SK103895A3 - Detergent composition - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka detergentných zmesí na pranie a zmäkčovanie tkanín, ktoré obsahujú najmenej jeden detergentne aktívny materiál a bentonitovú hlinku zmäkčujúcu tkaniny. Vynález sa tiež týka spôsobu výroby hlinky.

Doterajší stav techniky

U niektorých tkanín, zvlášť prírodného pôvodu, môže viesť opakované pranie k zdrsneniu tkaniny, čím dáva tkanine nepríjemný ohmat. Niekolko rokov sú dostupné kondicionéry tkanín, určené okrem iného na zmiernenie tohto zdrsnenia tkaniny zmäkčovaním tkanín v kroku nasledujúcom po praní, napríklad v oplachovacom kroku procesu prania tkaniny. Boli tiež poskytnuté jednoduché detergentné zmesi, ktoré sú schopné aj prania aj zmäkčenia tkaniny, a tak prekonať nevýhodnosť používania oddelených produktov.

Podľa Britského patentu GB 1 400 898 (Procter & Gamble/ STORM) je takáto jednoduchá detergentná a zmäkčujúca zmes poskytnutá tým, že sa do detergentnej zmesi spolu s detergentným materiálom pridá materiál, ktorý obsahuje smektickú hlinku s výmennou kapacitou pre jednomocné katióny najmenej 50 mmol/100 g.

GB 2 138 037 opisuje detergent zmäkčujúci tkaniny, v ktorom hlinka môže byť aktivovaná včlenením monovalentného kovu do štruktúry hlinky. Ako príklady monovalentných iónov sú dané sodné a draselné ióny.

Aj keď sa s použitím takýchto hlinkových materiálov získali isté úspechy, účinnosť zmäkčovania doteraz nedosahuje účinnosť získavanú pri použití oddelených produktov a tam je teda oblasť pre zlepšenie účinnosti.

Hlinky, ktorých sa tento vynález týka, sú napučiavacieho typu, ktoré expandujú a delaminujú v kvapalnom prostredí.

Tieto hlinky patria do skupiny fylosilikátov a sú to kryšta2 lické materiály trojvrstvového lístkového typu. Lístková štruktúra je tvorená z trojvrstvového usporiadania tetraedrického oxidu kremičitého, oktaedrického oxidu hlinitého a tetraedrického oxidu kremičitého. Stredná vrstva môže byť dioktaedrická alebo trioktaedrická a trojvrstvové lístkové štruktúry sú oddelené interlamelárnym priestorom.

Hlinky sú definované ako kryštalické alebo amorfné hydratované kremičitany Al, Mg, Li a Fe. Obsahujú jemné koloidné častice. Nasledujúce kľúčové vlastnosti odlišujú rôzne typy hliniek:

a) chemické zloženie;

b) stupeň izomorfnej substitúcie (nahradenie jedného pracovného iónu iným iónom s podobnou veľkosťou, obyčajne s iným mocenstvom).

Bod b) ponúka možnosť stáleho náboja na mriežke, ktorý musí byť v rovnováhe s katiónmi prítomnými v tesnej blízkosti. Tieto vlastnosti môžu byť jasne ilustrované s poukázaním na mastenec a hektorit (kremičitan horečnatý) a pyrofylit a montmorilonit (hlinitokremičitany); podrobnosti sú uvedené v Tabuľke 1:

Tabuľka 1:

Hlinka	Izomorfická substitúcia	Vzorec
mastenec	nie	S3Si4°10<0H>2
hektorit	áno	<M+)a(Mg)6 a(Li)aSi8O20(OH)4
pyrofylit	nie	Al2SÍ4O10(OH)2
montmorilonit	áno	(M+)a(Al)4.a(Mg)aSi8O2„(OH)4

V tejto tabuľke M⁺ označuje katióny, ktoré vyrovnávajú náboj, vyvolaný ako dôsledok izomorfnej substitúcie. Stupeň izomorfnej substitúcie určuje veľkosť náboja vrstvy, kritický faktor pre napučiavanie hlinky.

Povaha vrstvovej štruktúry má viaceré varianty. Napríklad stredná oktaedrická vrstva môže mať dva ióny hliníka (dioktaedrické) nahradené tromi horečnatými iónmi (trioktaedrické) alebo oktaedrická vrstva môže byť (Al³⁺) (Mg²⁺)

3+ 94čiastočne obsadená nahradením jedného Al jedným Mg (di9*4“ ί oktaedrický) alebo jedného Mg jedným Li (trioktaedrický), čo spôsobí nadbytočný záporný náboj v štruktúre. Zvyšný nadbytočný záporný náboj môže tiež vznikať, keď sú kremíkové ióny (Si⁴⁺) v tetraedrickej vrstve nahradené hlinitými iónmi (Al³⁺).

