SE429307B - Forfarande och anordning for maskinell tvettning och rengoring av fasta material och foremal med anvendning av fosfatfattiga eller fosfatfria tvett- och rengoringsmedel - Google Patents

Description

7519898-s 2 som i frånvaro 'av ämnen, som binder kalksalter, icke bortlösas i tillräcklig grad varför en fortskridande beläggning av tvätten er- hålles.

Vidare har man upprepade gånger föreslagit att tvättnings- processen skall genomföras i närvaro av jonbytare baserade på orga- niska polymerer. Dessa jonbytare skall tillsättes till tvättvätskan antingen i form av t-extilartade produkter eller såsom korniga eller pulverformiga jonbytarhartser. Textilartade jonbytare har emellertid endast en förhållandevis ringa utbyteskapacitet varför vanligen för- hållandevis stora mängder av dessa måste användas. Det av jonbytarna upptagna rummet erhålles emellertid på bekostnad av den tvätt, som skall rengöras. Korniga eller pulverformiga jonbytarhartser kan, om icke speciella åtgärder vidtagas, uppfångas i textilierna och kan endast med svårighet avlägsnas från dessa. Om man, såsom ofta före- slagit, försöker innesluta jonbytarhartset i en liten påse eller säck, för att förhindra avsättning på textilfibrerna,:minskas rengörings- verkan-väsentligt. l Uppfinningen avser ett förfarande för maskinell tvättning och rengöring av fasta material med användning av fosfatfattiga eller fosfatfria tvätt- och rengöringslösningar i närvaro av vatten- olösliga katjonbytare med förmåga att binda hârdhetsbildare hos gvattnet'och föroreningarna, som kännetecknas av att tvättvätskan innehåller upplöst 0,05-2 g/liter komplexbildare med förmåga att komplexbinda kalciumjoner samt att tvättvätskan ledes kontinuerligt eller intermittent genom en adsorptionsanordning, i vilken katjon- bytaren är anordnad åtskild från det material som skall rengöras samt avskiljes från tvättvätskan, så att katjonbytaren icke kommer i be- röring med det material som skall rengöras, varvid katjonbytaren upp- visar en kalciumbindningsförmâga av minst 50 mg CaO/g och utgöres av ett aluminiumsilikat innehållande bundet vatten med formeln (KatZ/nmx . A12o3 . (sio2)y'e i vilken Kat betecknar en med kalcium utbytbar katjon med valensen n, x är ett tal av 0,7-1,5 och y är ett tal av 0,8-6.

Kalciumbindningsförmâgan uppgår företrädesvis till 100-200 mg Ca0/g.

Såsom katjoner ifrågakommer företrädesvis natrium, vidare väte, 7510898-5 litium, kalium, ammonium eller magnesium samt katjoner av vattenlös- liga organiska baser, exempelvis sådana av primära, sekundära eller tertiära aminer eller alkylolaminer med högst 2 C-atomer per alkyl- grupp respektive högst 3 C-atomer per alkylolgrupp.

De i det föregående angivna aluminiumsilikaterna kan på ett enkelt sätt framställas syntetiskt, exempelvis genom reaktion mellan vattenlösliga silikater och vattenlösliga aluminater i närvaro av vatten. För detta ändamål kan vattenlösningar av utgångsmaterialen blandas med varandra eller en i fast tillstånd föreliggande komponent omsättas med den andra komponenten i form av en vattenlösning. Även genom sammanblandning av båda komponenterna i fast tillstånd erhåller man vid närvaro av vatten de; önskade aluminiumsilikaterna. Även av Al(OH)3, Al203 eller SiO2 kan genom omsättning med alkalisilikat- respektive aluminatlösningar dessa aluminiumsilikater framställas.

Särskilt verksamma aluminiumsilikater bildas vid upprätthållande av bestämda fällningsbetingelser, såsom närmare anges i den tyska patent- publikationen P 24 12 837.

De genom fällning framställda eller med andra förfaranden i finfördelat tillstånd i vattensuspension överförda aluminiumsilikaterna kan genom upphettning till en temperatur av 50 - 200°C överföras från amorft tillstånd till åldrat eller kristallint tillstånd. De kristallina aluminiumsilikaterna användas företrädesvis enligt uppfinningen.

Lämpliga är framför allt föreningar med sammansättningen: 0,7 - 1,1 Nazo . A12o3 . 1,3 - 3,3 sioz.

Det i vattensuspension föreliggande, amorfa eller kristallina aluminiumsilikatet kan genom filtrering avskiljas från den kvar- varande vattenlösningen och torkas vid en temperatur av exempelvis 50 - 400°C och företrädesvis 80 - 200°C. Beroende på torkningsbe- tingelserna innehåller produkten mer eller mindre stor mängd bundet vatten. Q De på detta sätt framställda aluminiumsilikaterna med växlande mängder bundet vatten erhålles efter finfördelning av den torkade filterkakan såsom ett fint pulver, vars primärpartikelstorlek uppgår till högst 0,1 mm men vanligen är väsentligt lägre och sträcker sig ner till stoftfinhet, exempelvis ner till 0,1 pm. Härvid måste beaktas att primärpartiklarna kan vara agglomererade till större kroppar. Om finfördelade aluminiumsilikater önskas, exempelvis sådana som till minst 80 viktprocent består av partiklar av storleksordningen 30 - 0,1 pm, kan man genom användning av starkaskjuvkrafte:'vid sammanförandet av aluminat- och silikatlösningarna eller under fällningsreaktionen förhindra bildning av större partiklar. Aluminiumsilikater av denna 7519898 '5 storleksordning har icke benägenhet till att infångas i textilvävna- der och kan därför bringas i omedelbar beröring med tvättgodset respektive de föremål, som skall tvättas. Man kan emellertid även an- vända grovkorniga.agglomererade eller till pellets formade aluminium- silikater då endast den i krets- i ' lopp förda tvätt- eller rengöringsvätskan kommer i beröring med aluminiumsilikatet, vilket kan urpnás genom lämpligt anbringande eller utformning av adsorptionsanordningarna.

