DEW0013233MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 12. Februar 1954 Bekannfgemacht am 25. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Während man bei der Herstellung von Wäschpulvern früher vorwiegend nach einem einfachen Mischverfahren, dem sogenannten Tennen verfahren, arbeitete, ist man im Laufe der letzten Jahrzehnte immer mehr dazu übergegangen, die Waschpulver nach einem Sprühprozeß herzustellen. Beim Sprühen werden meist die waschaktiven Substanzen zusammen mit den Waschalkalien und sonstigen Zusätzen aus einer gemeinsamen Lösung versprüht, so daß am Ende ίο des Sprühprozesses das fertige Waschpulver vorliegt, und zwar in einer sehr voluminösen, schüttigen und daher den Konsumenten ansprechenden Form.

Es ist nun bisher allgemein üblich, auch die in der Waschmittelkomposition meist enthaltenen Alkaliphosphate ebenfalls im Sprühansatz mit aufzulösen und mit zu versprühen. Ein nachträgliches Zumischen der im Handel befindlichen, durchweg schweren Phosphate erhöht das Schüttgewicht der Gesamtkomposition; andererseits treten durch die Unterschiede im Schüttgewicht beim Transport und bei der Handhabung solcher gemischten Waschpulver leicht Entmischungserscheinungen auf, wobei die leichte Sprühware nach oben, daß schwere Phosphat nach unten wandert.

Wenn sich auch beim Mitsprühen kleiner Anteile einzelner Phosphate zusammen mit dem übrigen Sprühansatz gelegentlich kleine sprühtechnische Vorteile ergeben, ist es schon rein aus Gründen der

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Energieersparnis wenig sinnvoll, die Hauptmasse der durch einen teuren Calcinatsprozeß hergestellten Phosphate wieder in Wasser aufzulösen und nochmals die erhebliche Trocknungsenergie aufzuwenden. Dazu ergibt sich bei den vorzugsweise angewandten . Polyphosphaten und, Polymetaphosphaten beim gemeinsamen Sprühen mit der waschaktiven Substanz eine mehr oder weniger starke Hydrolyse zu Orthophosphat und damit eine wesentliche Verminderung

ίο der Waschwirkung. So wurde z. B. festgestellt, daß beim Sprühen von Lösungen, die waschaktive Substanz und glasige Polymetaphosphate, z. B. Grahamsches Salz, enthalten, die letzteren weitgehend hydrolysiert werden und je nach der Sorgfalt, mit der die Sprühung durchgeführt wird,., das-Polymetaphosphat zur Hälfte, ja gelegentlich sogar vollständig zu Orthophosphat abgebaut wird, womit natürlich seine Wirkung völlig verlorengeht.

Auch beim Sprühen z. B. von Natriumtripolyphosphatlösungen allein ohne Zusatz, waschaktiver Substanz, selbst unter schonendsten "Bedingungen, treten deutliche Zersetzungserscheinungen auf: Eine bei 6o° gesättigte Lösung eines Handelstripolyphosphats, das einen Gehalt von 0,1% Na₆P₃O₁₀ aufwies, ' wurde in einem kleinen Versuchssprühturm mit nur

■..,. etwa !,Sekunde Verweilzeit bei einer Heizgaseingangstemperatur von 100 bis io8° (Gasbrenner) und einer Ausgangstemperatur von 83 bis .95° mittels, einer Luftdruckdüse bei 4 atü Luftdruck versprüht. Der Na₅P₃O₁₀-Gehalt sank dabei auf 82°/₀. In normalen Betriebssprühtürmen, in denen die Verweilzeit das ■ 5- bis iofache beträgtj steigt die Hydrolyse beträchtlich an, besonders bei Erhöhung der Trocknungstemperatur auf die bei der Sprühung von Wasch-

pulveransätzen üblichen Temperaturgrade. Auch hier kann der Tripolyphosphatgehalt auf die Hälfte und noch weiter absinken.

