂O, 28 części tripolifosforanu sodu, 3 części węglanu sodu i 3 części węglanu sodu · 10H₂O, dla otrzymania wstępnej

179 871 mieszaniny zawierającej około 9% wody. Zastosowano regulację temperatury tak, że była ona utrzymywana poniżej około 383°K (110°C). W wyniku otrzymano makrostałą tabletkę czyszczącą o wadze 30 g i wymiarach około 5 cm na 1,2 cm.

Przykład 1.6

Substancja występująca w tym przykładzie zawierała NaOH i powleczony nadtlenoboran jako dostępne źródło tlenu. Próbkę przygotowano według procedury opisanej w przykładzie 1.1. Tak więc, zmieszano razem 50 części wodorotlenku sodu, 10 części wodorotlenku sodu · 10H₂O, 6 części powleczonego nadtlenoboranu sodu -H₂O, jedną część krzemianu sodu 5H₂O, 23 części tripolifosforanu sodu i 10 części węglanu sodu · 10H₂O. Otrzymano makrostałą tabletkę czyszczącą o wadze 30 g i wymiarach około 5 cm na 1,2 cm. Ponownie zastosowano regulacją temperatury tak, że była ona utrzymywana poniżej około 343 °K (70°C) podczas obróbki mikrofalowej.

Przykład 1.7

Przykład ten jest podobny do przykładu 1.6, z tym wyjątkiem, że surowe materiały zawierały mniej wodorotlenku sodu i więcej powleczonego nadtlenoboranu sodu. Zastosowano procedurę taką jak opisano w przykładzie 1.1. Tak więc, zmieszano razem 34 części wodorotlenku sodu, 8,5 części wodorotlenku sodu · 1H₂O, 21,3 części powleczonego nadtlenoboranu sodu H₂O, 1.1 części krzemianu sodu · 5H₂O, 24,5 części fosforanu sodu i 10, 6 części węglanu sodu · 10H₂O dla otrzymania wstępnej mieszaniny zawierającej około 14% wody. Ponownie utrzymywano temperaturę poniżej około 343°K (70°C) podczas obróbki mikrofalowej.

Przykład 1.8

Przykład ten był również podobny do przykładu 1.6 powyżej z tym wyjątkiem, że dostępne źródło tlenu stanowił powleczony nadtlenowęglan zamiast niepowleczonego. Zastosowana procedura była taka sama jak opisana w przykładzie 1.1. Tak więc zmieszano razem 50 części wodorotlenku sodu, 10 części wodorotlenku sodu · 10H₂O, 6 części nadtlenowęglanu sodu · 2H₂O, jedną część krzemianu sodu · 5H₂O, 23 części tripolifosforanu sodu i 10 części węglanu sodu · 10H₂O. Mieszanina zawierała około 13% wody. Ponownie utrzymywano temperaturę poniżej około 343°K (70°C) podczas obróbki mikrofalowej.

Zawartość tlenu w surowych materiałach i produkty z przykładów 5-8 określono na podstawie standardowej techniki miareczkowania, zarówno przed jak i po obróbce mikrofalowej. Uzyskane rezultaty, które dały prawie teoretyczne wartości przed obróbką są pokazane w tabeli 4 poniżej. Jak można zauważyć z danych przedstawionych w tabeli 4, próbki zawierające powleczone źródła tlenu zachowywały przynajmniej 48% aktywności początkowego surowego materiału po obróbce mikrofalowej. Największa różnica w dostępnej zawartości tlenu przed i po obróbce mikrofalowej wystąpiła w przykładzie 1.5, gdzie zastosowano niepowleczone źródło tlenu.

Tabela 4

Dostępny tlen (wyrażony jako procenty)

Przykład nr	Przed obróbką mikrofalową	Po obróbce mikrofalowej	Siedem dni po obróbce
1.5	0.9 (niepoleczony)	<0.1	brak
1.6	0.41 (powleczony)	0.40	0.42
1.7	1.51 (powleczony)	1.38	brak
1.8	0.75 (powleczony)	0.36	brak

Przykład 1.9

Przykład ten ilustruje wprowadzanie do substancji czyszczącej siarczanu sodu, jak również anionowych i niejonowych środków powierzchniowo czynnych. Zastosowana procedura była podobna do opisanej w przykładzie 1.1. Tak więc, zmieszano razem 5 części krzemianu

179 871 sodu, 37,5 części węglanu sodu, 29 części węglanu sodu · 10H₂O, 25 części krzemianu sodu, jedną część niejonowego środka powierzchniowo czynnego (TA14) i 2.5 części anionowego środka powierzchniowo czynnego (MersolatTM 95), dla otrzymania mieszaniny wstępnej zawierającej około 18% wody.

Przykład 1.10

Przykład ten jest podobny do przykładu 1.9 powyżej, z tym wyjątkiem, że zastosowano mniej siarczanu sodu i więcej anionowego środka powierzchniowo czynnego. Procedura zastosowana była podobna do opisanej w przykładzie 1.1. Tak więc zmieszano razem 5 części krzemianu sodu, 37,5 części węglanu sodu, 29 części węglanu sodu · 10H₂O, 22,5 części siarczanu sodu, jedną część niejonowego środka powierzchniowo czynnego (TA 14TM) i 5 części anionowego środka powierzchniowo czynnego (Mersolat TM 95), dla otrzymania mieeszaniny wstępnej zawierającej około 18% wody.

Określono zawartość detergentu w surowych materiałach i produktach z przykładów 9 i 10 zarówno przed jak i po obróbce mikrofalowej. Otrzymane rezultaty, które dały wartości bliskie teoretycznym, są pokazane w tabeli 5.

Na podstawie tych dwóch przykładów daje się zauważyć, że do mieszaniny surowego materiału, która następnie jest poddana promieniowaniu mikrofalowemu dla otrzymania stabilnego produktu można łatwo wprowadzić anionowe i niejonowe środki powierzchniowo czynne przy jednoczesnym utrzymaniu efektywnej wytrzymałości detergentu. Należy zauważyć, że mogą być stosowane środki powierzchniowo czynne w dowolnej postaci: past, płynów, substancji stałych, proszków, płatków lub granulek.

Tabela 5

Kompozycja detergentowa (wyrażona w procentach)

Przykład nr	Detergent niejonowy przed/po obróbce mikrofalowej	Detergent amonowy przed/po obróbce mikrofalowej
1.9	0.99/0.96	1.83/1.83
1.10	0.99/0.96	3.90/3.85

Przykład 1.11

Zmieszano razem około 85,7 gramów cytrynianu sodu · 2H₂O, 4,3 gramy siarczanu sodu • 10H₂O i 10 gramów Dehypon TM LT 104 (poliglikoloeter alkoholu tłuszczowego zblokowany końcami, niejonowy środek powierzchniowo czynny, produkt firmy Henkel), i umieszczono w pojemniku, który wprowadzono do komory mikrofalowej. Następnie mieszaninę poddano promieniowaniu mikrofalowemu przez 3 minuty, po czym otrzymano makrostałą tabletkę o wymiarach około 5 cm na 1.2 cm.

Przykład 1.12

Zmieszano razem około 40.2% siarczanu sodu, 34,5% dwuwodzianu cytrynianu sodu, 11,5% SOKALAN™ CP5, 11.5% dziesięciowodzianu węglanu sodu, i 2,3% TEAD, łącznie 30 g masy i umieszczono w pojemniku jak powyżej. Mieszaninę poddano oddziaływaniu promieniowania mikrofalowego przez 3 min, po czym otrzymano makrostałą tabletkę o wymiarach około 5 cm na 1,2 cm.

Przykład 1.13

Zmieszano razem około 29% tripolifosforanu sodowego, 1,0% metakrzemianu sodowego, 8,5% dziesięciowodzianu węglanu sodowego, 41% wodorotlenku sodu, 15% monowodzianu wodorotlenku sodowego, 1% środka przeciwpieniącego i 4,5% powleczonego dwuwodzianu dichloroizocyjanuranu, łącznie 30 g masy, i umieszczono w pojemniku jak powyżej. Mieszaninę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 3 minuty, po czym otrzymano makrostałą tabletkę o wymiarach około 5 cm na 1, 2 cm.

179 871

Przykłady 1.14- 1.22

Wszystkie te przykłady prowadzono w ten sam ogólny sposób jak poprzednie przykłady w tej grupie, z łączną ilością 30 g materiału surowcowego dla otrzymania makrostałej tabletki o wymiarach około 5 cm na 1,2 cm. Kompozycje materiałów surowcowych dla każdego z tych przykładów są pokazane w tabeli 6. Może być korzystne napromieniowywanie wrażliwych na temperaturę mieszanin surowego materiału (np. zawierających nadtlenoboran sodowy lub wodorowęglan sodowy) w środowisku o zredukowanym ciśnieniu (przykład nr 1.21, 1.22).