| Man använder ett arbetssätt, vid vilket aluminium- silikatet icke kommer i omedelbar kontakt med substratet utan endast med tvättvätskan (i det följande benämnt'genomströmningsförfarande"), och vid vilket kornstorleken med hänsyn till god filtrerbarhet lämp- liggen ligger över 20 um och i synnerhet över 30 pm. Uppåt.begränsas kornstorleken endast av materialets genomsläpplighet, dvs. vid kom- paktare korn är denna lägre än vid porösare partiklar med stor verk- sam yta. Vid tillräcklig genomsläpplighet kan aluminiumsilikaterna därför även användas i styckeform. Slutligen kan materialet vid tillräcklig genomsläpplighet även formas till en filterpatron med filterskiva, så att användning av ett särskilt filter blir överflödig.

Man erhåller sådana styckeformiga eller formade porösa eller väl genomsläppliga aluminiumsilikater exempelvis genom sammenkittning av kristalliterna med ett oorganiskt bindemedel, formning och härdning eller sintring. _ En ytterligare möjlighet att om så önskas förbättra aluminium- silikaternas filtrerbarhet är användning av filtreringshjälpmedel, exempelvis kiselgur, diatomacejord, pimpstensmjöl, cellulosa eller finmalet konsthartsskum. Man kan även vid framställningen av aluminium- silikatet eller i anslutning till detta bringa aluminiumsilikatet till avsättning eller adsorption på sådana porösa material, som för- bättrar filtrerbarheten och på detta sätt öka kornstorleken. '7510898-5 s Igensättning av filtret vid användning av finfördelade aluminiun» silikater kan även motverkas och samtidigt tvättningsprocessen på- skyndas eller rengöringseffekten förbättras och den förevarande ut- byteskapaciteten utnyttjas bättre om man håller aluminiumsilikatet i ständig rörelse i adsorbtionsanordningen, exempelvis genom att cirkulationspumpningen av rengöringslösningen företas intermittent eller strömningsriktningen av rengöringslösningen omkastas upprepade gånger under tvättningsprocessen. Företrädesvis användes ett s.k. "virvelbäddsfilter", i vilket man genom lämplig utformning av filtret, filterbehållaren eller tilledningen gynnar turbulens av filterinne- hållet. Arbetar man med omväxlande strömningsriktning hos tvättvätskan är det lämpligt att mot slutet av tvättningsprocessen bibehålla en bestämd strömningsriktning för att på detta sätt utskölja aluminium- silikatet tillsammans med suspenderad smuts i möjligaste mån full- ständigt ur textilgodset och samla dessa beståndsdelar i adsorbtions- anordningen.

Den för åstadkommande av en god tvätt- eller rengöríngseffekt erforderliga mängden av aluminiumsilikat beror å ena sidan på dettas kalciumbindningsförmåga och å andra sidan på mängden och nedsmutsnings- graden av det material, som skall behandlas, samt av hårdheten och mängden av det använda vattnet. Mängden av aluminiumsilikat bör av- passas på sådant sätt, att resthårdheten hos vattnet icke uppgår till mer än 5° an (motsvarande 50 mg ceo/i), företrädesvis 0,5 tiil 2° an (5 till 20 mg CaO/l). För åstadkommande av optimal tvätt- respektive rengöringseffekt är det lämpligt att i synnerhet vid behandling av starkt nedsmutsadæ substrat använda ett visst överskott av aluminium- silikat för att även helt eller delvis binda de i de lösgjorda föro- reningarna förefintliga hårdhetsbildarna. Härvid kan de per rengörings- behandling använda mängderna ligga inom intervallet företrädesvis 0,2-10 g aluminiumsilikat, i synnerhet l-6 g aluminiumsilikat per liter rengöringsvätska. ' Det har vidare visat sig att föroreningarna kan avlägsnas väsentligt hastigare och/eller fullständigare när man till behandlings- vätskan sätter en substans, som utövar en komplexbildande och/eller fällande verkan på i vattnet såsom hårdhetsbildare föreliggande kalcium. Såsom komplexbildare för kalcium lämpar sig enligt upp- finningen även substanser med så ringa komplexbildningsförmága att man hittills icke ansett dessa såsom typiska komplexbildare för kalcium. Dessa föreningar har emellertid ofta förmåga att fördröja utfällning av kalciumkarbonat ur vattenlösningar. De kalciumjonbindande komplexbildnings- respektive fällningsmedlen kan användas i under- stökiometrisk mängd i förhållande till närvarande mängd hârdhetsbildare. ?s1@aes-sy De verkar såsom "bärare" dvs. deras kalciumsalter överföras vid beröring med jonbytaren på nytt i lösliga sans;- oeh står därför på nytt till förfogande såsom komplexbíldare.

Man använder rinqa tillsatta mängder av - 0,05-2 g/l komplexbildnings- respektive fällningsmedel för kalcium för att märkbart påskynda avlägsnandet av föroreningarna eller för- bättra detta.avlägsnande. I synnerhet arbetar man med tillsatsmängder av 0,1-lg/l. Även väsentligt~större mängder kan användas men vid användning av fosforhaltiga komplexbildnings- respektive fällnings- medel bör man välja sådana mängder, att fosforbelastningen hos av- fallsvattnet blir väsentligt mindre än vid användning av de hittills vanliga tvättmedlen på basis av trifosfat.