Den Einfluß des gemeinsamen Versprühens der Phosphate mit den übrigen Waschmittelbestandteilen zeigen die folgenden Wasch versuche, die in Anlehnung an die in »Fette, Seifen und Anstrichmittel«, 1951, S. 35, von Dr. Machemer mitgeteilte Methode, jedoch in Weckgläsern mit Höchster Test

gewebe durchgeführt wurden. Die Weißgrade wurden mit dem Leukometer Höchst gemessen und nach der Berechnungsweise von Dr. Machemer ermittelt.

In einer ersten Versuchsreihe wurden 100 g Alkylarylsulfonat (55 g WAS)· mit 50 g Natriumsulfat und 50 g Natriumtnpolyphosphat in 200 ecm Wasser zu einem »Brei« gelöst und nach mehrstündigem Stehen bei 8o° bei einer Heizgaseintrittstemperatur von i6o° verdüst. Von dem verdüsten Gemisch von 1,1 Teil WAS + ι Teil Na₂SO₄ + 1 Teil Na₅P₃O₁₀ wurden zum Waschversuch 0,8 g je 100 ecm verwendet. Für den Kontrollversuch wurde dasselbe, jedoch nicht warm gelagerte und verdüste Gemisch verwendet.

a) einfaches Gemisch

b) dasselbe Gemisch,
gelagert und verdüst ........

. Waschwirkung in °/₀ I.Wäsche I 2.Wäsche 3.Wäsche

27.9

35,6

26,5

38,6

293

Die Analyse ergab, daß das Tripolyphosphat sich beim mehrstündigen Stehen bei 8o° und Sprühen weitgehend in Pyro- und Orthophosphat zersetzt hatte. ...·■:·

In einer zweiten Versuchsreihe wurde ein Gemisch aus. ι,ι Teil : Alkylarylsulfonat + ι Teil Natriumsulfat+ ι Teil Natriumphosphat verwendet. Letzteres bestand hier jedoch aus einer Kombination von i8°/₀ hochmolekularem Polymetaphosphatglas, 49%· Natriumtripolyphosphat und 33% Tetranatriumpyrophosphat, wie sie in bekannten, als »Edelphosphaten« gehandelten kompl. Phosphaten vorliegen. Das Gemisch wurde in einem Fall sofort mit einer Heizgaseintrittstemperatur von 300⁰ versprüht, in einem anderen Falle zunächst mehrere Stunden bei 8o° gehalten und dann bei 300⁰ Eingangstemperatur versprüht. Gewaschen wurde mit 0,6 g (Trocken-) Gemisch auf 100 ecm Wasser. Dabei wurde in einer ersten Reihe mit unverändertem p_H-Wert, in einer zweiten Reihe nach Einstellung des p_H-Wertes der Waschlauge auf 10 gewaschen.

Art des Ansatzes

p_H unverändert I.Wäsche 2.Wäsche

Waschwirkung in °/,

3.Wäsche

[ .Wäsche

p_H auf 10 eingestellt

2. Wäsche | 3. Wäsche

a) nicht versprüht

b) sofort versprüht

c) nach mehrstündigem Stehen bei 80° versprüht .

25,3 23.4

22,7

36,9
32,3

28,6

30,6
19,9

^Ι0·>9

35,4 27,5

23,1

36,3 28,6

25,5

Nach dem Versprühen des Ansatzes enthielt dieser (Waschlösung b) kein hochmolekulares Polymetaphosphat mehr, jedoch war bereits Orthophosphat in deutlichen Mengen vorhanden. Nach dem Stehen bei 8o° und Versprühen, (Waschlösung c) war außer dem Verschwinden des hochmolekularen. Ppfymetaphosphatglases eine Verringerung des Tripoly- wie auch des Pyrophosphatgehaltes festzustellen; der Ortho¹ phosphatgehalt war noch höher als bei Lösung b). Diese Nachteile vermeiden die erfindungsgemäßen Wasch-, Reinigungs-, Einweich- und Spülmittel, die aus. gemeinsam oder für sich durch einen Sprüh-

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trocknungsprozeß in ein voluminöses Pulver übergeführten Wasch- und Reinigungsmittelbestandteilen, insbesondere Waschaktivsubstanzen, und voluminösen, durch einen direkten oder indirekten Sprüh-

•5 prozeß gewonnenen Alkalypoly- oder -polymetaphosphaten mit einem Schüttgewicht von weniger als 70 g je 100 ecm bestehen.