Nadbytočný záporný náboj vyžaduje prítomnosť vyrovnávajúcich katiónov, ktoré sú umiestnené v interlamelárnom priestore medzi lísktovými štruktúrami. Miera stupňa nadbytočného záporného náboja je daná počtom vymeniteľných katiónov, čo zodpovedá katiónovej výmennej kapacite CEC čistého minerálu. CEC minerálu je priamo vo vzťahu s deficitom mriežkového náboja tohto minerálu.

To môže byť ďalej vysvetlené všeobecnou predstavou hliniek užitočných pre tento vynález, ktoré spadajú pod vzorce: (Si₄__yAl_y)(M^IIIaN^IIb)O₁₀(OH)₂Xⁿ⁺(y+b)/n (dioktaedrické hlinky) alebo:

(Si₄__yAl_y) (N^IIaL^Ib)0_1Q(0H)₂Xⁿ⁺(-_y+b)/_n (trioktaedrické hlinky) , kde Xⁿ⁺ je vyrovnávajúci vymeniteľný katión, ktorý môže byť jednomocný alebo dvojmocný, y + b je deficit mriežkového náboja minerálu na polovicu jednotkovej bunky,

III

II je trojmocný kovový ión, napríklad Al je dvoj mocný kovový ión, napríklad Mg

3+

2+

Zn

2+

Fe

3+

Fe

2+

Cr +

Ni²⁺.

je jednomocný kovový ión, napríklad Li⁺, y je 0 alebo kladné číslo menšie ako štyri, a a b sú zvlášť alebo spolu nuly alebo kladné čísla.

CEC merania nepriamo určujú počet Xⁿ⁺y+b/_n prílomných v 100 g a uvádza sa v mmol jednomocného iónu.

Hodnota y + b (deficit mriežkového náboja) v gramekvivalentoch na polovicu jednotkovej bunky je teda priamo via4 zaná na CEC.

Napučiavanie je proces, v ktorom molekuly rozpúšťadla penetrujú do vnútorného medzivrstvového priestoru medzi individuálnymi kryštálmi a vyskytuje sa veľmi ľahko pri hlinkách, ktoré obsahujú vymeniteľné katióny, ako napríklad hektority a montmorilonity. Faktormi, ktoré najviac ovplyvňujú napučiavacie správanie sa vo vodnej suspenzii sú:

i) pôvod náboja vrstvy - t.j. či substitúcia je v oktaedrickej (Mg alebo Al) vrstve, alebo tetraedrickej (Si) vrstve;

ii) veľkosť náboja vrstvy; a iii) druh medzivrstvového katiónu.

Bod i) je dôležitý, lebo substitúcia v tetraedrickej vrstve tvorí lokalizovaný náboj a v oktaedrickej vrstve tvorí delokalizovaný náboj. Posledne menovaný interaguje s molekulami vody len slabo.

Hlinkami používanými na zmäkčenie tkanín počas prania sú všeobecne montmorilonity. Hoci bolo ukázané, že účinnosť zmäkčenia je funkciou náboja mriežky, podrobný mechanizmus pôsobenia hliniek na zmäkčenie tkanín nie je úplne pochopený. Aj delaminačné (napučiavacie) správanie sa, aj elektrostatické sily medzi časticami hlinky a substrátom tkaniny sú považované za riadiace celkový proces a obe sú ovplyvnené nábojom vrstvy.

Montmorilonity sa v prírode vyskytujú s rôznym rozsahom náboja vrstvy a optimálne zmäkčenie sa pozorovalo s obmedzeným počtom hliniek slabej farby, ktoré majú náboje vrstvy na nižšom konci rozsahu. Náboj mriežky hliniek však môže byť modifikovaný chemickým spracovaním. Riadené včlenenie Li⁺ katiónov do kryštálovej mriežky (iónovou výmenou/kalcináciou) je opísané v EP 0 401 047 (Unilever) a vedie k zlepšeniu účinnosti hlinky cez zníženie náboja.

Zníženie náboja vrstvy montmorilonitu vyžaduje neutralizáciu delokalizovaného záporného náboja. To sa považuje za dosiahnuté, keď Li⁺ katióny penetrujú do kryštálovej mriežky pri dehydratácii. Uvažuje sa, že sa pohybujú do oktaedric5 kých vakancií v hliníkovej oblasti montmorilonitovej mriežky. Proces vyžaduje drahý kalcinačný krok na dosiahnutie dehydratácie Li⁺ katiónu pred tým, ako nastane penetrácia do mriežky.

Vedci zaoberajúci sa pôdou poznajú tesné spojenie niektorých katiónov s povrchmi hlinky a volajú ho fixáciou katiónov. Najštudovanejším iónom je draslík, jeho iónový priemer tesne dosahuje priemer kruhu šiestich atómov kyslíka, charakteristického pre kryštálové povrchy hlinky. Logicky teda môže byť očakávaná dobrá koordinácia draslíka s povrchom hlinky.