Till komplexbildnings- respektive fällningsmedel hör sådana av oorganisk typ, exempelvis spyrofosfat, trifosfat, högre polyfos- fater och metafosfater i form av alkali- eller ammoniumsalter, i synnerhet natriumsalter.

Organiska föreningar, vilka kan användas såsom komplexbildnings- respektive.fällningsmedel för kalcium, återfinnas bland polykarbon- syror, hydroxikarbonsyror, aminokarbonsyror, karboxialkyletrar, polyanjoniska polymerer,>i synnerhet polymera karbonsyror och fosfon- syror, vilka kan användas såsom syror, alkali- eller ammoniumsalter, företrädesvis såsom natriumsalter. iExempel på polykarbonsyror är dikarbonsyror med den allmänna formeln eH0OG-(CH2}nfCOOH med n = O - 8, dessutom maleinsyra, metylen- malonsyra, citrakonsyra, mesakonsyra, itakonsyra, icke-cykliska polykarbonsyror med minst 3 karboxylgrupper i molekylen, exempelvis trikarballylsyra, akonitsyra, etylentetrakarbonsyra, l,l,3,3-propan~ tetrakarbonsyra, l,l,3,3,5;5-pentanshexakarbonsyra, hexanhexakarbon- syra, oykliska di- eller polykarbonsyror, exempelvis cyklopentan- -tetrakarbonsyra, cyklohexan-hexakarbonsyra, tetrahydrofuran-tetra- karbonsyra, ftalsyra, tereftalsyra, bensentriÄ, -tetra~ eller-penta- karbonsyra samt mellitsyra. ~ Exempel på hydroximono- eller -polykarbonsyror är glykolsyra, mjölksyra, äppelsyra, tartronsyra, metyltartronsyra, glukonsyra, s glycerinsyra, citronsyra, vínsyra, salicylsyra. y Exempel på aminokarbonsyror är glycin, glycylglycin, alanin, asparagin, glutaminsyra, aminobensbesyra, iminodi- ellerái-ättíksyra, hydroxietyl-iminodiättiksyra, etylendiamin-tetraättiksyra, hydroxietyl- -etylendiamin-triättiksyra, dietylentriaminfpentaättiksyra samt högre homologer, som kan framställas genom polymerisationen av ett N-aziridylkarbonsyraderivat, exempelvis av ättiksyra, bärnstenssyra, trikarballylsyra, och anslutande förtvàlning, eller genom kondensation 7510898-5 av polyaminer med en molekylvikt av 500 till 10 000 med klorättik- sura eller bromättiksura salter.' Exempel på karboxialkyleter är 2,2-oxidibärnstenssyra och andra eterpolykarbonsyror, i synnerhet karboximetylétergrupphaltiga poly- karbonsyror, till vilka motsvarande derivat av följande flervärda alkoholer eller hydroxikarbonsyror hör, som helt eller delvis kan vara företrade med glykolsyra: glykol, di- eller triglykol, glycerol, di- eller triglycerol, glycerolmonometyleter, 2,2-dihydroximetyl- propanol, l,l,l-trihydroximetyl-etan, l,l,1-trihydroximetylpropan, erytritol, pentaerytritol, glykolsyra, mjölksyra, tartronsyra, metyl- tartronsyra, glycerolsyra, erytronsyra, äppelsyra, citronsyra, vin- syra, trihydroxiglutarsyra, sockersyra, slemsyra.

Såsom övergångstyper till de polymera karbonsyrorna kan karboximetyleter av socker,av stärkelse och cellulosa nämnas.

Bland de polymera karbonsyrorna spelar exempelvis polymerisat av akrylsyra, hydroxiakrylsyra, maleinsyra, itakonsyra, mesakonsyra, akonitsyra, metylenmalonsyra, citronsyra och liknande, sampolymerisat av de ovan angivna karbonsyrorna med varandra eller med eteniskt omättade föreningar, såsom eten, propen, isobuten, vinylalkohol, vinylmetyleter, furan, akrolein, vinylacetat, akrylamid, akrylnitril, metakrylsyra, krotonsyra, etc., liksom exempelvis l : l-blandpolymeri- sat av maleinsyraanhydrid och eten respektive propen respektive furan, en särskild roll. .

Ytterligare polymera karbonsyror av typen polyhydroxipolykar- bonsyror respektive polyaldehydo-polykarbonsyror är i huvudsak av akrylsyra- och akroleinenheter respektive akrylsyra- och vinylalkohol- enheter uppbyggda ämnen, som kan erhållas genom sampolymerisation av akrylsyra och akrolein eller genom polymerisation av akrolein och anslutande Cannizzaro-reaktion, eventuellt i närvaro av formaldehyd.

Exempel på fosforhaltiga organiska komplexbildare är alkan- polyfosfonsyror, amino- och hydroxialkanpolyfosfonsyror och fosfono- karbonsyror, exempelvis föreningarna metandifbsfonsyra, propan-l,2,3- -trifosfonsyra, butan-1,2,3,4-tetrafosfonsyra, polyvinylfosfonsyra, l-aminoetan-l,1-difosfonsyra, l-aminometan-1-fenylàl,1-difosfonsyra, aminotrimetylentrifosfonsyra, metylamino- eller etylaminodimetylen- difosfonsyra, etylen-diaminotetrametylentetrafosfonsyra, l-hydroxi- etan-l,l-difosfonsyra, fosfonoättiksyra, fosfonopropionsyra, l-fosfono- etan-l,2-dikarbonsyra, 2-fosfonopropan-2,3-dikarbonsyra, 2-fosfono- butan~l,2,4-trikarbonsyra, 2-fosfonobutan-2,3,4-trikarbonsyra, samt blandpolymerisat av vinylfosfonsyra och akrylsyra.