Tabela 6

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
tripolifosforan sodu · 6Η,0	1.14	1.15	1.16	1.17	1.18	1.19	1.20	1.21	1.22
tripolifosforan sodu · 6H2O	0	0	0	19	19	0	0	0	0
tripolifosforan sodu	0	40	40	10	10	0	28	25.7	0
Krzemian sodu pięciowodny	14	0	0	0	0	0	0	14.7	0
metakrzemian sodu	47	8	8	1	1	5.5	50	32.8	0
węglan sodu dziesięciowodny	10	19	19	8.5	8.5	31.5	16	5.2	16
węglan sodu	0	0	0	0	0	31.5	0	0	0
NaHCo3	0	0	0	0	0	0	0	0	30
siarczan sodu	0	0	0	0	0	27.7	0	0	0
wodorotlenek sodu	8	30	30	56	56	0	0	0	0
cytrynian trisodowy	0	0	0	0	0	0	0	0	47
powlekany di-chloroizocyj anuran dwuwodny	17	1.0	2.0	3.5	0	0	0	0	0
powlekany nadtlenoboran dziesięciowodny	0	0	0	0	4.5	0	6	20.7	5
oksyetylenowany alkohol tłuszczowy	4	0	0	0	0	1.1	0	0.9	0
TAED	0	0	0	0	0	0	0	0	2
MERSOLAT ™ 95	0	0	0	0	0	2.7	0	0	0
WUB ™ 308 (środek przeciwpieniący)	0	1	1	1	1	0	0	0	0
olej parafinowy	0	1	0	1	0	0	0	0	0

179 871

Przykłady 1.23-1.27

Wszystkie te przykłady prowadzono w ten sam ogólny sposób jak w innych przykładach tej grupy, stosując łącznie 30 g surowego materiału dla wytworzenia makrostałej tabletki o wymiarach około 5 cm na 1,2 cm z jedną ważną różnicą: promieniowanie mikrofalowe było impulsowane, zmieniając się dla przedziałów czasowych 5 sek promieniowania i bez promieniowania, aż dla próbek zgromadziło się łącznie 45 sekund czasu promieniowania. Kompozycje surowcowych materiałów dla każdego z tych przykładów, przy czym wszystkie zawierały znaczną część silnego kwasu amidosulfonowego, są pokazane w tabeli 7.

Tabela 7

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
1.23	1.24	1.25	1.26	1.27
Na,SO. ΊΟΗ,Ο Z 4 2	5	5	5	5	0
Ν^ΡΟ4-12Η2Ο	0	0	0	0	5
Na2SO4	0	0	5	0	0
Dehyphon “ LT 104	2	2	2	0	0
MERSOLAT ™ H95	0	0	0	3	0
kwas amidosulfonowy	95	93	88	92	95

Przykłady 1.28-1.41

Wszystkie te przykłady prowadzono w ten sam ogólny sposób jak inne przykłady z tej grupy (z wyjątkiem przykładów 1.23 - 1.27), z zastosowaniem łącznie 30 g surowego materiału dla wytworzenia makrostałej tabletki o wymiarach około 5 cm na 1,2 cm. We wszystkich tych przykładach zastosowano korzystnie krystaliczny krzemian warstwowy określony już krótko powyżej, Na-SKS-6, dostępny na rynku z firmy Hoechst AG. Kompozycje surowcowych materiałów dla każdego z tych przykładów są pokazane w tabeli 8. Kompozycje 1.32, 1.33, 1.35 i 1.36 składają się tylko z wody (jako wody do uwodnienia) i alkalicznych środków czyszczących. Mogą one być zastosowane, przykładowo jako kompozycje zmiękczające wodę, stanowiące część systemu czyszczącego („Baukastensystem”).

Przykłady 1.42-1.47

Przykłady te dostarczają bezpośredniego porównania pomiędzy makrostałymi produktami z krystalicznymi krzemianami warstwowymi i produktami z bezwodnym metakrzemianem sodowym zamiast krystalicznego krzemianu warstwowego. Wszystkie te przykłady prowadzono w ten sam ogólny sposób jak inne przykłady w tej grupie (z wyjątkiem przykładów 1.23 - 1.27), z zastosowaniem łącznie 30 gramów surowego materiału dla wytworzenia makrostałej tabletki o wymiarach około 5 cm na 1.2 cm. Kompozycje surowcowych materiałów

179 871 dla każdego z tych przykładów są pokazane w tabeli 9, wraz z niektórymi porównaniami wytrzymałości mechanicznej i szybkości rozpadu dla makrostałych produktów. Te ostatnie właściwości są przedstawione według skali określonej następująco:

	Szybkość rozpadu	Wytrzymałość mechaniczna
	1 g makrostałego produktu rozpuszcza się w 11 mieszanej wody z kranu przy 55°C (20°C) przez mniej niż 6 sek.(19 sek.)	makrostały produkt nie daje się przełamać ręcznie na dwie części
+	1 g makrostałego produktu rozpuszcza się w 11 mieszanej wody z kranu przy 55°C (20eC) przez mniej niż 10 sek. (30 sek.)	makrostały produkt nie pęka po opuszczeniu na podłogę ceramiczną z wysokości 2 m, ale daje się przełamać ręcznie
	1 g makrostałego produktu rozpuszcza się w 1 1 mieszanej wody z kranu przy 55°C (20°C) w przeciągu pomiędzy 10 i 60 sek. (30 sek. i 5 min)	makrostały produkt pęka na dwie części po opuszczeniu na ceramiczną podłogę z wysokości 2 m
	1 g makrostałego produktu rozpuszcza się wił mieszanej wody z kranu przy 55°C (20°C) w przeciągu więcej niż 60 sek. (5 min)	makrostały produkt całkowicie się rozsypuje po opuszczeniu na ceramiczną podłogę z wysokości 2 m

Tabela 8

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
1.28	1.29	1.30	1.31	1.32	1.33	1.34	1.35	1.36	1.37	1.38	1.39	1.40	1.41
Na-SKS-6	50	50	50	50	84	74	72	34.5	36.5	59	59	20	54	32
	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Na3Co3	0	0	0	0	0	0	0	32.4	31.5	0	0	44.8	0	0
Na3CO3-10HaO	20	5	10	10	16	16	16	33	32	16	16	30.2	16	8.5
Na2SO4	0	0	0	5	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
NajSO^-lOHjO	0	0	10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
tripolifosforan pięcie sodowy	0	0	0	0	0	0	0	0	0	20	20	0	25	0
cytrynian trisodowy	0	0	0	0	0	10	0	0	0	0	0	0	0	0
kwas cytrynowy	0	0	0	0	0	0	12	0	0	0	0	0	0	0
GENAPOL “ t 110	30	45	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MERSOLAT ™ H95	0	0	30	35	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
DEHYPON m LT 104	0	0	0	0	0	0	0	0	0	5	2	5	5	O.S
tłuszczowy siarczan alkilowy środek powierzchniowo czynny	0	0	0	0	0	0	0	0	00	0	3	0	0	0
powlekany dichloroizocyjanuran dwuwodny	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	4

GENAPOL - T 110 jest środkiem powierzchniowo czynnym wytwarzanym przez etoksylowanie alkoholu tłuszczowego C 18 średnio 11 jednostkami tlenku etylenu na mol

179 871

Tabela 9

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
	1.42	1.43	1.44	1.45	1.46	1.47
tripolifosforan pentasodowy	40	40	39.1	39.1	0	0
Na2SiO3	32	0	37.3	0	20	0
Na^iC^ - 5H2O	15	15	16	16	0	0
Na-SKS-6	0	32	0	37.3	0	20
Na2CO3	0	0	0	0	44.8	44.8
Na2CO3-10H2O	8.5	8.5	7.6	7.6	30.2	30.2
Powlekany dichloroizocyjanuran dwuwodzian	4	4	0	0	0	0
DEHYYPON™ LT 104	0.5	0.5	0	0	5	5
Stopień wytrzymałości mechanicznej	+	++	+	++	-	++
stopień szybkości rozoadu	+	+ +	+ .	+ +	+	+ +

Przykłady 1.48 - 1.51

Przykłady te przedstawiają bezpośrednie porównania pomiędzy makrostałymi produktami z krystalicznymi krzemianami warstwowymi i produktami z Zeolitem A, szkłem wodnym, lub bezwodnym metakrzemianem sodowym zamiast krystalicznego krzemianu warstwowego. Wszystkie te przykłady przeprowadzano w ten sam ogólny sposób jak inne przykłady z tej grupy (z wyjątkiem przykładów 1.23 - 1.27), z zastosowaniem łącznie 30 gramów materiału surowego dla wytworzenia makrostałej tabletki o wymiarach około 5 cm na 1,2 cm. Kompozycje surowych materiałów dla każdego z tych przykładów są pokazane w tabeli 10.

Przykłady 1.52-1.57

Wszystkie te przykłady ilustrują makrostałe produkty, które są szczególnie przydatne jako środki piorące lub inne środki czyszczące tkaniny. Wszystkie te przykłady były przeprowadzone w ten sam ogólny sposób jak inne przykłady z tej grupy (z wyjątkiem przykładów 1.23 - 1.27), z zastosowaniem łącznie 30 gramów surowego materiału dla wytworzenia makrostałej tabletki o wymiarach 5 cm na 1,2 cm. Kompozycje zastosowanego złoża cząstek są pokazane w tabeli 11.