Diese Wasch-, Reinigungs-, Einweich- und Spülmittel von niedrigem Schüttgewicht erhält man, wenn man einem ohne den .Phosphatzusatz gesprühten Waschmittelansatz, der also ein voluminöses Pulver darstellt, nachträglich ein in voluminöser Form vorliegendes Phosphat zumischt. Bei diesem Vorgehen entsteht der Vorteil, daß die Phosphatkomponente des Waschmittels unverändert und mit ihrem vollen Wirkungswert zum Einsatz kommt. In vielen Fällen ist dabei sogar noch eine weitere Verringerung des Schüttgewichtes möglich. Erfmdungsgemäß eingesetzte voluminöse Phosphate, deren Herstellung nicht Gegenstand des Patentbegehrens ist, lassen sich teils durch einen direkten, teils durch einen indirekten Sprühvorgang erzeugen. Es ist z. B.

ι bekannt, daß man Phosphatglasschmelzen dadurch in ein voluminöses Produkt überführen kann, daß man die heißflüssige Schmelze durch einen kalten Luftstrahl verbläst und in ein wollähnliches, sehr leichtes Produkt überführt. Für die vorliegende Erfindung geeignete leichte Phosphatgläser mit oder ohne Zusatzstoffe können in der Weise hergestellt werden, daß man die erstarrte Schmelze wieder in Wasser auflöst und durch einen Sprühtrocknungsprozeß in ein voluminöses Pulver überführt. Diese Herstellungsweise wird als »direkter Sprühvorgang <? verstanden. Unter einem »indirekten Sprüh Vorgang« wird ein solcher verstanden, bei dem zunächst eine Lösung von Orthophosphaten, die Alkali und Phosphorpentoxyd im entsprechenden Verhältnis enthält, so in eine heiße Gaszone versprüht wird, daß ein leichtes Orthophosphatcalcinat entsteht, dessen Teilchen eine größte Ausdehnung von 0,02 bis 0,5 mm aufweisen; dieses Calcinat wird sodann durch Erhitzen auf Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes in das voluminöse kondensierte Phosphat übergeführt, wobei durch schonende, örtliche Überhitzungen, stärkere mechanische Beanspruchung und Anbacken im Ofen vermeidende Behandlung die Struktur der Phosphatteilchen aufrechterhalten wird. Auch ein solches Produkt mischt sich leicht mit gesprühten Waschmittelansätzen, ohne daß dabei das Schüttgewicht desselben erhöht wird. Entmischungen sind dabei auch bei längerer Lagerung .und häufigem Umschütteln nicht beobachtet worden.

Die voluminösen Phosphate sind durchweg schneller löslich als die bisher handelsüblichen; sie lösen sich meist noch rascher in Wasser auf als die waschaktive Substanz, wodurch der Vorteil entsteht, daß sie ihre kalkbindende, enthärtende Wirkung vollendet haben, ehe die Härtebildner mit der waschaktiven Substanz in Reaktion treten. Dies ist insbesondere bei Seifenwaschpulvern von besonderer Bedeutung. Beim gemeinsamen Versprühen mit der waschaktiven Substanz entstehen Sprühprodukte, bei denen sich die waschaktive Substanz zum mindesten gleich- ;eitig mit den Phosphaten löst. :