Förfarandet enligt uppfinningen gör det möjligt att vid an- 7510898-5 vändning av fosforhaltiga oorganiska eller organiska komplexbildnings- medel eller fällningsmedel hålla behandlingsvätskans halt av oorganiskt och/eller organiskt bunden fosfor vid ett värde understigande 0,6 g/l och företrädesvis understigande 0,3 g/l eller att hälla vätskan helt fri från fosforföreninga1"üdarbetet.

Förutom för tvättning av textilier, som utgör det föredragna användningsomràdet, lämpar sig förfarandet eflli9t uppfinningen även för godtyckliga andra rengöringsuppgifter, vid vilka en återföring och regenerering av rengöringslösningen är möjlig eller fördelaktig..Till dessa användningsområden hör rengöring av redskap, instrument, apparater, rörledningar, kokare och kärl av godtyckliga material, exempelvis glas, keramik, emalj, metall eller konstharts.

Såsom exempel kan anges industriell rengöring av flaskor, fat och tankvagnar. Särskilt lämpar sig förfarandet.även för användning inom yrkesmässigt eller i hushållet använda diskmaskiner.

Beroende på användningsområdet kan vid tvätt- och rengörings- processen vanliga tensider, rengöringsförstärkande stödsubstanser, blekande substanser, liksom föreningar, vilka stabilisera eller aktivera sådana blekmedel, gràgöringsinhibitorer, optiska vitmedel, biocider eller bakteriostatiska ämnen, enzymer, skuminhibitorer, korrosionsinhibitorer och medel som reglerar lösningens pH-värde, närvara. Sådana i tvätt-, skölj- och rengöringsmedel i väsentliga mängder vanligen ingående ämnen är exempelvis angivna i den tyska patentpubiikaticnen P 24 12 837' i àetalfi.

Vid användning av ett eller fler av de i det föregående an- gívnaitwät- och rengöringsvätskor vanligen ingående substanserna, användes lämpligen följande koncentrationer: O - 2,5 g/l tensíder 0,01 - 3 g/l komplexbildningsmedel O - 3 g/l andra stödsubstanser O - 0,4 g/l aktivt syre respektive ekvivalent mängd aktiv klor pH-värdet.hos behandlingslösningen kan beroende på det substrat, som skall tvättas eller rengöras, ligga inom omrâdet 6 - 13 och företrädesvis 8,5 - 12.

Benanaiingstemperaiuren kan' väljas inom ett vidsträckt intervall och uppgå till 20 - l0O°C. Eftersom tvätt- och rengöringsverkan är mycket hög redan vid låg temperatur, dvs. vid 30 - 40°C och överträffar verkan av konventionella medel respektive förfaranden, kan man inom detta omrâde med fördel även tvätta mycket känsliga material och vävnader exempelvis sådana av ylle eller siden respektive diska fint porslin med känsligt glacyrmáleri respektive guldmönster. 7510898-5 Tvätt- respektive rengöringstiden vid den använda behandlings- temperaturen beror av föroreningsgraden, utbyteshastigheten och cirkulationspumpningsanläggningens transporthastighet. Denna tid kan därför variera inom vidsträckta gränser och exempelvis uppgå till minuter till 2 timmar. Företrädesvis ligger tiden mellan l0 och 60 minuter. Kapaciteten hos pumpanläggning och adsorbtionsanordning dimensioneras lämpligen på sådant sätt, att rengöringsvätskan cirku- leras minst 2 gånger totalt.

Tvättvätskan bör passera den med aluminiumsilikat beskickade anordningen minst 5 gånger, företrädesvis minst 10 gånger och upp till ca 50 gånger. Denna transportverkan bör uppnås även i de fall där filtret är belagt eller svårigenomträngligt på grund av det uppslammade materialet. Det är därför lämpligt att an- vända pumpar som uppvisar tillräcklig pumpverkan även vid ett visst mottryck, exempelvis ett tryck av l-2 atö. Det är lämpligt att an- vända filtreringsanordningar i vilka en intensiv omvirvling av aluminium silikatet erhålles så att detta under tvättningsprocessen icke orsakar kraftiga avlagringar på filtret. En sådan virvelbäddanordning tillåter jämfört med en fastbäddsanordning av jonbytarmaterialet kortare tvätt- tider och användning av svagare och sålunda konstruktivt mindre dyr- bara pumpar. Genom intermittent drift eller omkastning av strömnings- riktningen kan denna effekt i vissa fall ytterligare förstärkas.

Filtrets porstorlek beror på aluminiumsilikatets kornstorlek.