179 871

Tabela 10

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
	1.48	1.49	1.50	1.51
Na2SiO3	0	0	34.5	0
PORTIL™ szkło wodne	0	34.5	0	0
Na-SK-6	34.5	0	0	0
Na2CO3	32.5	32.5	32.5	32.5
Na2CO3-H2O	33	33	33	33
Zeolit A	0	0	0	34.5
Stopień wytrzymałości mechanicznej	+	++	-	—
Stopień szybkości rozpadu	++	—	+	+

Przykłady 1.58-1.63

Wszystkie te przykłady ilustrują makrostałe produkty, które są szczególnie przydatne jako środki czyszczące do automatycznych zmywarek do naczyń. Wszystkie przykłady są prowadzone w ten sam ogólny sposób jak inne przykłady z tej grupy (wyjątkiem przykładów 1.23-1.27), z zastosowaniem łącznie 30 gramów surowego materiału dla wytworzenia makrostałej tabletki o wymiarach około 5 cm na 1,2 cm. Kompozycje zastosowanego złoża cząstek są pokazane w tabeli 12.

Przykłady 1.64-1.65

Wszystkie te przykłady ilustrują makrostałe produkty, które zawierają zarówno kwasowe jak i alkaliczne środki czyszczące. Wszystkie te przykłady były prowadzone w ten sam ogólny sposób jak inne przykłady z tej grupy (z wyjątkiem przykładów 1.23-1.27), z zastosowaniem łącznie 30 gramów surowego materiału dla wytworzenia makrostałej tabletki o wymiarach około 5 cm na 1,2 cm. Kompozycje zastosowanego złoża cząstek są pokazane w tabeli 13.

Przykłady grupy 2

Wszystkie te przykłady z tej grupy były konsolidowane z zastosowaniem generatora mikrofalowego Hotpoint Model RE600002.92KW (numer seryjny AT 9789585) ustawionego na moc wyjściową 450 Watów. Ogólne warunki były takie same jak dla przykładów z grupy 1, z tym wyjątkiem, że pojemniki były wykonane z polietylenu o dużej gęstości i rozmiary pojemników były bardziej zróżnicowane odpowiednio do wymiarów zastosowanego złoża cząstek, i że surowe materiały nie były mielone, a jedynie zmieszane razem ręcznie, bez uwzględnienia redukcji rozmiaru. Rozmiary cząstek rozmaitych materiałów surowcowych były jak pokazano bezpośrednio poniżej. Rozmiary sitowe (numery sita) stanowią znormalizowane sita USA, opisane w American Society for Testing and Matrials (”ASTM”), normie -11-61 jako „ równoważne oznaczenia Tylera”.

179 871

Tabela 11

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
	1.52	1.53	1.54	1.55	1.56	1.57
mydło kwasu tłuszczono Cl2.14	2	2	1.2	2	1.2	0
alkilo-benzenosulfonian C12	10	10	8.9	13	9	7
alkohol tłuszczowy C +5EO1	4.5	4.5	2.6	4	2.6	10
Sokolan ™ CP2	6	6	8.2	5	8.75	0
hydroksyeta- no-1,1-di-fosfonian	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0
Na2CO3-10H2O	14	14	21	20	21	23
bezpostaciowy dikrzemian sodowy	3.5	3.5	2.4	0.8	2.4	8
polifosforan trisodowy	0	0	0	0	0	30
Zeolit A	35	0	32	6	0	0
Na-SKS-6	0	035	0	43	32	0
Lipaza	0.5	0.5	0	0.5	1	1
Proteaza	0.95	0.95	11	1	1	1
Olej silikonowy	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0
TAED	5.5	5.5	5.5	0	5.5	0
Wybielacz optyczny	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0
powlekany monowodzian nadtlenoboranu sodu	16	16	12	0	12	0
Na,SO„ 2 4	1.5	1.5	1.65	4.15	0	20

Uwagi do tabeli 11

1. Produkt ten jest wytwarzany przez skondensowanie średnio 5 moli tlenku etylenu (”EO”) na mol alkoholu z mieszaniną alkoholi tłuszczowych o zmiennej długości łańcucha.

2. Jest to kopolimer akrylan-maleinian dostępny w handlu od f-my BASF

179 871

Tabela 12

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
	1.58	1.59	1.60	1.61	1.62	1.63
Na2CO3	0	27	0	19.5	0	0
NaHCO3	15	0	31	0	31.6	0
Na2CO3-10H2O	0	0	16	5	8	5.9
Bezpostaciowy dikrzemian sodu	20	20	0	0	0	0
Na-SKS-6	0	0	0	20	0	0
Cytrynian trisodowy dwuwodzian	40	26	36	26	44.9	0
Tripolifosforan pentasodowy	0	0	0	0	0	29.6
Metakrzemian sodu	0	0	0	0	0	45.7
Metakrzetnian sodu pięciowodzian	0	0	0	0	0	17.5
Powlekany dichloroizooyjantiran	0	0	0	0	0	1.3
Sokolan ™ CP5	10	10	0	0	0	0
Degapas ™3104Ν*	0	0	0	12.5	0	0
Powlekany nadtlenoboran sodu monowodzian	7	10	10	10	10	0
Dehydol ™LS22	1	1	1	1	1	0
APG™ 2253	1	1	1	1	0.8	' 0
TAED	3	3	3	3	1.9	0
Amylaza	1.5	1	1	1	1	0
Proteaza	1.5	1	1	1	0.8	0

Uwagi do tabeli 12

1. Jest to wodny roztwór zawierający 40% substancji stałych polimeru akrylowego dostępnego na rynku z f-my Degussa.

2. Jest to etoksylanowy alkohol tłuszczowy dostępny na rynku z f-my Henkel KGaA.

3. Jest to C8-10 alkilopoliglikozyd dostępny na rynku z f-my Henkel Corporation.

179 871

Tabela 13

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
	1.64	1.65
Cytrynian trisodowy dwuwodzian	55	57
kwas sulfaniIowy	30	10
Węglan sodu dziesięciowodny	5	13
Węglan sodu	10	20

Tetrawodzian tetraboranu sodowego: maximum 0.5% zatrzymane na sicie o oczku 40, 80% przeszło przez sito o oczku 100, maximum 10% przeszło przez sito o oczku 200.

Dwunastowodzian fosforanu trisodowego: 99% przeszło przez sito o oczku 20, maximum 10% przez sito o oczku 100.

Pirofosforan tetrasodowy (bezwodny): maximum 5.0% zatrzymane na sicie o oczku 14, maximum 25% przeszło przez sito o oczku 100.

Sześciowodzian tripolifosforanu sodowego: maximum 1.0% zatrzymane na sicie o oczku 14, maximum 15% zatrzymane na sicie o oczku 20, minimum 75.0% zatrzymane sicie o oczku 60, maximum 10% przeszło przez sito o oczku 100.

Granulki tripolifosforanu sodowego (bezwodnego): maximum 0.5% zatrzymane na sicie o oczku 12, maximum 12% zatrzymane na sicie o oczku 20, maximum 5% przeszło przez sito o oczku 200.

Proszek tripolifosforanu sodowego (bezwodny): maximum 5% zatrzymane na sicie o oczku 60, minimum 90% przeszło przez sito o oczku 100.

Pięciowodzian metakrzemianu sodu: maximum 0.1% zatrzymane na sicie o oczku 12, maximum 8% zatrzymane na sicie o oczku 20, minimum 80% zatrzymane na sicie o oczku 50, maximum 10% przeszło przez sito o oczku 50, ale zatrzymane na sicie o oczku 60, maximum 5% przeszło przez sito o oczku 60, zatrzymane na sicie o oczku 100, maximum 2% przeszło przez sito o oczku 100.

Metakrzemian sodu (bezwodny): maximum 2% zatrzymane na sicie o oczku 18, minimum 80% zatrzymane na sicie o oczku 60, maximum 5% przeszło przez sito o oczku 60 ale zatrzymane na sicie o oczku 100, maximum 2% przeszło przez sito o oczku 100.

Wodorotlenek sodu (bezwodny): maximum 1.0% zatrzymane na sicie o oczku 12, maximum 40% zatrzymane na sicie o oczku 20, minimum 80% zatrzymane na sicie o oczku 60, maximum 5% przeszło przez sito o oczku 100.

Węglan sodu (bezwodny): maximum 0.5% zatrzymane na sicie o oczku 14, maximum 10% zatrzymane na sicie o oczku 20, minimum 75% zatrzymane na sicie o oczku 100, maximum 5% przeszło przez sito o oczku 200.

Przykład 2.1

Zmieszano razem 20 g metakrzemianu sodu · 5H₂O, 50 g metakrzemianu sodu i 30 g proszku tripolifosforanu sodu dla otrzymania mieszaniny wstępnej zawierającej około 8.5% wody. Mieszaninę tę poddano promieniowaniu mikrofalowemu, przez 2 minuty dla otrzymania makrostałej tabletki.

