SE468092B - Alkalimetall silikat i fast form innefattande natrium och kalium, saett foer dess framstaellning samt dess anvaendning i rengoeringsmedelskompositioner - Google Patents

Description

35 468 092 2 1338850 är natriumsilikat tillsatser såsom natriumkarbonat känt.

Genom GB innehållande Tillsatserna före- dras därvid föreligga i en halt överstigande 80 vikt%.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett i vatten snabbt lösligt alkalimetallsilikat i fast form med hög bulkdensitet som ger upphov till mindre alkalinitet än motsvarande metasilikat. Detta har nu visat sig vara möjligt då det framkommit att ett silikat med en viss vattenhalt som innehåller små mängder kalium har betydligt bättre egenskaper än förut kända silikater.

Uppfinningen avser således ett alkalimetallsilikat enligt patentkravet 1. Mer specifikt avses ett alkali- metallsilikat i fast form med ett molförhållande Si02:M20 från ca 1,5 till ca 3, till ca 2,5 där M är en alkalimetall och väsentligen utgörs av natrium och kalium. Om molförhållandet är 'för lågt blir silikatet alltför alkaliskt medan vattenlösligheten för- sämras vid höga molförhållanden. Silikatet innehåller från ca 1, ca 2 och upp till ca 5, företrä- desvis upp till ca 4 vikt% K2O räknat på torrsubstansen samt håller en vattenhalt från ca 16, företrädesvis från ca 18, i synnerhet från ca 20 och upp till ca 25, företrädes- vis upp till ca 22 vikt% räknat på totalvikten. Silikatet kan även innehålla natriumkarbonat, företrädesvis från ca 1,8 företrädesvis från exempelvis från ca 7 till ca 20, företrädesvis från ca 7 till ca 15, i synnerhet från ca 8 till ca 12 vikt% räknat på torrsubstansen. Med torrsubstans avses M2O + Si02 + i förekommande fall Na2CO3.

Det har "visat sig att upplösningshastigheten för ett rent natriumdisilikat ökar med vattenhalten upp till ca "' av vikt%. Vid högre vattenhalter är emellertid upplösningï- hastigheten lägre, speciellt för kompakterat material.

Detta beror troligen på att en fasomvandling sker när silikatet utsätts för emellertid tryck. Genom uppfinningen har de: silikatet innefattar små mängder kalium fortsätter upplösningshastigheten att öka med vattenhalten och 'blir rent natriumsilikat. allmänhet framställs visat sig att om avsevärt högre än vad som kan uppnås för ett fast form i Eftersom silikat i genom torkning av en 10 15 20 25 30 35 3 468 092 vattenlösning kan energibesparingar göras om torkningen inte behöver drivas lika långt. Ett silikat med hög vatten- halt håller i allmänhet också en högre bulkdensitet och är lättare Det har också visat sig att även silikat med lägre vattenhalter löser sig innehåller kalium enligt uppfinningen. att granulera. snabbare om det Silikatet enligt uppfinningen kan föreligga såväl i pulverform, exempelvis med en genomsnittlig partikel- 60 till ca 400 um, som i granulform, exempelvis med en genomsnittlig partikeldiameter från ca eso till ce soo pm. I både fallen föredras det ett bulk- densiteten överstiger ca 800 g/liter, speciellt att den överstiger ca 900 g/liter. Genom uppfinningen har det visat sig möjligt att åstadkomma ett mindre alkaliskt silikat med så hög bulkdensitet och bibehålleng hög upplösnings- hastighet. ~ Uppfinningen avser även ett sätt att framställa ett silikat enligt beskrivningen ovan genom att en vatten- lösning av ett alkalimetallsilikat med ett molförhållande Si02:M2O från ca 1,5 till ca 3 där M är en alkalimetall och väsentligen utgörs av natrium och kalium torkas till fast form, lämpligen ett pulver, med en vattenhalt från ca 16 till ca 25 vikt%, varvid en eller flera kaliumföreningar, företrädesvis kaliumhydroxid och/eller kaliumsilikat sätts till lösningen före torkningen eller till det torra materi- alet i en mängd så att produkten kommer att innehålla från ca 1 till ca 5 vikt% KZO räknat på torrsubstansen. Även natriumkarbonat och/eller kaliumkarbonat kan sättas till lösningen före torkningen eller diameter från ca till det torra materialet så att produkten kommer att innehålla från ca 7 till ca It vikt% natriumkarbonat dras att vattenlösningen före torkningen har en torrhalf från ca 20 till ca 55 vikt%, i synnerhet från ca 30 till ci 50 vikt%. Det föredras att kaliumhydroxid, kaliumsilika: eller kaliumkarbonat samt eventuell natriumkarbonat till- sätts Om den pulver bör samtliga komponenter, d v s Na2O, SiO2, KZO, och eventuell Na2CO3 räknat på torrsubstansen. Det fören före torkningenl önskade produkten är ett ingå i lösningen med önskat inbördes 10 15 20 25 30 35 468 092 ' 4 förhållande före torkningen. Detta föredras även om slut- produkten är i form av granuler, då det emellertid även är möjligt att tillsätta kaliumhydroxid, kaliumsilikat eller kaliumkarbonat och eventuellt natriumkarbonat till pulvret före granuleringen, antingen i fast form genom torr- blandning eller genom att spraya en vattenlösning på det torkade silikatpulvret. Beträffande föredragna halter och mängder hänvisas till beskrivningen av produkten enligt uppfinningen. företrädesvis i Torkningen sker en spraytork, men även andra typer av torkar kan komma ifråga, såsom fluid- bäddtorkar, och trumtorkar. Vid spraytorkning har det överraskande visat sig att en högre bulkdensitet på pulvret kan erhållas om vattenlösningen före torkningen innehåller samtliga komponenter enligt uppfinningen.