Eftersom det uppslammade materialet respektive det eventuellt dess- utom använda filterhjälpmedlet å sin sida har en filterverkan, kan porstorleken med hänsyn till ett mindre strömningsmotstånd vara väsent- ligt större än kornstorleken hos den finkorniga andelen. Vid en genom- snittlig kornstorlek hos aluminiumsilikatet av 10-50 pm kan sålunda porstorleken hos filtret exempelvis vara 50-l5O pm och företrädesvis 80-120 pm, vilket även gäller i det fallet, att kornstorleksfördel- ningen är förhållandevis vidsträckt och en finkornig andel med en kornstorlek av mindre än l pm närvarar. _ Filtermaterialet kan självt bestå av olika slags material, exempelvis papper, testilväv, keramik eller av jonbytarmaterialet självt. Med fördel användes pappersfilter, vilka tillsammans med det uppslammade utbytesmaterialet samt de från det tvättade materialet avlägsnade och av filtret kvarhållna mekaniska föroreningarna och avnött material respektive matrester ifråga om disk- maskiner, bortkastas. Fördelen är att man för varje rengöringsprocess använder nytt utbytarmaterial med reproducerbar aktivitet. Såväl aluminiumsilikatet som även filtermaterialet utgör såsom "miljövänligt" avfall icke någon belastning av avfallsdeponeringen eller förbränninge- Ä vstflsøs-s anläggningar. Å andra sidan kan jonbytarmaterialet även regenereras vilket emellertid i nödfall ifrágakommer för styckeformiga eller formade jonbytarmaterial. Regenereringen genomföres lämpligen med högprocentiga koksaltlösningar. Man kan även genomföra regerereringen med lösningar av de i det föregående angivna komplexbildningsmedlen, men detta är av kostnadsskäl samt på grund av den eventuella avlopps- vattenbelastningen.genom de använda lösningarna mindre lämpligt.

,Man^kan vidare även.välja adsorptionsanordningen på sådant sätt, att i huvudsak endast de grövre delarna av jonbytarmaterialet kvarhållas under det att de finaste andelarna, i synnerhet sådana med en kornstorlek av mindre än l um, kvarstannar i rengöringslös- ningen och tillsammans med denna efter avslutandet av tvättnings- processen bortföres. Dessa finkorniga andelar bildar förhållandevis stabila dispersioner som endast sedimenteras långsamt och därför icke medför bildning av beläggningar på det material, som rengöres, respektive rörledningar, pumpar och avloppsledningar.

' Det är fördelaktigt att aenóm lämplig dimensionering av adsorptionsanordningen även kvarhàlla finkorniga andelar av l um, exempelvis ned till 0,1 um. I detta fall avlägsnar sig icke endast aluminiumsilikaterna utan även de suspenderade smuts- partiklarna praktiskt taget fullständigt. Härigenom kan rengörings- lösningen klargöras i sådan utsträckning att den efter återvinning utan minskning av rengöringseffekten på nytt kan användas för en efterföljande tvätt- och rengöringsprocess. Den nödvändiga ersätt- ningen med färskvatten kan härvid begränsas till den av textil- respektive rengjort gods och adsorbtionsanordningen kvarhållna vatten- mängden. Även den för eftersköljning av det rengjorda godset erforder- liga vattenmängden kan minskas väsentligt eftersom en utsköljning av de suspenderade-smutspartiklarna bortfaller och endast de adsorberade eller lösta bestàndsdelarna.àv tvätt- och rengöringsmedlet måste avlägsnas. På detta.sätt kan man jämfört med konventionella tvättnings- processer inbespara upp till ca. 80 % av vattenmängden. Enligt en särskild utföringsform kan den bortförda och klarnade rengörings- lösningen dessutom ledas över ett kolfilter som kvarhåller även de lösta tensiderna helt eller delvis. Utan ettföregående avlägsnande av den suspenderade smutsen, som möjliggöres vid förfarandet enligt uppfinningen, förbrukas ett sådant filter mycket kraftigt och blir oekonomiskt i användning.

En vid förfarandet enligt uppfinning använd anordning innefattar sålunda minst följande element: 11 7510898-5 a) ett tvätt-, rengörings- eller disk- eller sköljaggregat av konventionell eller modifierad konstruktion, b) en med en cirkulationspump försedd oirkulationsledning, c) minst en i cirkulationsledningen anordnad adsorbtions- anordning (filter) för den använda jonbytaren.

Figur I visar ett flödesschema. Anordningen består av ett tvätt- eller rengöringsaggregat (1), som är försett med tillopp (2) och av- lopp (3), en ringledning (4), en cirkulationspump (5) och ett adsorp- tionskärl (6). På figur 2 visas en utföringsform enligt vilken huvud- mängden av den cirkulerade rengöringsvätskan genom en ytterligare ventil (7) och en grenledning (8) på nytt âterföres i rengöringsan- ordningen och endast en delström ledes genom filtret. Denna utformning är avsedd för sådana rengöringsaggregat, vid vilka den mekaniska be- arbetningen av det gods, som skall rengöras, genomföres med den cirkulerande rengöringsvätskan med hjälp av fast eller rörligt an- ordnade sprutmunstycken, exempelvis i en diskmaskin och tvättmaskiner med hängande anordnade textilier. Ett i huvudströmmen anordnat filter skulle i dessa fall medföra ett alltför högt strömningsmotstànd för rengöringsvätskan. Ventilen (7) kan härvid även drivas intermittent.

I kontinuerligt arbetande tvätt- och sprutanläggningar kan även två eller fler adsorptionsanordningar finnas anordnade vilka är försedda i med valvis manövrerade avstängnings- och tömningsanordningar. Man kan! härvid i varje särskilt fall utbyta det filter, som är försett med en förbrukad jonbytare, utan att rengöringsprocessen behöver avbrytas.

Figur 3 visar en anordning, i vilken rengöringslösningen efter användning föres till en förrådsbehållare (9) genom en ventil (7) och lagrasiör en efterföljande rengöringsprocess.

Figur 4 visar en enkel filtreringsanordning (fastbäddsfilter) med filterplatta (10), filterhjälpmedel (ll) och uppslammat aluminium- silikat (12). Bättre resultat erhålles med det på figur 5 visade virvelbäddsfiltret som består av ett tvádelat filterhus med botten- ventil (13), lock (14), tätningsring (15) och fastpressningsskruv (16).