EP 0 401 047 opisuje hlinkový minerál zmäkčujúci tkaniny, ktorý je dioktaedrický 2:1 vrstvový fylosilikát obsahujúci najmenej 100 mikrogramov lítia na gram hlinkového minerálu. V tomto dokumente sa domnievajú, že K⁺ môže byť v hlinke vyrovnávajúcim vymeniteľným katiónom.

Je známe vymieňať K⁺ v hlinkách v oblasti ropného inžinierstva. Boli napríklad použité KC1 alebo KOH ako elektrolyty vo vŕtacích kvapalinách na stabilizovanie montmorilonitu alebo iných smektických hliniek počas vŕtacích operácií. Draslík je tiež prirodzenou zložkou niektorých prírodných bentonitových hliniek s hladinou do 1 % hmotnostného, ako .

Draslík sa tiež použil u bentonitovej hlinky s výhodou, že je prítomný v malom množstve v sodných soliach, ak sa pripravujú komerčne. Úroveň draslíka by mala v tomto prípade byť menšia ako 1 % hmotnostné, vyjadrené ako K^O, z celkovej hlinky.

Počet a dostupnosť prírodné sa vyskytujúcich hliniek je dosť obmedzený. Takéto prírodné sa vyskytujúce hlinky môžu mať nevhodnú farbu na začlenenie do detergentnej zmesi alebo môžu spôsobiť znejasnenie farby tkaniny, ak sa na nej zachytia. Je preto požadované zvýšenie účinnosti zmäkčenia dosiahnuté pre nízkoúčinné prírodné sa vyskytujúce hlinky s dobrou farbou, ako aj rozšírenie rozsahu hliniek, ktoré môžu byť použité na zmäkčenie tkanín.

Teraz sa zistilo, že takéto zvýšenie účinnosti sa môže dosiahnuť, ak sa bentonitová hlinka upraví draslíkom. Tiež sa zistilo, že táto úprava môže byť uskutočnená buď pred tým, ako je hlinka včlenená do detergentnej zmesi alebo pomocou iónovej výmeny počas procesu prania.

Podstata vynálezu

Tento vynález poskytuje detergentnú zmes na pranie a zmäkčovanie tkanín obsahujúcu najmenej jeden detergentne aktívny materiál, hlinku na zmäkčenie tkaniny, ktorou je bentonitová hlinka a najmenej 1 % hmotnostné z celkového prípravku rozpustnej draselnej soli, vyjadrené ako K^O.

Vynález tiež poskytuje detergentnú zmes na pranie a zmäkčovanie tkanín obsahujúcu najmenej jeden detergentne aktívny materiál a bentonitovú hlinku s vymeneným draslíkom, kde je úroveň obsahu draslíka v hlinke viac ako 1,5 % hmotnostného vyjadrené ako K^O.

Takéto draslíkom upravené hlinky majú výhodu v tom, že môžu byť vybraté zo širokého rozsahu hliniek s dobrou farbou. Detergentné zmesi obsahujúce modifikované hlinky majú výhodu, že sa môže zabrániť znejasneniu farby, ktoré je spojené s hlinkami s nevhodnou farbou, a získa sa zlepšené zmäkčenie.

Jeden aspekt spôsobu podlá tohto vynálezu zahrňuje prípravu hliniek s čiastočne vymeneným draslíkom. Môžu byť pripravené zmiešaním suchej sodíkovej hlinky s roztokom obsahujúcim draselné ióny, typicky s roztokom KCI na vytvorenie hustého cesta. Cesto je potom podrobené vysokému strihu v mixéri so sigmovitými nožmi a potom sušené a drvené.

Môžu tiež byť pripravené striekaním sodnej hlinky roztokom draslíka v rotačnom bubne, napríklad v aglomerujúcom prístroji.

Alternatívne môžu byť pripravené:

(i) zmiešaním vodnej zriedenej suspenzie úplne draselné a úplne sodné vymenenej hlinky vo vhodných pomeroch; alebo (ii) uskutočnením iónovej výmeny hlinky v zmiešanom sodno/draselnom prostredí.

Výhodne sú zmesi sodných a draselných hlinkových minerálov v pomere v rozsahu od 8:2 do 2:8 hmotnostných dielov. Ak sa iónová výmena uskutočňuje v roztoku predtým, ako je pripravený detergent, potom je žiadúce hlinku sušiť.

Je výhodné ak pomer sodné ku draselné vymenenej hlinke je menej ako 2:1, výhodne menej ako 1:1.

Prekvapivo sa zistilo, že ako alternatíva k iónovej výmene draslíka do hlinky predtým, ako je včlenená do detergentného prípravku, je tiež účinné pripraviť ho s iónovo nevymenenou alebo čiastočne vymenenou hlinkou a poskytnúť zdroj draselných iónov na výmenu počas prania. Výhodne je zdroj draselných iónov poskytnutý čiastočným alebo úplným nahradením sodnej soli, normálne prítomnej v detergentnej zmesi, zodpovedajúcou draselnou soľou. Je výhodné, ak zodpovedajúca draselná soľ je prítomná s úrovňou obsahu väčšou ako 2,5 % hmotnostných z celkovej zmesi, výhodnejšie s úrovňou väčšou ako 5 % hmotnostných, najvýhodnejšie s úrovňou väčšou ako 7,5 % hmotnostného.