179 871

Przykład 2.2

Zmieszano razem 20 g metakrzemianu sodu 5H₂O, 50 g metakrzemianu sodu i 30 g granulek tripolifosforanu sodu dla otrzymania mieszaniny wstępnej zawierającej około 8.5% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego, przez 2 min dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.3

Zmieszano razem 20 g metakrzemianu sodu · 5H₂O, 50 g metakrzemianu sodu i 30 g węglanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej zawierającej około 8.5% wody. Mieszaninę tę poddano oddziaływaniu promieniowania mikrofalowego przez 2 minuty dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.4

Zmieszano razem 20 g metakrzemianu sodu · 5H₂O, 50 g metakrzemianu sodu i 30 g metakrzemianu sodu, 20 g węglanu sodu i 30 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej zawierającej około 8.5% wody. Mieszaninę tę poddano oddziaływaniu promieniowania mikrofalowego przez 2 minuty dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.5

Zmieszano razem 10 g metakrzemianu sodu · 5H₂O, 55 g metakrzemianu sodu i 35 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej która zawiera około 4,3% wody. Mieszaninę tę poddano oddziaływaniu promieniowania mikrofalowego przez 2 min. dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.6

Zmieszano razem 20 g tetraboranu sodu · 5H₂O, 30 g metakrzemianu sodu i 20 g węglanu sodu i 30 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej która zawiera około 5.8% wody. Mieszaninę tę poddano oddziaływaniu promieniowania mikrofalowego przez 2.5 min. dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.7

Zmieszano razem 20 g tetraboranu sodu 5H₂O, 50 g metakrzemianu sodu i 30 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej, zawierającej około 5.8% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 1.5 min. dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.8

Zmieszano razem 10 g tetraboranu sodu · 5H₂O, 40 g metakrzemianu sodu i 30 g węglanu sodu i 30 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej, zawierającej około 2,9% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 2 min. dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.9

Zmieszano razem 10 g tetraboranu sodu-5H₂O, 55 g metakrzemianu sodu i 35 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej, zawierającej około 2,9% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 100 sek. dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.10

Zmieszano razem 10 g fosforanu trisodowego -12H₂O, 55 g metakrzemianu sodu i 35 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej, zawierającej około 5.2% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 2 min. dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.11

Zmieszano razem 20 g fosforanu trisodowego -12H₂O, 30 g metakrzemianu sodu i 20 g węglanu sodu i 30 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej, zawierającej około 10.4% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 2 min. dla otrzymania makrostałej tabletki.

179 871

Przykład 2.12

Zmieszano razem 20 g fosforanu trisodowego -12H₂O, 50 g metakrzemianu sodu i 30 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej, zawierającej około 10.4% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 2 min. dla otrzymania makrostałej tabletki.

Przykład 2.13

Zmieszano razem 200 g metakrzemianu sodu -5H₂O, 500 g metakrzemianu sodu i 300 g granulek tripolifosforanu sodu, dla otrzymania mieszaniny wstępnej, zawierającej około 8.5% wody. Mieszaninę tę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 17 min. dla otrzymania stałego bloczka, zawierającego 3.0% wody.

Przykład 2.14

Zmieszano razem 200 g metakrzemianu sodu -5H₂O, 435 g metakrzemianu sodu, 300 g granulek tripolifosforanu, 50 g węglanu sodu, 10 g karboksymetylocelulozy („CMC”) i 5 g PVP dla otrzymania wstępnej mieszaniny zawierającej około 8.5% wody. Mieszaninę wystawiono na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego przez 18 min. dla otrzymania stałego bloczka zawierającego 3.0% wody. Bloczek odbarwił się cokolwiek podczas napromieniowywania mikrofalowego, prawdopodobnie wskutek rozkładu CMC i PVP. Bloczek zanurzono w płynnej mieszaninie 20% polietylenoglikolu o średnim ciężarze cząsteczkowym 8000 („PEG 8000”) i 80% etoksylanu nonylofenolowego mającego średnio 9,5 moli tlenku etylenu na mol nonylofenolu („NPE 9.5”) przy 70°C, dopóki nie ustało widoczne wydzielanie się gazu, który prawdopodobnie stanowił powietrze wypierane z porów bloczka. Bloczek zaabsorbował 319 g roztworu, dodając tym samym do swojej uprzedniej wagi 33%. Odpowiada to bloczkowi zawierającemu 21% NPE 9.5.

Przykłady grupy 3

Przeprowadzono konsolidację według następujących przykładów z zastosowaniem źródła promieniowania fal radiowych.

Przykłady 3.1-3.3

Warunki ogólne były takie same jak warunki dla grupy 1. Kompozycje z surowych materiałów dla każdego z przykładów są podane w tabeli 14.

Tabela 14

Składnik surowego materiału	Procent składnika w przykładzie nr
	3.1	3.2	3.3
metakrzemian sodu	1	40.9	5.5
metakrzemian sodu-5H20	0	11.8	0
powlekany dichloroizocyjanuran dwuwodzian	3.5	0	0
Tripolifosforan sodu	30	38.7
Wodorotlenek sodu	41	0	0
Wodorotlenek sodu H2O	15	0	0
WUB™ 308 (środek przeciwpieniący)	1	1.1	0
Węglan sodu	0	0	3.5
Węglan sodu dziesięciowodny	8.5	7.5	31.5
Siarczan sodu	0	0	27.7
MERSOLAT™95	0	0	2.7
TA 14	0	0	1.1

179 871

Przykłady grupy 4

Następujące przykłady ilustrują kompozycję na składnik stały, zawierający makrostałą tabletkę czyszczącą i składnik płynny, które razem tworzą produkt dwuskładnikowy lub „dwuopakowaniowy”. Makrostałe tabletki czyszczące są wytworzone z zastosowaniem promieniowania SER w warunkach, które są ogólnie takie same jak dla grupy 1. W każdym przypadku otrzymano makrostałą tabletkę czyszczącą o zasadniczo takich samych wymiarach jak pojemnik, w którym była ona wytwarzana, i ma ona masę 50 ± 5 gramów. Kompozycja składnika płynnego jest podana jako procentowa objętość w łącznej objętości 260 ± 26 ml.

Przykład 4.1

Przygotowano pierwszy składnik dwuopakowaniowego produktu według wynalazku w postaci 50 gramowej (50 g) makrostałej tabletki czyszczącej z około 58 części metakrzemianu sodu, 24 części tripolifosforanu sodu, 16 części dziesięciowodzianu węglanu sodu i 2 części Dehypn™LT 104 (niejonowy środek powierzchniowo czynny). Drugi składnik dwuopakowaniowego produktu, stanowiący substancję płynną o łącznej objętości 260 mililitrów (260 ml), przygotowano z 20 części monoetanoloaminy, 14,3 części Propasol™ rozpuszczalnik B, 14,33 części monofenyloglikolu (klasy technicznej) i 51,4 części 40% roztworu wodnego kumenowego sulfonianu sodu.

Przykład 4.2

Przygotowano pierwszy składnik dwuopakowaniowego produktu według wynalazku w postaci 50 gramowej (50 g) makrostałej tabletki czyszczącej o kompozycji podobnej jak w przykładzie 4.1, z około 56 części metakrzemianu sodu, 26 części tripolifosforanu sodu, 16 części dziesięciowodzianu sodu, 1,5 części Dehypon™ LT 104 (niejonowy środek powierzchniowo czynny) i 0,5 części Genapol™ OX 060 (niejonowy środek powierzchniowo czynny dostępny na rynku z firmy Hoechst). Drugi składnik dwuopakowaniowego produktu, a mianowicie substancja płynna o łącznej zawartości 260 mililitrów (260 ml), przygotowano jak składnik płynny z przykładu 4.2 powyżej: 20 części monoetanoloaminy, 14,3 części Propasol™ rozpuszczalnik B, 14,3 części monofenyloglikolu (klasy technicznej) i 51,4 części 40% roztworu wodnego kumenowego sulfonianu sodu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.

Claims (27)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania jednorodnego uformowanego makrostałego produktu czyszczącego, zwłaszcza w postaci tabletek lub kostek, ze złoża środka cząsteczkowego, zawierającego typowe składniki środków czyszczących, w tym środki powierzchniowo czynne i ewentualnie dodatki i środki pomocnicze, znamienny tym, że:

   (A) do pojemnika o ścianach przenikalnych dla promieniowania SER wprowadza się do wewnątrz złoże cząstek materiału surowcowego, przy czym przynajmniej cześć tego surowcowego materiału stanowi materiał uwodniony, w którym przynajmniej 35% wagowych złoża cząstek stanowi materiał wybrany spośród węglanów metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicznych, wodorowęglanów, siarczanów, wodorosiarczanów, krzemianów, fosforanów, wodorotlenków, boranów i cytrynianów, z których wszystkie mogą być uwodnione lub bezwodne;

   (B) napromieniowywuje się złoże cząstek wprowadzonych w etapie (A) przez wystarczający czas, korzystnie do 24 godzin, promieniowaniem SER mającym częstotliwość od 3 do 300 000 MHz o energii wystarczającej dla spowodowania wzrostu temperatury przynajmniej części materiału surowcowego, a następnie przerywa się napromieniowywanie surowcowego materiału i chłodzi się, przy czym złoże cząstek przekształca się samoistnie w uformowany produkt, zwłaszcza w postaci tabletek lub bloku wewnątrz pojemnika, który to makrostały produkt ma objętość nie większą niż 1,20-krotność objętości złoża cząstek, z którego został utworzony.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowanie SER ma częstotliwość w zakresie od 300 do 300 000 MHz.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowanie SER ma częstotliwość w zakresie od 3 do 300 MHz.
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wprowadza się złoże cząstek zawierających wodę w ilości w zakresie od 1 do 25% wagowych.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zawartość wody w złożu cząstek mieści się w zakresie od 2 do 20% wagowych.
6. 6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wprowadza się dodatkowy materiał do porów lub przestrzeni międzywęzłowych, względnie zarówno do porów jak i do przestrzeni międzywęzłowych makrostałego produktu utworzonego w etapie (B), który pozostawia się przynajmniej w części wewnątrz lub na produkcie, względnie zarówno wewnątrz i na produkcie, przy czym wytwarza się zmodyfikowany produkt makrostały.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że dodatkowy materiał stanowi przynajmniej jeden materiał wybrany spośród glikoli polialkilenowych, kwasów tłuszczowych, amidów kwasów tłuszczowych, wosków parafinowych, sorbitolu, węglowodanów, środków ściernych i niejonowych substancji powierzchniowo czynnych, przy czym całkowity dodatkowy materiał po zakończeniu procesu tworzy powłokę na materiale znajdującym się w produkcie makrostałym przed wprowadzeniem dodatkowego materiału.
8. 8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że dodatkowy materiał stanowi przynajmniej jeden materiał z grupy glikoli polialkilenowych oraz anionowych, kationowych, niejonowych i obojnaczych środków powierzchniowo czynnych.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że wytwarza się gotowy zmodyfikowany produkt makrostały zawierający więcej niż 5% wagowych środków powierzchniowo czynnych łącznie.