Rengöringslösningen, vars väg är markeradmedpilar(ofiltreratheldraget, filtreratstreckad)inkommargenomettinlopp(17) i aåS0PPti°nSkäF1@tf varvid genom en lämplig, exempelvis tangentiell anordning av inloppet sörjts för livlig turbulens. Sedan filterpåsen (18), som kan utgöras av papper eller textilmaterial, passerats liksom den perforerade filterbehållaren (19) strömmar lösningen in i filterhusets yttermantel och från denna till en utloppsstuds (20). Filtret kan tömmas och ren- göras på ett enkelt sätt efter uttagning av filterpåsen.

Figur 6 visar en anordning av det slag, som använts enligt ut-_ föringsexemplen. Förutom cirkulations- och adsorptionsanordning finnes här även en genomströmningsmätare (21), en tryckmätningsanordning (22) 7510893-5 12 och en med en trevägskran manövrerad bortströmnings- respektive uttagningsanordning (23)-för att man under tvättningsprocessen skall kunna bestämma försöksbetingelserna, exempelvis även grumlings- och nedsmutsningsgraden hos den filtrerade vätskan.

En ytterligare vid genomförande av försöken enligt exemplen an- vänd anordning visas på figur 7. Denna anordning består av en behållar- tvättmaskin (Bottichwaschmaschine) med tvättvätskebehållare (24), tvätt- respektive centrifugkorg (25) och ett slagkors (26), som tjänar till mekanisk bearbetning av tvätten. Centrifugkorgen och vridkorset drives via en växellåda (27) med en motor (28). Samma drivanordning försörjer även eirkulationspumpen (29). Den cirkulerade tvättvätskan föres från tvättvätskebehàllaren genom en cirkulationsledning (30) till pumpen (29) och från denna till ett virvelbäddsfilter (31) samt åter tillbaka till tvättvätskebehållaren. Sedan tvättningsprocessen avslutats bortföres tvättvätskan genom omställning av pumpen genom ett avlopp (32), varvid en backventil (33) är tillsluten för att förhindra återströmning av tvättvätskan till tvättvätskebehållaren.

Uppfinningen är icke begränsad till de visade anordningarna.

Uppfinningen kan sålunda kompletteras eller varieras på en mångfald sätt.

Exempel.

Först beskrivas framställning av de aluminsilikater, som användas enligt uppfinningen, och för vilka icke skydd begäres i föreliggande sammanhang. I Vid framställningen av kristallina aluminiumsilikater försatte man på det i tyska patentskriften (ansökan P 24 12 837) beskrivna sättet en med avjoniserat vatten.utspädd aluminatlösning med en alkali- silikatlösning. Den först amorfa fällningsprodukten omvandlas efter längre tids förvaring i ett kristallint material. Bildningen av grova kristallaggregat gynnas om lösningen får vila. Kraftig omrörning under utfällningen respektive efter kristalliseringsperiodennedför en finfördelad produkt. Efter avsugning av vätskan från kristallgröten och eftertvättning med avjoniserat vatten tills det bortströmmande tvättvattnet har ett pH-värde av ca 10, torkades filteråterstoden. Om så erfordras kan denna malas i kulkvarn och separeras i fraktioner med olika kornstorlek i en på levande kraften baserad siktanordning. Korn- storleksfördelningen kan bestämmas med hjälp av en sedimentationsvàg.

Kalciumbindningsförmågan hos aluminiumsilikatet bestämdes på följande sätt: l liter av en vattenlösning innehållande 0,595 g CaCl2 (= 300 mg CaO/l = 30 °dH), som inställts med utspädd Na0H till ett pH-värde av 10, försattes med l g aluminiumsilikat. Därefter omrördes suspensionen under 15 minuters tid kraftigt vid en temperatur av 2200 13 7510898-S (i 200), Efter avfiltrering av aluminiumsilikatet bestämde man rest- hårdheten x hos filtratet. Härav beräknas kalciumbindningsförmàgan i mg Ca0/g aktiv substans (=AS) enligt följande formel: (30 - x) . 10, varvid med aktiv substans menas en produkt som är vattenfri och upphettats under en timmes tid till 80000.

De i det följande angivna procentvärdena avser viktprocent.

Framställningsbetingelser för aluminiumsilikatet A l: Fällning: 2,985 kg aluminatlösning med sammansättningen: 17,7 % Nazo, 15,8 % A12o3, 66,6 % H20 0,15 kg natriumhydroxid 9,420 kg vatten 2,445 kg av en_25,8%-ig natriumsilikatlösning med sammansättningen l-Na20 . 6,0 Si02, som framställts av vatten- glas av handelskvalitet samt lätt alkalilöslíg kiselsyra.

Krisca11isati6n= 24 timmer via 8o°c Torkning: 24 timmar vid l00°C Sammansättning: 0,9 Na20 . l Al2O3 . 2,04 S102 . 4,3 H20 (= 2l,6 % H20) Kristallisationsgrad: fullt kristallin §§%åàë§?1ndn1ngS' 150 mg cao/g As Primärpartikelstorleken hos aluminiumsilikatet låg inom inter- vallet 10 - 45 um med ett maximum vid 20 - 30 pm.