Om det torkade pulvret ska granuleras' kan detta ske på ett flertal olika sätt, såsom kompaktering, extrudering, agglomerering i trumma eller tallrik, fluid-bädd- granulering, prillning eller i diverse blandare. Av dessa metoder föredras kompaktering eftersom det då är lättare att erhålla en hög bulkdensitet. Speciellt föredras rull- kompaktering varvid det torkade pulvret införs och utsätts för högt tryck mellan två i motsatt riktning roterande valsar som pressas mot varandra. Valsarna kan vara försedda med fördjupningar för bildning av briketter. I annat fall erhålls större sammanhängande enheter som sedan kan krossas och siktas. det även möjligt att förbättra hållfastheten på granulerna genom tillsats liten mängd bindemedel i roterugnar Vid kompaktering är av en form av vattenglaslösning, exem- pelvis i en mängd från ca l till ca 2 till ca vikten, ca 8, företrädesvis från 5 vikt% vattenglaslösning räknat på total- varvid vattenglaslösningen har en föredragen torrhalt från 0 till ca 50, speciellt från ca 30 till ca 45 vikt%. Därvid höjs produktens totala* vattenhalt något, i allmänhet ca 1 procentenhet.

En vattenlösning' av natriumsilikat kan framställas på känt vis genom smältning av kvartssand med natrium- karbonat under av koldioxid, varefter smältan frigörning 10 15 20 25 30 35 5 468 092 kyls till ett fast material som löses upp i vatten vid förhöjd temperatur. Alternativt kan kvartssand lösas upp i en natriumhydroxidlösning vid förhöjt tryck och temperatur.

Enligt uppfinningen kan kalium kan tillföras i form av kaliumhydroxid vid upplösning av kvartssand eller tillföras lösningen före torkningen, kaliumsilikat exempelvis i av kalium- form eller kaliumkarbonat. Natrium- karbonat eller kaliumkarbonat kan lösas upp tillsammans med kvartssand_i natriumhydroxid eller tillföras lösningen före torkningen. hydroxid, av ett silikat som korrosionsskyddande substans vid Uppfinningen avser vidare användning enligt ovanstående och/eller alkaligivande diskning eller tvättning, företrädesvis i maskin. Vid användning löses ett silikat enligt uppfinningen upp i vatten till en föredragen halt från ca' 0,1 till ca 4 gram/liter, i synnerhet från ca 0,5 till ca 2 gram/liter, företrädesvis tillsammans med andra aktiva substanser såsom tensider, andra alkaligivare, blekmedel eller enzymer.