   179 871
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że gotowy zmodyfikowany makrostały produkt zawierający więcej niż 25% wagowych środków powierzchniowo czynnych łącznie.
11. 11. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako dodatkowy materiał wprowadza się enzym.
12. 12. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wytwarza się makrostały produkt o zawartości wody w zakresie od 0,1 do 11% wagowych.
13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że zawartość wody mieści się w zakresie od 0,5 do 10% wagowych.
14. 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że zawartość wody mieści się w zakresie od 2 do 6% wagowych.
15. 15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się materiał surowcowy, w którym przynajmniej połowa masy surowcowego materiału stanowi substancje chemiczne, które są stałe przy 25°C i są rozpuszczalne lub jednorodnie rozpraszalne w wodzie przy 25°C, dla utworzenia roztworów zawierających przynajmniej 10 gramów na litr rozpuszczonych lub jednorodnie rozproszonych stałych substancji chemicznych, przy czym stosunek najmniejszego wymiaru otrzymanego makrostałego produktu do najmniejszego wymiaru cząstek w złożu wynosi przynajmniej 10:1 i przynajmniej 60% objętości złoża cząstek przed rozpoczęciem napromieniowywania SER jest stałe w temperaturze złoża cząstek, a objętość porów złoża cząstek i makrostałego produktu wynosi od 1 do 50% objętościowych.
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że promieniowanie SER ma częstotliwość w zakresie od 300 do 300 000 MHz.
17. 17. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że promieniowanie SER ma częstotliwość w zakresie od 3 do 300 MHz.
18. 18. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wprowadza się materiał surowcowy, w którym przynajmniej 50% wagowych złoża cząstek stanowi materiał wybrany spośród siarczanów sodu, potasu i magnezu, wodorosiarczanów, węglanów, wodorowęglanów, krzemianów, fosforanów, wodorotlenków, boranów i cytrynianów, przynajmniej 70% objętości złoża cząstek jest stałe w temperaturze złoża cząstek przed rozpoczęciem napromieniowywania SER, a objętość porów złoża cząstek i makrostałego produktu wynosi od 3 do 45% objętościowych.
19. 19. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że makrostały produkt po zanurzeniu przy 55°C w objętości wody stanowiącej przynajmniej dziesięciokrotność objętości produktu makrostałego, rozpuszcza się, rozpada, lub zarówno rozpuszcza się jak i rozpada, w czasie po zanurzeniu nie dłuższym niż 0,036 minut na centymetr sześcienny objętości produktu makrostałego, przy czym nierozpuszczone cząstki nie przekraczają 2,2 mm.
20. 20. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wprowadza się złoże cząstek zawierające przynajmniej jeden materiał wybrany spośród powleczonego źródła chloru, niepowleczonego źródła chloru, powleczonych materiałów zawierających chlor, niepowleczonych materiałów zawierających chlor, powleczonego źródła aktywnego tlenu i niepowleczonego źródła aktywnego tlenu.
21. 21. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wprowadza się złoże cząstek zawierające przynajmniej 1% wagowych krystalicznych krzemianów warstwowych.
22. 22. Uformowany makrostały produkt czyszczący, zwłaszcza w postaci tabletki lub kostki, zawierający typowe składniki środków czyszczących, w tym środki powierzchniowo czynne i ewentualnie dodatki i środki pomocnicze, znamienny tym, że (A) zawiera:

    (1) przynajmniej 30% wagowych, bardziej korzystnie przynajmniej 50% lub jeszcze korzystniej przynajmniej 60% wagowych składnika wybranego spośród siarczanów metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicznych, łącznie z wodorosiarczanami, węglanów, łącznie z węglanami kwaśnymi, krzemianów, ewentualnie uwodnionych w tym metakrzemianów, dikrzemianów i krystalicznych krzemianów warstwowych, zeolitów, fosforanów, łącznie ze skondensowanymi fosforanami, w tym pirofosforanami i tripolifosforanami, wodorotlenków, boranów i cytrynianów z zalecanymi ogólnie solami metalu alkalicznego; i/lub

    179 871 (2) przynajmniej 5% wagowych, korzystnie przynajmniej 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 lub 90% wagowych, ale nie więcej niż 98% wagowych składnika wybranego spośród grupy materiałów spełniających obydwa następujące warunki:

    (2.1.) materiał jest stały w 25°C i (2. 2.) roztwór 10% materiału w wodzie, lub nasycony roztwór materiału w wodzie jeżeli jego rozpuszczalność jest mniejsza niż 10% wagowych, przy 25°C ma wartość pH nie większą niż 4, lub korzystnie nie większą niż 3,5, 3,0, 2,5, 2,0,1,5, 1,0, 0,5 lub 0,1;

    przy czym:

    (B) przynajmniej 50% wagowych produktu stanowią substancje stałe przy 25°C i rozpuszczalne w wodzie przy 25°C, tworzące roztwory zawierające przynajmniej 10 gramów na litr rozpuszczonych stałych substancji chemicznych; i (C) po zanurzeniu przy 55°C w objętości wody stanowiącej przynajmniej dziesięciokrotność objętości produktu makrostałego, produkt makrostały rozpuszcza się, rozpada, względnie rozpuszcza się i rozpada, w przeciągu czasu po zanurzeniu, który nie jest dłuższy niż 0,050 min na centymetr sześcienny objętości makrostałego produktu, przy czym pojedyncze, nierozpuszczone cząstki, wykazują największy wymiar nie większy niż około 2,2 mm.
23. 23. Produkt czyszczący według zastrz. 22, znamienny tym, że wykazuje objętość porów w zakresie od 1 do 60% objętościowych produktu czyszczącego i zawiera przynajmniej około 60% wagowych materiału wybranego z grupy zawierającej siarczany sodu, potasu i magnezu, węglany, krzemiany, fosforany, wodorotlenki, borany i cytryniany.
24. 24. Produkt czyszczący według zastrz. 22, znamienny tym, że zawiera przynajmniej (1) od 1 do 25% wagowych niejonowych środków powierzchniowo czynnych, i/lub (2) od 0,5 do 25% wagowych anionowych środków powierzchniowo czynnych, i/lub (3) od 1 do 15% wagowych łącznie kationowych i obojnaczych środków powierzchniowo czynnych, przy czym łączna ilość środków powierzchniowo czynnych nie przekracza 60% wagowych.
25. 25. Produkt czyszczący według zastrz. 22, znamienny tym, że zawiera od 80 do 90% wagowych cytrynianów metalu alkalicznego.
26. 26. Produkt czyszczący według zastrz. 22, znamienny tym, że zawiera:

    (1) od 1 do 90% wagowych krzemianów, i/lub (2) od 5 do 80% wagowych fosforanów i/lub, (3) od 2 do 40% wagowych wodorowęglanów i/lub, (4) od 2 do 70% wagowych wodorotlenków metalu alkalicznego i/lub, (5) od 1 do 30% wagowych siarczanów wybranych z grupy składającej się z siarczanów sodu i magnezu, (6) od 1 do 95% wagowych cytrynianów, i (7) od 1 do 100% wagowych węglanów.
27. 27. Produkt czyszczący według zastrz. 22, znamienny tym, że wykazuje objętość porów w zakresie od 5 do 40% objętościowych.

    * * *

    Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania jednorodnego, uformowanego makrostałego produktu czyszczącego ze złoża cząsteczkowych substancji stałych, do postaci jednolitej porowatej substancji stałej, zwłaszcza w postaci tabletek lub kostek. Wynalazek dotyczy również rozmaitych użytecznych produktów czyszczących, zwłaszcza do materiałów tekstylnych, zmywania naczyń, oraz produktów czyszczących powierzchnię, mających porowatą postać stałą, otrzymywanych poprzez realizację tego sposobu.