Framställningsbetingelser för det mikrokristallina aluminium- §åliEêÉšE_ê 2* Fällning: såsom för aluminiumsilikat A 1 Kristallisation: 8 timmar vid 90°C under omrörning T6rkn1ng= ' 24 timmar vid 1oo°c Sammansättning: 0,9 Na20 . l Al2O3 . 2,04 Si02 . 4,3 H20 (= 21,6 % H20) Kristallisationsgrad: fullt kristallin §§š§àë§É1ndn1“ëS' 170 mg cao/g As Den genom sedimentationsanalys bestämda partikelstorleksför- delningen för den mikrokristallina produkten A 2 låg inom följande områdde: 7510898-5 14 40 pm = O % _ 20 um = 95 % Partikelstorleksmaximum = 10 pm Exmegel l - å.

Man använde en anordning enligt figur 6 (tvättmaskin av typen "Lavamat SL"), varvid filtret motsvarade den utformning som visas pá figur 4. Såsom filtreringshjälpmedel användes diatomacejord. 0,5 0,17 0,27 0,015 0,25 0,11 2,0 0,15 0,2 varvid a) b) C) d) Q) f) e) Tväntvätskan innehöll gi g/1): Na-n-dodecylbensensulfonat Talgalkohol, etoxilerad (14 mol etylenoxid) Na-tvål (talgtvål : behanattvàl l : 1) Na-etylendiamintetraacetat (EDTA) Na-silikat (Naz : SiO2 : l : 3,3) Na-karboximetylcelinlosa (Na-cMc) Natriumperborat-tetrahydrat Magnesiumsilikat Natriumsulfat följande tiiisansèn användes: 3,5 Na-tripolyfosfat _ - inga ytterligare tillsatser 0,4 Na-tripolyfosfat (TPP) 0,4 TPP 0,4 Na~citrat ,0 Aluminiumsilikat A 2 ,0 Aluminiumsilikat A 2 0,4 TPP W ,0 Aluminiumsilikat A 2 0,4 TPP 0,4 Na-citrat Receptet à) motsvarar ett starkt fosfathaltigt högeffekts- tvättmedel av senare typ.

Tvättmaskinen beskickades med 3 kg ren fylltvätt samt 2 st av varje av textilprover (20 x 20 cm) av bomull (B), appreterad bomull bomull (a.B.) och en blandväv av 50 % polyester och 50 % appreterad (P.a.B.), varvid textilproverna på konstgjord väg var nedsmut- sade med hudfett, kaolin, järnoxid svart och sot. Hàrdheten hos vattenledningsvatten uppgick till 16 °dH (160 mg CaO/1), mängden tvätt- vätska till 20 l och tvättningstiden till 40 minuter vid 9000.

Aluminiumsilikatet dispergerades tillsammans med tvättmedlet i tvätt- lösningen, och under tvättningsförloppet tilläts aluminiumsilikatet kvarstanna i lösningen (kontaktförfarandet). Efter avslutandet av tvättningsprocessen igångsattes cirkulationspumpen och tvättvätskan 7510898~5 fördes under 15 minuters tid genom filtret. Därefter förefanns ca 90 % av aluminiumsilikatet på filtret. Den återstående resten avlägs- nades genom eftersköljning av tvätten med färskt vatten 5 gånger.

Den procentuella remisfinnen hos textilproverna fastställdes på fotometrisk väg. Resultaten anges i följande tabell l. Förkort- ningen P betyder fosfat.

%JRem1ss1on Recept Karaktäristik B a.B P.a.B e a Jämförelse, P-rik 79 70 67 > b Jämförelse, P-fri 57 57 52 W e Jämförelse, P-mttig 55 57 52 :f d Jämförelse, P-áäfiág 57 58 54 B e Exempel l, P~fri 79 70 62 H f Exempel 2, P-fafifig 78 71 62 Exempel 3, P-faüüg 79 72 71 Resultaten visar att tvättningsverkan av tvättmedel med hög fosfathalt uppnås eller överträffas, i synnerhet om ringa.mängder av ytterligare komplexbildare, exempelvis Na-citrat användes.

Exempel 4-6.

Försöken enligt exempel l-3 upprepades med den skillnaden, att man i stället för filtret enligt figur 4 använde ett virvelbäddfilter enligt figur 5 och att aluminiumsilikatet infördes i detta filter, dvs. icke bringades i omedelbar beröring med textilgodset (genom- strömningsförfarandet). Man använde grovkristallint aluminiumsilikat Al i en mängd av 5 g/1. Cirkulationspumpningen av tvättvätskan genom~ fördes kontinuerligt under hela tvättningsförloppet. Den pumpade mängden uppgick till 12 1 per minut, tvättningstiden till 40 minuter.

De övriga försöksbetingelserna bibehölls. Resultaten anges i tabell 2, och visar en ytterligare förbättring. “xempel Recept Stödsubstans. . % Remission B a.B. P.a.B. H - a uten Ai-sii. , P-rik 79 70 67 i: - b men Ai-sii., P-fri 57 58 54 t., - c Utan A1-Sil., P-fattig 55 58 54 H - d Utan Al-Sil., P-fattig 57 58 56 U 4 b Med Al-sii., P-fri 80 73 71 M e med Ai-sii., P-fattig 81 73 72 6 d Med Al-Sil., P-fattig 81 74 72 d? 5 1108918 '5 16 Exempel 7-2.

I tvättmedelsrecepten enligt exempel 1-6 ersattes Na-n- -dodecylbensensulfonat med en lika stor mängd av etoxilerad oxo- alkohol (cl4-cl7 med 12 mel etylenexid) den telgelkehdien med 14 mel etylenoxid ersattes med en sådan produkt med 5 mol etylenoxid.