Ako zdroj draselných iónov môže byť do prípravku zahrnutý uhličitan draselný namiesto obvyklého uhličitanu sodného, druhým príkladom tejto techniky je nahradenie citranu sodného citranom draselným.

Je tiež výhodné zahrnúť do zmesi draselnú bázu, napríklad hydroxid draselný, ktorý môže dodať draselné ióny a tiež neutralizovať akúkoľvek kyselinu v zmesi, napríklad kyselinu citrónovú.

Hlinkový minerál obsahujúce materiály užitočné v tomto vynáleze obsahujú dioktaedrické a trioktaedrické trojvrstvové smektické hlinky, ideálne vápenatého a/alebo sodného montmorilonitového typu. Napríklad hlinka PRASSA z Grécka, GELVHITE z Texasu v USA, Villemse z Južnej Afriky a VOLCLAY BC z Vyomingu. Účinnosť materiálu, ktorý obsahuje hlinku, ako zmäkčovadla tkanín bude čiastočne závisieť od úrovne obsahu hlinkového minerálu v materiáli.

Detergentné zmesi podľa tohto vynálezu môžu mať rôzne fyzikálne formy a môžu obsahovať rôzne'dodatočné prímesi.

Podstatnou zložkou je povrchovo aktívna látka. Môže byť vybratá z aniónových, neiónových, amfotérnych, zwitteriónových a katiónových látok, so zvláštnou prednosťou k syntetickým aniónovým povrchovo aktívnym látkam, s neiónovými povrchovo aktívnymi látkami alebo bez nich.

Zvlášť výhodné sú zmesi aniónových a neiónových povrchovo aktívnych látok, ako je napríklad zmes soli alkalického kovu alkylbenzénsulfonátu s alkoxylovaným alkoholom. Úroveň obsahu povrchovo aktívnej látky alebo látok v zmesi môže byť od 2 % hmotnostných do 50 % hmotnostných, najvýhodnejšie od 5 % hmotnostných do 30 % hmotnostných.

V niektorých prípravkoch je výhodné mať najmenej 25 % hmotnostných aniónovej povrchovo aktívnej látky v zmesi.

Výhodné povrchovo aktívne látky, ktoré môžu byť použité, sú syntetické aniónové a neiónové zlúčeniny. Prvé sú obvykle vo vode rozpustné soli alkalického kovu organických sulfátov a sulfonátov, ktoré majú alkylové radikály obsahujúce od asi 8 do asi 22 uhlíkových atómov, pojem alkyl je použitý na zahrnutie alkylového podielu vyšších acylových radikálov. Príkladmi vhodných syntetických aniónových povrchovo aktívnych látok sú sodné a draselné alkylsulfáty, zvlášť alkylsulfáty získané sulfatáciou vyšších (Cg-C^g) alkoholov, vyrábaných napríklad z lojového alebo kokosového oleja, sodné a draselné alkyl (Cg ^-C2o) benzénsulfonáty, zvlášť sodné lineárne sekundárne alkyl (C-^q-C-^) benzénsulfonáty; sodné alkylglycerylétersulfáty, zvlášť takéto étery z vyšších alkoholov, získané z lojového a kokosového oleja a zo syntetických alkoholov získaných z ropy; sodné kokosové mastné monoglyceridové sulfáty a sulfonáty; reakčné produkty sodných a draselných solí esterov kyseliny sírovej s vyššími (Cg—C^g) mastnými aikohol-alkylénoxidmi, zvlášť s etylénoxidom; reakčné produkty mastných kyselín, ako napríklad mastných kokosových kyselín, esterifikovaných s izetiénovou kyselinou a neutralizované s hydroxidom sodným; sodné a draselné soli amidov mastných kyselín metyltaurínu; alkánové.

monosulfáty, ako napríklad monosulfáty získané reakciou alfa-olefínov (Cg-C₂Q) s hydrogénsiričitanom sodným a monosulfáty získané reakciou parafínov s S0₂ a Cl₂ a potom hydrolýzou so zásadou na vytvorenie náhodných sulfonátov; a olefínsulfonáty, tento pojem je použitý na opísanie materiálov vyrobených reakciou olefínov, najmä ^10-^20 ^al^^a - olefínov, s SOg a potom neutralizáciou a hydrolýzou reakčného produktu. Výhodné aniónové detergentné zlúčeniny sú sodné (C-^-C-^g) alkylbenzénsulf onáty a sodné (C^g-C-^g) alkylsulf áty .