Das neue Verfahren . eignet sich . sowohl zur Herstellung von Waschmitteln als auch von Reinigungsund Spülmitteln aller Art. Als waschaktive Substanz kommt Seife, wie auch jede Art von halb- oder vollsynthetischen organischen Wasch- und Netzmitteln in Frage, wie z. B. Alkylsulfate, Alkyl- ;ulfonate, Alkylarylsulfonate, Äthylenoxydkondensationsprodukte u. a. m. Die waschaktiven Substanzen können für sich allein oder mit bekannten, die Reinigungswirkung fördernden Zusätzen, wie Alkalien, Celluloseabkömmlingen, optischen Aufhellern, Schutzkolloiden oder Füllstoffen, versprüht sein. Es können auch diese Zusätze für sich allein versprüht worden sein, wie dies z. B. für Alkalisilikate bereits bekannt ist. Die Zusatzstoffe werden dann mit den voluminösen Phosphaten mit öder ohne Zusatz einer gesprühten waschaktiven Substanz gemischt und ergeben so voluminöse Wasch-, Reinigungs-, Einweich- oder Spülmittel der verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Mittel treten bei Wasch- und Reinigungsmittelkompositionen aller Art auf, denen die beschriebenen voluminösen, rasch löslichen, in ihrem Wirkungswert unveränderten komplexbildenden Phosphate, unabhängig, ob der Zusatz in größeren oder kleineren Mengen erfolgt, zugesetzt werden. Die erfindungsgemäß einzusetzenden voluminösen Alkalipoly- oder -polymetaphosphate haben in loser Schüttung ein Schüttgewicht von weniger als 70 g je 100 ecm, vorzugsweise weniger als 50 g je 100 ecm.

Beispiele

1. Ein im Handel erhältliches pulvriges Sprühprodukt mit einem Gehalt von 50% waschaktiver Substanz und 50% Natriumsulfat, dessen WAS aus einem Alkylbenzolsulfonat und einem Fettsäurekondensationsprodukt besteht, hat ein loses Schüttgewicht von 20 g je 100 ecm. Vermischt man 70 Teile dieses Sprühproduktes mit 30 Teilen handelsüblichen »Natriumhexametaphosphats«· (Grahamschen Salzes), dann steigt das Schüttgewicht auf 28 g.

Von der gleichen gesprühten waschaktiven Substanz werden 70 g mit 30 g eines voluminösen, aus gesprühtem Orthophosphat durch Erhitzen auf 300⁰ gewonnenen Natriumtripolyphosphats — loses Schüttgewicht von 32 g je 100 ecm — gemischt. Das Gemisch hat ein loses Schüttgewicht von 17 g je 100 ecm.

2. Von einem im Handel befindlichen pulvrigen Sprühprodukt, das zu 45% aus dem Natriumsalz des Schwefelsäureesters eines technischen Oleylalkohols, gemischt mit dem Natriumsalz des Schwefelsäureesters eines technischen Kokosölalkohols, und zu 55% aus Natriumsulfat besteht, werden 80 g mit 20 g des im Beispiel 2 genannten Natriumtripolyphosphats trocken gemischt. Während das Schüttgewicht der verwendeten waschaktiven Substanz 15 g je 100 ecm betrug, hatte das Gemisch mit dem Phosphat ein Schüttgewicht von 18 g je 100 ecm, d. h., es war nur unwesentlich verändert. Eine

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Entmischung des Produktes beim Lagern konnte nicht festgestellt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Wasch-, Reinigungs-, Einweich- und Spülmittel von niedrigem Schüttgewicht, gekennzeichnet durch den Zusatz von voluminösen, durch einen mittelbaren oder unmittelbaren Sprühprozeß gewonnenen Alkalipoly- oder -polymetaphosphaten mit einem Schüttgewicht von weniger als 70 g je 100 ecm zu anderen¹ bekannten, gemeinsam oder für sich durch einen Sprühtrocknungsprozeß in ein voluminöses Pulver übergeführten Wasch- und Reinigungsmittelbestandteilen, insbesondere Waschaktivsubstanzen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Klug »Technologie der Seifenpulver und pulverförmigen Waschmittel«, 1951, S. 53.

   © 609 659/4-70 10. 56