    Produkt według wynalazku stanowi uformowany, makrostały produkt „makrociało stałe”, tj. stanowi jednolity stały trójwymiarowy przedmiot, który (1) utrzymuje określony kształt i rozmiar pod wpływem normalnego pola grawitacyjnego, przy powierzchni ziemi i przesuwa się jako całość pod oddziaływaniem sił wywieranych na tylko jeden koniec lub

    179 871 krawędź przedmiotu oraz (2) jest wystarczająco duży dla pomieszczenia wewnątrz przynajmniej jednego hipotetycznego sześcianu mającego długość 2,5 milimetra (skracanego poniżej jako „mm”) na każdej krawędzi. Korzystnie, z preferencją wzrastającą w podanym porządku, makrostały produkt według wynalazku jest wystarczająco duży dla pomieszczenia w obrębie pojedynczego produktu hipotetycznego sześcianu o długości 5, 6, 6,5, 8,2, 10,0, 12,1 lub 13,0 mm każdej krawędzi. Makrostały produkt kontrastuje tym samym z konwencjonalnym, granulowanym lub sproszkowanym materiałem stałym, w którym każda jednostkowa cząstka ma zwykle nie więcej niż 2,2 mm na przynajmniej jednym z trzech głównych wymiarów geometrycznych. (Granulowane lub sproszkowane stałe środki czyszczące są częstokroć preferowane do użytku domowego, gdzie potrzebna siła czyszcząca jest głównie uzależniona od zastosowanego środka czyszczącego. Jednakże granulowane lub sproszkowane środki czyszczące wymagają stosowania oddzielnego etapu pomiaru objętości lub masy dla otrzymania powtarzalnych rezultatów i skutecznego zastosowania danego środka czyszczącego. Z tego względu, w warunkach przemysłowych lub innych, gdzie potrzebna siła czyszczenia dla rozmaitych zastosowań środka czyszczącego jest w zasadzie stała, i/lub gdzie ilość oszczędzonego czasu jest bardziej istotna ze względów ekonomicznych niż ewentualna strata niewielkich ilości środka czyszczącego, ogólnie zalecane są makrostałe środki czyszczące, ponieważ pracownik może szybko dobrać i zastosować niewielką całkowitą ilość środka czyszczącego, zwykle jeden na sztukę dla każdego rodzaju zastosowania, bez potrzeby stosowania jakiegokolwiek dodatkowego czasochłonnego etapu pomiarowego.

    Jednostki makrostałego środka czyszczącego według wynalazku są zwykle zwane „tabletkami”, „kostkami” lub „bloczkami” i określenia te zastosowano w opisie dla wygody, jednakże nie mają być one traktowane jako narzucające zawartość, wytrzymałość, lub zastosowanie odnośnie konkretnego sformułowania. Mniejsze makrostałe produkty rzędu 10 do 50 gramów masy są ogólnie określane jako „tabletki”, ponieważ tego rodzaju stosunkowo niewielkie makrociała stałe są często walcami o wysokości znacznie mniejszej niż średnica, zaś większe makrociała stałe o masie rzędu 100 gramów do kilku kilogramów są zwykle określane jako „bloczki”. Jednakże określenie „tabletki” lub „bloczki” nie narzuca jakiegokolwiek ilościowego ograniczenia, chyba, że z kontekstu wynika inaczej. Środki czyszczące i detergenty od kwasowych do silnie alkalicznych znajdują szerokie zastosowanie w postaci proszków, granulek, tabletek, past i bloczków. Tabletki i bloczki (kostki) były dotychczas wykonywane przez prasowanie sproszkowanych substancji stałych lub pastopodobnych zawiesin takich substancji stałych, lub też przez formowanie płynnych składników lub zawiesin częściowo stałych składników w płynie, który łatwo wypełnia formę. Liczne znane sposoby wytwarzania stałych produktów czyszczących lub formowanych środków czyszczących wymagają przykładowo ogrzewania i mieszania surowych materiałów i/lub roztworów wodnych dla zapewnienia jednorodności produktu finalnego. Ponadto może być również pożądane zagęszczanie, zalewanie i chłodzenie ogrzanych mieszanin albo samodzielnie lub z zastosowaniem odpowiednich form.

    Większość konwencjonalnych sposobów wytwarzania tabletek lub formowanych środków czyszczących posiada wadę polegającą na tym, że wymagają one dodatku niektórych dodatkowych środków pomocniczych, takich jak środki wzmagające tabletkowanie, które muszą być dodane do materiałów surowcowych o własnościach czyszczących. Te środki pomocnicze są konieczne ze względu na stabilizowanie aktywnych składników dla wytwarzania zawiesiny lub mieszaniny pasty do dalszej obróbki takiej jak topienie, zalewanie, lub prasowanie do ostatecznej pożądanej postaci produktu. Tego rodzaju środki pomocnicze nie wzmagają działania czyszczącego lub innych pożądanych własności produktu końcowego, jednakże są często potrzebne dla umożliwienia dogodnego pompowania materiałów surowcowych łub innego ich prowadzenia w obrębie procesu, względnie dla ułatwienia przenoszenia ciepła, jeżeli materiały surowcowe wykazują rozmaite stopnie stabilności cieplnej. Zastosowanie tego rodzaju środków pomocniczych może również korzystnie wpływać na doprowadzanie i rozpuszczanie materiałów. Zastosowanie środków wzmagających tabletkowanie jest niekorzystne z tego względu, że zwiększa zarówno koszty materiałów surowcowych jak i koszty wytwarzania.

    179 871

    Udoskonalanie sposobu, który nie obejmowałby zwiększonych ciśnień, względnie ogrzewania, pompowania, zalewania, chłodzenia wytopu i tym podobnych, z koniecznymi etapami związanymi mogłoby potencjalnie ułatwiać proces wytwarzania stałych detergentów i środków czyszczących. Ponadto, pożądane byłoby uzyskanie oszczędności materiałów surowcowych, jeżeli nie byłyby potrzebne dodatki składników wymaganych jedynie do obsługi lub stabilizacji cieplnej materiału. Dotychczas nie opracowano sposobów pokonujących te niedogodności. Istnieje również potrzeba otrzymywania produktów o lepszej jakości, które wymagają stosowania mniejszych ilości środków pomocniczych, a tym samym większych ilości składników aktywnych w mniejszych objętościach. Jest to określane jako produkt „silniejszy”. Rezultatem jest występowanie tendencji odnośnie stosowania bardziej stężonych mieszanin surowcowych, które w trakcie wytwarzania mogą występować w postaci płynów i/lub płynnych strumieni, ze związanymi z tymi problemami odnośnie obsługi i przetwarzania. Korzystne byłoby zatem opracowanie sposobu wytwarzania detergentów lub środków czyszczących, które wykazywałaby pożądaną skuteczność połączoną z ułatwieniem i udogodnieniem obsługi i przetwarzania surowego materiału.

    Tak więc celem obecnego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania stałych tabletek, lub kostek (bloczków) produktów czyszczących bezpośrednio ze sproszkowanych lub granulowanych mieszanin surowego materiału.

    Celem obecnego wynalazku jest również opracowanie sposobu wytwarzania stałych tabletkowych lub bloczkowych produktów czyszczących bezpośrednio ze sproszkowanych lub granulowanych mieszanin surowego materiału, które nie wymagają stosowania wysokich ciśnień potrzebnych zwykle do otrzymywania makrociał stałych w postaci prasowanej, lub topienia masy mieszanin surowego materiału, w którym będą zastosowane niektóre przydatne składniki, niepraktykowane do stosowania w procesie wytapiania ze względu na wrażliwość na temperaturę lub z innych względów.

    Następnym celem obecnego wynalazku jest opracowanie alternatywnego sposobu i towarzyszących mu zaleceń odnośnie wytwarzania makrostałych detergentów i środków czyszczących, w którym będzie wyeliminowana lub przynajmniej zredukowana potrzeba stosowania nieaktywnych składników takich jak kruszywo, wypełniacze, środki wzmagające tabletkowanie i tym podobne.

    Jeszcze inne cele wynalazku będą wyjaśnione na podstawie poniższego opisu.

    Jeżeli nie stwierdzono tego odmiennie, występujący poniżej opis grup materiałów chemicznych jako odpowiednich lub zalecanych na konkretny składnik według wynalazku nakłada możliwość jednakowego stosowania mieszanin dwóch lub więcej poszczególnych składników z grupy jako jednakowo odpowiednich lub zalecanych w stosunku do poszczególnych składników danej grupy zastosowanych samodzielnie. Ponadto, określenie materiałów chemicznych w postaci zjonizowanej należy traktować jako obejmujące obecność niektórych jonów kompensujących koniecznych do zobojętnienia elektrycznego całkowitej kompozycji. W ogólności, tego rodzaju jony kompensujące powinny najpierw być wybrane w możliwym zakresie z materiałów jonowych wyspecyfikowanych jako część wynalazku, zaś jakiekolwiek pozostałe jony kompensujące mogą być w zasadzie dobierane swobodnie, z tym, że należy unikać jonów kompensujących, które są szkodliwe dla spełnienia celów wynalazku. Tak samo, i o ile nie stwierdzono inaczej, liczby wyrażone w „procentach” lub „proc” mają być traktowane jako procenty wagowe.