Vhodné neiónové povrchovo aktívne látky, ktoré je možné použiť, obsahujú najmä reakčné produkty látok, ktoré majú hydrofóbnu skupinu a reaktívny vodíkový atóm, napríklad alifatické alkoholy, kyseliny, amidy alebo alkylfenoly, s alkylénoxidmi, zvlášť s etylénoxidom, buď samotný, alebo s propylénoxidom. Špecifickými neiónovými povrchovo aktívnymi látkami sú kondenzáty alkyl(Cg-C₂₂)fenolov-etylénoxidu, všeobecne do 25 EO, t.j. do 25 jednotiek etylénoxidu na molekulu, kondenzačné produkty alifatických (Cg-C-^g) primárnych alebo sekundárnych lineárnych alebo rozvetvených alkoholov s etylénoxidom, všeobecne do 40 EO a produkty vyrobené kondenzáciou etylénoxidu s reakčnými produktami propylénoxidu a etyléndiamínu. Iné takzvané neiónové detergentné látky zahrňujú terciárne aminooxidy s dlhými reťazcami, terciárne fosfínoxidy s dlhými reťazcami a dialkylsulfoxidy.

V detergentných zmesiach môžu byť použité zmesi detergentných látok, napríklad zmiešané aniónové alebo zmiešané aniónové a neiónové látky, najmä v poslednom prípade na to, aby sa poskytli riadené nízkopenivé vlastnosti. To je výhodné pre zmesi určené na použitie v automatických práčkach, ktoré neznášajú penu.

V zmesiach podľa tohto vynálezu môžu byť tiež použité mnohé z amfotérnych alebo zwitteriónových povrchovo aktívnych látok, ale tieto nie sú normálne žiadúce vzhľadom na ich relatívne vysokú cenu. Ak sú použité nejaké amfotérne alebo zwitteriónové povrchovo aktívne látky, sú všeobecne v malých množstvách v zmesiach založených na oveľa bežnej 10 ších syntetických aniónových a/alebo neiónových povrchovo aktívnych látkach.

Môžu byť tiež prítomné detergentné zložky. Týmito môžu byť akékoľvek látky vhodné na zníženie hladiny voľných vápenatých iónov v pracej tekutine a budú výhodne poskytovať zmesi s inými prospešnými vlastnosťami, ako napríklad generovanie alkalického pH, suspendovanie nečistoty odstránenej z tkaniny a suspendovanie hlinkového materiálu zmäkčujúceho tkaninu. Úroveň obsahu detergentných zložiek môže byť od 10 % hmotnostných do 70 % hmotnostných, najvýhodnejšie od 25 % hmotnostných do 50 % hmotnostných.

Príklady detergentných zložiek zahrňujú zrážacie zložky, ako napríklad uhličitany alkalických kovov (so zárodočnými kryštálmi, ako je napríklad vápenec, alebo bez nich), hydrogénuhličitany, ortofosfáty, sekvestračné zložky, ako napríklad tripolyfosfáty alebo nitrilotriacetáty alkalických kovov alebo iónovo-výmenné zložky, ako sú napríklad amorfné hlinitokremičitany alkalických kovov alebo zeolity.

Hlinkový materiál sa môže pridať v rôznej fyzikálnej forme. Môže byť napríklad striekaný-sušený s inými zložkami prípravkov alebo sa môže pridať oddelene. V poslednom prípade hlinka môže byť mletá na vhodnú veľkosť, 5 až 2000 pm, alebo môže byť vo forme granulovaných jemných častíc, voliteľne obsahujúcich spojivo, ako napríklad anorganickú sol alebo povrchovo aktívnu látku.

Úroveň obsahu hlinkového materiálu zmäkčujúceho tkaninu v zmesi má byť dostatočná na poskytnutie zmäkčujúceho účinku, napríklad od 1,5 % hmotnostného do 35 % hmotnostných, najvýhodnejšie od 4 % hmotnostných do 15 % hmotnostných, počítané na základe samotného hlinkového materiálu.

Okrem povrchovo aktívnej látky, detergentnej zložky a materiálu obsahujúceho hlinku, obsahujú zmesi podľa tohto vynálezu prípadne aj iné prímesi.

Nehľadiac na zložky už uvevdné, detergentné zmesi podľa tohto vynálezu môžu obsahovať akékoľvek konvenčné prídavky v množstvách, v ktorých sa takéto prídavky normálne používajú v detergentných zmesiach na pranie tkanín. Príklady takýchto prídavkov zahrňujú ďalšie reagenty na zmäkčenie tkaniny, ako napríklad katiónové reagenty na zmäkčenie tkaniny alebo mastné amíny. Ďalšie príklady týchto prídavkov zahrňujú zosilňovače peny, ako sú napríklad alkanolamidy, zvlášť monoetanolamidy získané z palmojadrových mastných kyselín a kokosových mastných kyselín, látky na potlačenie peny, bieliace látky uvoľňujúce kyslík, ako napríklad peroxoboritan a peroxouhličitan sodný, peroxokyselinové bieliace prekurzory, bieliace látky uvoľňujúce chlór, ako napríklad kyselina trichlórizokyánurová, anorganické soli, ako napríklad síran sodný, iné plnivá, ako napríklad kaolín, a látky obvykle prítomné v minoritných množstvách, fluorescenčné reagenty, parfumy, iné enzýmy, ako napríklad proteázy, lipázy a amylázy, germicídne látky a farbivá.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vynález bude ďalej ilustrovaný na nasledujúcich neohraničujúcich príkladoch.