Dessa tvättmedelsrecept som uteslutande innehöll icke-joniska tensider (betecknar b', c' och di) lämpar sig särskilt för-fosfat- fattiga tvättmedel samt för “strykfria" (pflegeleichte) textilier av appreterad bomull samt blandväva De övriga försöksbetingelserna överensstämde med de i exemplen 4-6 angivna (genomströmningsför- farandet). Resultaten av tvättningsförsöken anges i tabell 3. En stegring av tvättverkan kan fastställas i synnerhet i fråga om appreterad bomull och blandväv. ' g % Remission Exempel Recept Stödsubstans _ B a.B.- P.a.B. Q - i b' uten Ai-sil., P-fri 79 g 68 60 > -. i e' uten .ll-sil., F-fettig 80 71 74 ä 2- d' uten Al-sii., P-fettig 80 72 75 e 7 b' med Ai-sil., :e-fri 82 78 78 t' 8 e' med Al-sil., P-fettig 82 78 78 w 9 d' med A1-si1., P-fettig 82 78 78 Exempel 10. i _ Man använde de fosfatfria tvättmedelsrecepten b' och f' (med 5 g/l aluminiumsilikat) dels baserade på icke-joniska tensider enligt exempel 7. 5 g/l finkristallint aluminiumsilikat A 2 tillfördes .först tillsammans med tvättmedlet till tvättvätskan, och före in- förandet av tvätten överfördes silikatet under cirkulationspumpning under 5 minuters tid fullständigt i ett med ett filtreringshjälpmedel (kiselgur, varumärke "Celit") beskickat filter enligt figur 4.

Under tvättningsprocessen, som genomfördes under en timmes tid vid 90°C, fördes tvättvätskan hela tiden i kretslopp genom filtret.

Den efter afslutande av tvättningsprocessen bortströmmande tvätt- vätskan visade sig vara i hög grad klar och fri från suspenderade tvätt- och svävpartiklar. Tvätten centrifugerades och eftersköljdes därefter 3 gånger med 30 l vatten varje gång. Resultaten av tvätt- ningsförsöket anges i tabell 4. 7510898-5 17 Recept % Remission H (P-fri, icke-jonisk B_ a_B_ P a B > . . . w b' utan aluminiumeilikae eo 72 75 F* f' med eiuminiumsilikat 83 ßo 78 S , J> Exemgel ll och 12.

Med användning av en behàllartvättmaskin med virvelbädd- filter enligt figur 5 och 7 genomfördes försöken 4 och 7 med an- avändning av det fosfatfria tvättmedelsreceptet b' och aluminium- silikatet 1, på nytt. Under tvättningsförloppet (40 minuter vid 90°C) pumpades tvättvätskan varje gång under 2 minuters tid genom filtret varefter omrörningen avbröts under 15 sekunders tid varje gång. Den genomsnittliga transpprtkapaciteten uppgick till 8 liter per minut. De övriga försöksbetingelserna bibehölls oförändrade.

Efter bortströmning av tvättvätskan eftersköljdes tre gånger med vattenledningsvatten.

Resultaten anges i tabell 5. _ % Remission : Recept (P-fri) B. a.B. P.a.B. W b anjoniskt, utan Al-silikat 57 58 54 É b anjoniskt, med Al-silikat 80 73 71 Ü b' icke joniekt, utan Ai-eiiikat 79 72 73 m b' icke joniskt, med Al-silikat 82 80 78

Claims (8)

7510898-5 18 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för maskinell tvättning och rengöring av fasta material med användning av fosfatfattiga eller fosfat- fria tvätt- och rengöringslösningar i närvaro av vatten- olösliga katjonbytare med förmåga att binda hårdhetsbildare hos vattnet och föroreningarna, k ä n n.e t e c k n a t därav, att tvättvätskan innehåller upplöst 0,05-2 g/liter komplexbildare med förmåga att komplexbinda kalciumjoner samt att tvättvätskan ledes kontinuerligt eller intermittent genom en adsorptionsanordning, i vilken katjonbytaren är anordnad âtskild från det material som skall rengöras samt avskiljes från tvättvätskan, så att katjonbytaren icke kommer i beröring med det material som skall rengöras, varvid katjonbytaren uppvisar en kalciumbindningsförmåga av minst V50 mg CaO/g och utgöres av ett aluminiumsilikat innehållande bundet vatten med formeln (Katz/no) ' AIZO3 ° (SiO2)y i vilken Kat betecknar en med kalcium utbytbar katjon med valensen n, x är ett tal av 0,7-1,5 och y är ett tal av 0,8-6.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att man använder aluminiumsilikat med y = 1,3-3,3 och Kat = natrium.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c,k n a t därav, att katjonbytaren har en genomsnittlig kornstorlek av mer än 20 pm och företrädesvis. mer än 30» pm.

4. Förfarande enligt något av patentkraven l-3, k ä n - n e t e c k n a t därav, att man håller aluminiumsilikatet i ständig rörelse i adsorptionsanordningen under tvättnings- förfarandet.

5. Förfarande enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k - n a t därav, att man såsom adsorptionsanordning använder ett 7510898-5 19 virvelbäddfilter.

6. Förfarande enligt något av patentkraven 1-5, k ä n - n e t e c k n a t därav, att mängden aluminiumsilikat av- passas på sådant sätt, att resthårdheten hos rengörings- lösningen uppgår till 5-20 mg CaO/liter.

7. Förfarande enligt något av patentkraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a t därav, att man använder 0,2-10 g alumi- niumsilikat per liter rengöringsvätska.

8. Förfarande enligt något av patentkraven 1-7, k ä n - n e t e c k n a t därav, att man under rengöringsförfarandet leder rengöringsvätskan minst 5, företrädesvis minst 10 till 50 gånger genom adsorptionsanordningen.