    Nieoczekiwanie stwierdzono, że można wykorzystać wysokoczęstotliwościową energię elektromagnetyczną w zakresie podczerwieni dla szybkiego wytwarzania uformowanych makrostałych produktów czyszczących, korzystnie w postaci tabletek lub kostek z danej objętości bardziej lub mniej ciasno upakowanego proszku lub granulatu materiału surowcowego, jeżeli przynajmniej część tych materiałów surowcowych zostanie uwodniona, i że proces ten może być stosowany do wytwarzania szczególnie użytecznych środków czyszczących od kwasowych do silnie alkalicznych w postaci makrociała stałego. Ważna cecha wynalazku polega na tym, że można zastosować formę wielokrotnego stosowania lub „formy gniazdowe”

    179 871 dla umożliwienia wytwarzania tabletek lub bloczkowych makrociał stałych ze znakomitą niezawodnością i powtarzalnością. Korzyść tego sposobu polega na tym, że eliminuje on potrzebę formowania pośrednich faz masy ciekłej lub płynu, a także eliminuje alternatywną potrzebę stosowania prasowania wysokociśnieniowego dla wytworzenia finalnej postaci produktu makrostałego. Następna korzyść wynalazku polega na tym, że bezpośrednio do wytwarzanych makrociał stałych można wprowadzać niektóre składniki, które dotychczas nie mogły być praktycznie wprowadzane do tabletek wytwarzanych według znanej technologii formowania tabletek pod ciśnieniem.

    Zastosowane w opisie określenie ”środek czyszczący” lub mieszanka czyszcząca” obejmuje dowolną substancję, którą łatwo można zastosować do oczyszczenia powierzchni twardej lub materiału tekstylnego, zatem obejmuje kompozycje znane dotychczas jako detergenty, środki czyszczące, środki czyszczące ogólnego przeznaczenia, środki piorące, środki do wstępnego namaczania, i środki do wstępnego przemywania, przystosowane do użytku domowego, zakładowego lub przemysłowego, względnie do prania ręcznego lub automatycznego i do zmywania naczyń, mycia sanitariatów, przemywania powierzchni, konserwacji podłogi, czyszczenia powierzchni twardych i tym podobnych w dowolnym kształcie.

    Zastosowane tutaj określenie „uwodnione” należy traktować jednakże nie wyłącznie, jako oznaczające „uwodnione przy szczególnych warunkach temperatury, ciśnienia, i względnej wilgotności atmosfery otaczającej lub z nią w równowadze”, i jeżeli warunki te nie będą podane szczegółowo, wówczas należy uważać, że są to warunki atmosfery otaczającej przestrzeni, w której temperatura jest utrzymywana w zakresie normalnym dla komfortu człowieka, tj. 18 - 30°C, a wilgotność względna wynosi pomiędzy 5 i 95%, przy czym jest prawdziwa przynajmniej jedna z następujących właściwości materiału: (1) materiał stanowi ciało stałe zawierające stechiometryczną ilość wody do uwodnienia, lub (2) materiał stanowi płyn i/lub ciało stałe o określonej mierzalnej masie, i jeżeli temperatura materiału zostanie wystarczająco podwyższona powyżej temperatury odniesienia, przy której materiał jest uwodniony i/lub jeżeli ciśnienie, i/lub względna wilgotność atmosfery gazowej, na której oddziaływanie jest wystawiony dany materiał zostanie obniżona o wartość wystarczającą od poziomu odniesienia, w którym materiał jest uwodniony, wówczas masa pary wodnej w atmosferze na której oddziaływanie jest wystawiony dany materiał będzie wzrastała a masa stałego i/lub ciekłego uprzednio uwodnionego materiału będzie malała o wielkość nie większą niż 120%, lub korzystnie z preferencją wzrastającą w podanym porządku, nie większą niż 115, 109, 106, 103 lub 101% wartości o którą wzrosła masa pary wodnej w atmosferze gazowej, na oddziaływanie której został wystawiony uprzednio uwodniony materiał. Tak więc dla pewnych rozwiązań wynalazku „uwodniony” materiał może stanowić kombinacja początkowo bezwodnej soli i wody w stanie ciekłym, która jest tymczasowo zaabsorbowana przez sól, łub nawet sama woda w stanie ciekłym, jednakże ogólnie zalecany jest przynajmniej częściowo stały materiał uwodniony.

    Normalnie, wyszczególnione powyżej przeniesienie masy ze stałego i/lub ciekłego uwodnionego materiału do pary wodnej zawierającej fazę gazową, dla przydatności tego materiału w wynalazku, powinno wystąpić w zakresie mierzalnym w przeciągu 24 godzin, lub też, z preferencją wzrastającą w podanym porządku, powinno następować w przeciągu 8, 5, 2, 1, 0,5, 0,2, 0,09 lub 0,005 godziny po zmianie, obejmującej przynajmniej jeden z następujących warunków: temperatura wzrasta o 50°C, ciśnienie zmniejsza się o 100 milibarów (10 kPa), i/lub wilgotność względna jest redukowana o 20%.

    Jak opisano we współbieżącym zgłoszeniu, '728 mikrofale mają częstotliwości powyżej 300 megahertzów (skracanych poniżej jako „MHz”), i ogólnie mają częstotliwości w zakresie 300 do 300 000 MHz. Mikrofale należące do szerszego zakresu promieniowania elektromagnetycznego, określane tu jako „elektromagnetyczne promieniowanie podczerwone” lub „SER”, które mają częstotliwości w zakresie od 3 do 300 000 MHz. Część tego widma elektromagnetycznego nie zajęta przez mikrofale jest znana jako „zakres fal radiowych lub zakres częstotliwościowy” i ma częstotliwości w zakresie 3 do 300 000 MHz. Mikrofale

    179 871 stanowią zatem fale w podczerwieni o bardzo małej długości fali. Według wynalazku, dla otrzymania makrociał stałych opisanych poniżej możliwe jest stosowanie SER w każdym zakresie mikrofal lub fal radiowych.

    Określenie „obróbka mikrofalowa” (lub napromieniowanie)” względnie „obróbka przez (lub napromieniowanie przez) mikrofale” dotyczy wystawiania surowego materiału lub jego mieszaniny na oddziaływanie energii elektromagnetycznej obszaru mikrofal. Określenie „obróbka SER (lub napromieniowanie)” lub „obróbka przez (lub napromieniowanie) SER” dotyczy wystawiania surowego materiału lub jego mieszaniny na oddziaływanie pól elektromagnetycznych o częstotliwościach od 3 do 300 000 MHz. Określenia „wystawianie, oddziaływanie” lub „obróbka” w połączeniu z „SER” lub energia „SER” należy traktować jako zasadniczo synonimy. Tam gdzie jest konieczne dalsze rozróżnienie pomiędzy energią elektromagnetyczną podczerwieni o niższej częstotliwości (to jest fale radiowe lub energia „RW”, która zasadniczo oznacza częstotliwości około 3 do około 300 000 MHz), i energią elektromagnetyczną podczerwieni o wyższej częstotliwości (zakres energii mikrofal lub energia „MW”, która oznacza częstotliwości około 300 do około 300 000 MHz), odpowiednie rozróżnienie zostanie wskazane w tekście.

    Jakkolwiek rozmaite kraje mają zmienne dozwolone częstotliwości radiowe, to jednak najbardziej powszechnie stosowane częstotliwości do przemysłowych, naukowych i medycznych zastosowań (pasma ISM) dla częstotliwości radiowej obejmują 13,56 i 27,12 MHz, zaś częstotliwość mikrofalowa wynosi 896 MHz i 2450 MHz.

    Dla prawie wszystkie nieprzewodnych lub dielektrycznych związków chemicznych, które są stabilne przy normalnych temperaturach otoczenia 18-30°C, promieniowanie SER jest niejonizujące, jednakże może powodować ruch niektórych atomów w materiale względem innych atomów poprzez migrację jonów, obrót molekuł z momentami dipolowymi, względnie polaryzację molekuł w obrębie pola elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości. Wystawienie na oddziaływanie promieniowania SER nie powoduje trwałych zmian w wiązaniu chemicznym w tego rodzaju materiale.

    Określenie „cząsteczki”, „czynnik cząsteczkowy” i „proszek/ki” oznaczają, o ile nie stwierdzono inaczej, że tak opisany materiał jest w fazie stałej. „Złoże” czynnika cząsteczkowego oznacza nagromadzenie cząstek, które w wyniku wzajemnego pozornego fizycznego podtrzymywania pomiędzy cząstkami, i ewentualnie pomiędzy niektórymi cząstkami i przynajmniej częścią ściany i ścian pojemnika na złoże i/lub stały wsad wewnątrz złoża, posiada zgrubny kształt, który nie ulega zmianie i wielkość, która nie maleje wskutek ruchu niektórych cząsteczek składowych względem innych cząsteczek składowych pod wpływem siły grawitacyjnej przy powierzchni ziemi, pod nieobecność jakiejkolwiek zlokalizowanej wibracji złoża.

    Dodatkowo do stałych cząstek w złożu, może ono zawierać również pewną ilość płynnego surowego materiału, jeżeli tylko objętość płynu względem objętości substancji stałej w złożu nie jest tak duża aby nadmiernie ułatwić ruch cząstek stałych w złożu względem siebie, przez co złoże nie spełniałoby warunków posiadania zgrubnego kształtu i wielkości nie ulegających zmianie pod wpływem siły ciężkości, jak wspomniano powyżej.