Príklad 1 - Príprava iónovo vymenenej hlinky

Draslíkom vymenená hlinka a amóniom vymenená hlinka boli pripravené pre porovnávacie účely nasledujúcou metódou. Použitým montmorilonitom bola hlinka PRASSA ex Colin Steward Minerals. Octan draselný (bezvodý ex Sigma) sa pridal bez ďalšieho sušenia. Amónne, sodné a draselné soli boli všetky od BDH GPR a roztoky požadovanej koncentrácie boli pripravené s použitím vody čistenej pomocou Millipore.

150 ml 0,1 mol/1 roztoku KC1 alebo NH^Cl sa pridalo do suspenzie montmorilonitu (približne 20 g v 500 ml). Zmes sa premiešavala počas noci a potom sa centrifugovala a opakovane premyla s vodou dovtedy, kým v premývacom roztoku nemohli byť detegované len stopy aniónov. Získané pasty a sušili pri teplote 60 °C, jemne mleli a uložili v sklenených nádobách so skrutkovým uzáverom.

Príklad 2 - Alternatívna metóda prípravy

Montmorilonit (20 g) sa odvážil do polyetylénovej nádoby obsahujúcej 200 ml zmesi Na⁺ a K⁺ (alebo NH^¹) chloridových roztokov (1,0 mol/1). Relatívne pomery Na a K sa menili a udržiavala sa celková iónová sila. Nádoba bola dôkladne pretrepaná, a uložená na jeden týždeň s občasným ďalším miešaním počas tejto doby. Zmesi boli odcentrifugované a premyté ako v Príklade 1, potom sušené pri približne 100 “C, jemne mleté, s použitím trecej misky a tíčika a uložené ako v Príklade 1.

Príklad 3 - Pokusy s praním

Všetky pokusy s praním sa uskutočnili v tergotometroch s podmienkami danými v Tabuľke 2:

Tabuľka 2

Teplota	40 °C
Čas prania	15 min
Pláchanie	2x2 min
Objem pracej tekutiny	1 liter
Monitory	50 g Terry textil
Kvapalina:textilu	20:1
Voda (Tvrdosť)	26 “francúzskych

Všetky monitory boli odšlichtované

Hodnotenie zmäkčenia rôznymi hlinkami sa robilo subjektívne párovým porovnávaním, s použitím panelu školených hodnotiteľov.

Montmorilonitové hlinky s vymenenými K⁺ a ΝΗ^ ⁺ katiónmi podľa Príkladu 1 sa pridali v množstve 0,5 g/1 do fosfátového pracieho prášku a testovali oproti porovnávaciemu prášku neobsahujúcemu hlinku a kontrolnému prášku obsahujúcemu Na-montmorilonitový materiál.

Účinnosť všetkých testovaných hliniek je vyššia ako pre porovnávací pokus bez hlinky, a teda všetky vykazujú zmäkčujúci účinok - pozri Tabuľku 3. Avšak v sérii hliniek ΝΗ^⁺ materiál vykazuje rovnakú účinnosť ako porovnávací pokus. K-vymenená hlinka vykazuje zvýšené zmäkčenie oproti všetkým zmesiam.

Tabuľka 3

Hlinka	Relatívne zmäkčenie
žiadna	0
Na-montmorilonit	83
K+- výmena	100
NH^4”- výmena	86

Porovnanie výsledkov zmäkčenia pre draslíkom a amóniom vymenené hlinky ukazuje, že použitie amóniového iónu, hoci má podobný iónový polomer ako draselný ión, nevedie k zvýšeniu zmäkčenia hlinkou.

Príklad 4 - Účinok rôzneho pomeru K/Na rôznym pomerom obsahu 2; znova v porovnaní Výsledky s ich použiTestovali sa série vzoriek s K/Na pripravené metódou z Príkladu s kontrolou s nulovým obsahom hlinky tím v množstve 0,5 g/1 vo fosfátovom prípravku sú uvedené v Tabulke 4. Všetky hlinky vykázali zlepšené zmäkčenie v porovnaní s pokusom bez hlinky.

Tabuľka 4

Hlinka (Na/K)	Relatívne zmäkčenie (%)
Žiadna	0
200/0	46
140/60	78
69/140	100

V príkladoch 3 a 4 sa použil tento fosfátový prípravok:

	diely (hmotnostné)
Lineárny alkylsulfonát (Doháne 113)	9,0
Neiónová PAL (Synperonic A7)	1,0
Tripolyfosfát sodný	21,5
Alkalický kremičitan	5,5
Voda	10,3
Karboxymetylcelulóza sodná	2,7
	50,0
Dávka 2,5 g/1

PAL - povrchovo aktívna látka

Podobné výsledky sa získali so zeolitovým základom.

Fixácia draslíka montmorilonitom môže byť teda použitá na zvýšenie účinnosti hliniek pre zmäkčenie počas prania. Bez želania viazať sa teóriou, sa toto zvýšenie považuje za výsledok efektívneho zníženia mriežkového náboja hlinky. Dokonca hoci K-vymenená hlinka môže potrebovať vysušenie, celkový proces je oveľa vhodnejší, než proces zahrňujúci drahý kalcinačný krok.

Príklad 5

Pre tento príklad sa použila iónovo nevymenená hlinka a účinok iónovej výmeny s Na a K elektrolytmi v praní bol skúmaný s použitím podmienok z Príkladu 3 s výnimkou, že experimenty sa uskutočňovali s použitím 0,5 g/1 hlinky v demineralizovanej vode, na vylúčenie akýchkoľvek účinkov detergentných zložiek alebo povrchovo aktívnych látok. Porovnanie zmäkčenia hlinkou z Na a K roztokov rovnakej iónovej sily (10^_z mol/1) ukazuje výrazne lepšiu účinnosť pre draselný systém - Tabuľka 5. Zmesi sodné a draselné vykazujú podobné účinky.

Tabuľka 5

	Relatívne zmäkčenie (%)	Popol (% hmotn.)
Porovnanie - bez hlinky	0	0,05
Hlinka + 10’2 mol/1 NaCl (1)	68	0,17
Hlinka + 10’2 mol/1 KC1 (1)	100	0,20
Hlinka + 10’2 mol/1 NaCl (2)	60	0,18
Hlinka + 102 mol/1 KC1 (2)	96	0,24

(1) roztok solí pridaný na začiatku pracieho cyklu (2) roztok solí pridaný po 10 minútach do pracieho cyklu

Vo všetkých prípadoch bol hlinkou Na-montmorilonit (ex CSM), pridaný s obsahom 0,5 g/1.

Ekvivalentné výsledky k výsledkom zisteným v Príklade 4 sa získali pridaním sodnej alebo draselnej soli uprostred pracieho cyklu, čo ukazuje, že účinok je platný dokonca aj po tom, ako nastala počiatočná interakcia hlinky s tkaninou.

Tabuľka 5 tiež uvádza výsledky pracích pokusov, ktoré ukazujú, že zvýšené zmäkčenie pozorované v prítomnosti draselných iónov je výsledkom zvýšenej depozície hlinky.

Príklad 6

Opakoval sa príklad 5 s použitím simulovaných pracích tekutín.

Monitorovalo sa zmäkčenie pre roztoky uhličitanu sodného obsahujúce LAS : neiónovej povrchovo aktívnej látke (NI) (0,83 g/1 približne 9:1 LAS:NI). Experimenty používajúce tento systém sa tiež uskutočnili v prítomnosti a v neprítomnosti zeolitu (4A - 1,8 g/1 hydratovaného zeolitu).

Výsledky v Tabuľke 6 ukazujú, že draslík zvyšuje účinnosť zmäkčenia hlinkou tak v prítomnosti aktívnych látok ako aj zeolitu.

Tabulka 6

Prípravok	relatívne zmäkčenie
Len základ	0
Základ + hlinka	66
Základ + hlinka + 10 mol/1 KC1	100
Základ/hlinka/10_2 mol/1 KCl/zeolit	98

Základné zloženie je	: 0,75	g/l	LAS
	0,08	g/l	NI
	1,20	g/l	Na2C0^

Príklad 7

Tento príklad ukazuje účinok pridaného draslíka na účinnosť zmäkčenia hlinkou v detergentnom systéme obsahujúcom lineárny alkylsulfonát, ako aniónovú povrchovo aktívnu látku, a neiónovú povrchovo aktívnu látku v rôznych pomeroch. Tabuľka 7 ukazuje, že zvýšenie účinnosti v dôsledku použitia draslíkom opracovanej hlinky je väčšie v 100 % aniónovom prípravku. Účinok bol demonštrovaný meraním hladín depozície hlinky (popol). Zmesi mydla a neiónových povrchovo aktívnych látok vykázali analogické správanie sa.

Tabuľka 7

% neiónovej PAL	% popola (depozícia hlinky)
NaCI	KC1
0	0,8	1,3
25	0,85	1,05
50	0,8	0,95
75	0,6	0,9

Príklad 8

Študovala sa detergencia zeolitových systémov v prítomnosti a neprítomnosti aj pridaného draslíka aj hlinky, s použitím textílie citlivej na detergentné zložky. Zmena reflektancie pri vlnovej dĺžke 460 nm pre dve rôzne vzorky textilu (Δ R460) sa použila ako miera detergencie. Reflektančné merania sa robili na textile pred a po praní s použitím spektrofotometra Ultrascan.