    Pojemnik, w którym znajduje się złoże cząstek może stanowić po prostu płaski arkusz, na którym spoczywa złoże cząstek, jakkolwiek zwykle będzie on również posiadał ściany, które pełnią funkcję bocznej podpory złoża cząstek. Spód i ściany pojemnika, jeżeli występują, mogąbyć wykonane z dowolnego materiału odpowiedniego do podparcia złoża cząstek, to znaczy nie wystarczająco porowatego aby cząstki mogły przechodzić przez ten materiał pod wpływem siły grawitacyjnej i docisku przykrywających je części złoża cząstek.

    Materiał wybrany na pojemnik według obecnego wynalazku może stanowić dowolny kompatybilny i przenikalny dla promieniowania SER materiał, i w procesach, w których są uzyskiwane wyższe temperatury stanowi korzystnie materiał odpowiedni do wytrzymywania temperatur do np. 160°C. Dla procesów, dla których wyjściowe złoża surowego materiału zawieraj ąNaOH o stężeniach większych niż 75%, korzystnie nie stosuje się form polistyrenowych lub

    179 871 polietylenowych ze względu na niebezpieczeństwo stopienia. Materiał wybrany na pojemnik lub formę powinien być taki, który może być formowany dla utrzymania pożądanego kształtu podczas powtarzalnego użytkowania, jeżeli takie jest pożądane. Odpowiednie materiały pojemnika wielokrotnego użytku obejmują szkło, polietylen, polipropylen, tworzywo sztuczne, ceramikę lub też ich kompozyty lub dowolny inny kompatybilny do SER materiał w szczególnych temperaturach w zależności od rodzaju wyjściowych materiałów surowcowych. W przypadkach gdy mieszanina surowców zawiera składniki korozyjne, zalecane jest stosowanie pojemnika wykonanego z materiału odpornego na korozyjne oddziaływanie jego zawartości. Jako jednorazowe pojemniki mogą być skutecznie stosowane folie z tworzywa sztucznego łącznie z rozpuszczalnymi w wodzie foliami, które mogą być uszczelniane po uformowaniu wewnątrz makrostałego produktu i służąjako pojemnik przechowywujący i dozujący produkt.

    „Objętość masowa” złoża czynnika cząsteczkowego lub porowatej substancji stałej oznacza objętość najmniejszej pozbawionej porów i przestrzeni międzywęzłowych substancji stałej, która może być wytworzona przez wypełnienie wszystkich porów i przestrzeni międzywęzłowych złoża lub porowatego ciała stałego, zaś „objętość porów” złoża cząstek lub porowate ciało stałe oznacza całkowitą objętość potrzebną do wypełnienia wszystkich porów i przestrzeni międzywęzłowych złoża lub porowatego ciała stałego dla utworzenia tego rodzaju najmniejszego ciała stałego pozbawionego porów i przestrzeni międzywęzłowych. „Gęstość” złoża czynnika cząsteczkowego lub porowatego ciała stałego oznacza stosunek łącznej masy fazy stałej i ciekłej zawartych wewnątrz złoża lub porowatego ciała stałego do objętości masowej złoża lub porowatego ciała.

    W głównym rozwiązaniu przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania charakteryzujący się tym, że:

    (A) do pojemnika o ścianach przenikalnych dla promieniowania SER wprowadza się do wewnątrz złoże cząstek materiału surowcowego, przy czym przynajmniej część tego surowcowego materiału stanowi materiał uwodniony, w którym przynajmniej 35% wagowych złoża cząstek stanowi materiał wybrany spośród węglanów metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicznych, wodorowęglanów, siarczanów, wodorosiarczanów, krzemianów, fosforanów, wodorotlenków, boranów i cytrynianów, z których wszystkie mogą być uwodnione lub bezwodne;

    (B) napromieniowywuje się złoże cząstek wprowadzonych w etapie (A) przez wystarczający czas, korzystnie do 24 godzin, promieniowaniem SER mającym częstotliwość od 3 do 300 000 MHz o energii wystarczającej dla spowodowania wzrostu temperatury przynajmniej części materiału surowcowego, a następnie przerywa się napromieniowywanie surowcowego materiału i chłodzi się, przy czym złoże cząstek przekształca się samoistnie w uformowany produkt, zwłaszcza w postaci tabletek lub bloku wewnątrz pojemnika, który to makrostały produkt ma objętość nie większą niż 1,20-krotność objętości złoża cząstek, z którego został utworzony.

    Wiadomo, że wystawienie na oddziaływanie energii elektromagnetycznej w zakresie mikrofalowym spowoduje wzrost energii obrotowej molekuł wody, która wstępnie może być wywierana na sąsiednie molekuły lub jony w postaci ciepła. Podobnie, energia elektromagnetyczna w zakresie fal radiowych powoduje tendencję dipoli w obrębie molekuł podatnego materiału do ukierunkowywania lub układania się zgodnie z liniami pola elektromagnetycznego, wzmagając tym samym energię. Ponieważ pole to zwykle odwraca się ponad 10 000 000 razy na sekundę (lub inaczej mówiąc ma częstotliwość większą niż 10 MHz), zatem pomiędzy molekułami występuje wewnętrzne tarcie, które następnie może być przekazywane na sąsiednie molekuły lub jony w postaci ciepła. Złoża cząstek obrabiane według wynalazku zwykle ogrzewają się przy napromieniowaniu SER.

    Zjawisko stosowania SER jest również znane jako ogrzewanie dielektryczne, które jest odmienne od konwencjonalnego ogrzewania. Konwencjonalne ogrzewanie musi być stosowane od zewnątrz i wnika do materiału poprzez przewodzenie. Z drugiej strony ogrzewanie dielektryczne wytwarza ogrzewanie bezpośrednio wewnątrz materiału, ponieważ wszystkie molekuły materiału są równocześnie wystawione na oddziaływanie pól elektromagnetycznych

    179 871 o wysokiej częstotliwości. Z tego względu, „chłodzenie” opisane jako część etapu (B) powyżej, normalnie rozpoczyna się natychmiast po przerwaniu napromieniowania SER, i zwykle nie powoduje konieczności stosowania jakiegokolwiek szczególnego wyposażenia do chłodzenia, jakkolwiek w razie potrzeby można je zastosować.

    Dla każdego materiału istnieje ilościowa podatność na oddziaływanie ogrzewania poprzez energię elektromagnetyczną o wysokiej częstotliwości, która może być mierzona jako funkcja częstotliwości i zasadniczo różni się znacząco w zależności od częstotliwości. Każdy materiał lub mieszanina materiału mają zatem zwykle optymalną częstotliwość, przy której są najbardziej podatne na energię SER. Teoretycznie ta optymalna częstotliwość stanowi częstotliwość, która powinna być wybrana dla promieniowania SER.

    Ilość energii, którą absorbuje materiał przy elektromagnetycznych częstotliwościach podczerwieni jest znana jako współczynnik straty dielektrycznej e, który stanowi iloczyn stałej dielektrycznej, e, i tangensa stratności, tan d. Na poziomie molekularnym tangens stratności może być traktowany jako wskazanie przeciętnego efektu „tarcia”, każdego spolaryzowanego składnika, i jest mierzony jako tangens kąta fazowego pomiędzy polem w materiale i polem przyłożonym. Woda posiada bardzo wysoki współczynnik stratności, i z tego względu jest szczególnie przystosowana do obróbki dielektrycznej energią SER. Dla porównania, współczynnik stratności dielektrycznej dla wody (0,1 mola NaCl) wynosi 18 przy 3000 MHz w zakresie mikrofalowym, jednakże wynosi 100 przy 10 MHz (w zakresie fal radiowych). Większość pozostałych materiałów surowcowych według wynalazku zasadniczo ma znacznie niższe współczynniki stratności, i z tego względu podlegają one stosunkowo niewielkiemu oddziaływaniu promieniowania SER. Stanowi to w wielu przypadkach użyteczny mechanizm ograniczający.

    Badania za pomocą analizującego mikroskopu elektronowego (SEM) przeprowadzane nad makrociałami stałymi utworzonymi według wynalazku, w szczególności wystawionymi na oddziaływanie promieniowania mikrofalowego, wykazują obecność struktury „mostkowej”, w której początkowo pojedyncze cząstki zostały połączone wystarczająco grubymi „mostkami”, dla połączenia poprzedniego złoża cząstek w jednolite ciało makrostałe. Tak utworzone makrociało stałe może równocześnie być opisywane jako „twarde” i „porowate” wskutek występowania przestrzeni międzywęzłowej jako części konstrukcji mostkowej. Zgłaszający nie zamierzają tutaj tworzyć jakiejkolwiek szczególnej teorii, jednakże uważają, że ciepło indukowane w złożu cząstek podczas napromieniowania, możliwie połączone z ulatnianiem części obecnej początkowo wody, powoduje miejscowe spiekanie samodzielnych cząstek uwodnionych i/lub towarzyszące tymczasem rozpuszczanie innych cząstek obecnych w surowym materiale dla utworzenia „mostków” pomiędzy początkowo oddzielnymi cząstkami w zasadniczo pojedynczym miejscu kontaktu. Tego rodzaju konstrukcja mostkowa daje zaskakującą wytrzymałość i integralność strukturalną makrocząstek stałych utworzonych przez stosowanie większości sposobów według wynalazku.

    Zastosowanie sposobu według wynalazku do określonych rodzajów złoża cząstek powoduje wytwarzanie porowatych makrociał stałych o unikalnych kombinacjach własności, cennych w wielu zastosowaniach.