Porovnanie výsledkov ekvivalentných prípravkov, založených buď na chloride sodnom alebo na chloride draselnom ukazuje, že v detergencii nie je rozdiel - pozri tabuľku 8:

Tabuľka 8

Soľ (*)	£ R460
textil 1	textil 2
NaCl	19,7	10,2
KC1	20,9	11,2

Zloženie pracej tekutiny

0,75	g/1	LA S
0,08	g/1	Nl (3EO)
1,2	g/1	Na2C0^
1,8	g/1	zeolit 4A
10'2	mol/1	soľ (*)

Príklad 9

Vo vyššie uvedených Príkladoch 5 až 8 bola draselná sol pridaná vo forme chloridu. Draslík môže byť pridaný vo forme uhličitanu, nahradením uhličitanu sodného ako zdroja alkality ·

Experimenty sa uskutočnili skúmaním účinnosti zmäkčenia hlinkou v prítomnosti uhličitanu sodného a draselného. Výsledky (pozri tabuľku 9) jasne ukazujú zvýšenie zmäkčenia uhličitanom draselným, tak v prítomnosti ako aj v neprítomnosti zeolitu. Zvýšenie zmäkčenia hlinkou je teda možné nahradením uhličitanu sodného uhličitanom draselným.

Tabuľka 9

Produkt (*)	relatívne
	zmäkčenie (%)
1,1 x 10-2 tnol/1 Na2C0q	0
1,1 x 10-2 mol/1 Na^CO^ + 0,5 g/1 hlinky	56
1,1 x 10-2 mol/1 K^COn + 0,5 g/1 hlinky	100
1,1 x 10~2 mol/1 K^COj + 0,5 g/1 hlinky
+ 1,8 g/1 zeolitu	97

(*) Všetky obsahujú ešte 0,75 g/1 LAS a 0,08 g/1 Synperonic

A7 ex ICI.

Použitie buď draslíkom vymenených hliniek, alebo zvlášť pridanie draselných solí do hlinku obsahujúcej pracej tekutiny na získanie vysokej účinnosti zmäkčenia hlinkou, je najjednoduchšou a cenovo najefektívnejšou metódou zlepšenia účinnosti hlinky.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Detergentná zmes na pranie a zmäkčenie tkanín vyznačujúca sa tým, že zahrňuje najmenej jednu detergentne aktívnu látku, hlinku zmäkčujúcu tkaninu, ktorou je bentonitová hlinka a najmenej 1 % hmotnostné z celkového prípravku rozpustnej draselnej soli, vyjadrené ako ^0.
2. 2. Detergentná zmes podlá nároku lvyznačuj ú ca sa tým, že draselnou solou je uhličitan draselný.
3. 3. Detergentná zmes podľa nároku lvyznačuj ú c a sa tým, že draselnou soľou je citran draselný.
4. 4. Detergentná zmes podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov vyznačujúca sa tým, že bentonit je vybratý z montmorilonitov a hektoritov.
5. 5. Detergentná zmes podľa nároku 4vyznačuj ú c a sa tým, že hlinkou je montmorilonit.
6. 6. Použitie draslíkom modifikovanej bentonitovej hlinky ako zmäkčovadla tkanín.
7. 7. Detergentná zmes na pranie a zmäkčenie tkanín vyznačujúca sa tým, že zahrňuje najmenej jednu detergentne aktívnu látku, draslíkom modifikovanú bentonitovú hlinku tak, že úroveň obsahu draslíka v hlinke je viac ako 1,5 %, hmotnostného vyjadrené ako ^0.
8. 8. Spôsob na pranie a zmäkčovanie tkanín vyznačujúci. sa t ý m, že zahrňuje kroky:

   a) pridanie detergentného prášku, ktorý zahrňuje zmes bentonitovej hlinky, detergentne aktívnu látku a najmenej 1 % hmotnostné z celkového prípravku vo vode rozpustnej draselnej soli, na vytvorenie pracej tekutiny;

   b) pranie tkaniny v tekutine; a

   c) pláchanie pracej tekutiny z tkaniny použitím ďalšej vody.
9. 9. Spôsob na pranie a zmäkčovanie tkanín vyznačujúci sa tým, že zahrňuje kroky:

   a) pridanie detergentného prášku, ktorý zahrňuje najmenej jednu detergentne aktívnu látku, draslíkom modifikovanú bentonitovú hlinku tak, že úroveň obsahu draslíka v hlinke je viac ako 1,5 %, hmotnostného vyjadrené ako K-,0, na vytvorenie pracej tekutiny;

   b) pranie tkaniny v tekutine; a

   c) pláchanie pracej tekutiny z tkaniny použitím ďalšej vody.