Uppfinningen avser beskrivning rengöring, såsom slutligen en rengöringsmedels- komposition, företrädesvis i pulver eller granulform, såsom disk- eller tvättmedel, speciellt maskindisk- eller maskin- tvättmedel, i synnerhet högkoncentrerade disk- och tvätt- medel med hög bulkdensitet. Kompositionen innehåller åtminstone ett alkalimetallsilikat enligt uppfinningen, företrädesvis i en halt från ca 1 till ca 40 vikt%, i synnerhet från ca 5 till ca 40 vikt%, samt fyllmedel och/eller en eller flera andra vid stanser, exempelvis tensider, andra alkaligivare, blekmedel eller enzymer. Såväl ett spraytorkat pulver som ett gra:-~ lerat eller kompakterat silikat enligt uppfinningen kan ri; fördel användas rengöring aktiva sur- som råvara vid framställning av et: ra:- göringsmedel. Om ett pulver används kan rengöringsmei;-° exempelvis framställas genom samgranulering med öv:;;; komponenter. Om ett granulerat silikat används kan ren- göringsmedlet exempelvis framställas genom torrblandnin; med granuler eller dylikt av övriga komponenter.

En diskmedelskomposition kan förutom ett silikat 10 15 20 25 30 35 468 092 6 enligt uppfinningen innehålla andra alkaligivare såsom natriumkarbonat, metasilikat eller vattenglas, komplex- givare såsom STP (natriumtripolyfosfat) eller andra fos- fater, citrat, polyakrylat eller innehålla blekmedel peroxidgivare, zeolit. Vidare kan den såsom klorisocyanurat eller väte- exempelvis perborat eller perkarbonat, eventuellt tillsammans med TAED (tetraacetyletylendiamin) eller andra blekaktivatorer. I övrigt kan den innehålla tensider, företrädesvis lågskummande nonjoniska, exempelvis tillgängliga under varumärket Berol 776(R), enzymer, lera samt fyllmedel såsom natriumsulfat. Ett användbart maskin- diskmedel kan ha följande sammansättning upp till 100%: silikat enligt uppfinningen 10-40 vikt% andra alkaligivare 0-30 " komplexgivare 10-35 " blekmedel 1-15 " tensider 1- 5 " enzymer 0- 3 " fyllmedel 0-40 " En tvättmedelskomposition enligt uppfinningen inne- håller tensider, företrädesvis och/eller non- joniska och/eller tvålar. De tensiderna kan exempelvis innefatta linjär alkylbensensulfonat, sekundär alkansulfonat, alkohol-etoxylsulfat eller alfa-olefin- sulfonat, de nonjoniska tensiderna kan exempelvis innefatta alkoxylerade föreningar, såsom fettalkoholer, alkylfenole: och alkylaminer, medan tvålarna exempelvis kan innefatta natrium- eller kaliumsalt av talg. I tionerna anjoniska anjoniska övrigt kan kompczç- sig kända komponenter, exem;cLv_: såsom fosfater, polyakrylater såsom natriumsulfat, blekmedel blekaktivatorer innehålla i builders fyllmedel bonater, eller zeol;:-: alkaligivare såsom ka: såsom eller eller TAGU (tetraacetyl glukoluril), komplexbildare såsom EDTA (etylendiamintetra- ättiksyra), NTA (nitrilotriättiksyra), dipikolinsyra eller fosfonater, enzymer, perborat såsom TAED perkarbcnaz. skumregulatorer, vitmedel. Ett parfymer, färgämnen och optiska användbart tvättmedel kan ha f! 10 15 20 25 30 35 ctillsatsen av 468 092 7 följande sammansättning upp till 100%: silikat enligt uppfinningen 5 - l5 vikt% andra alkaligivare 5 - 20 " blekmedel 0 - 25 " anjoniska tensider 5 - 20 " nonjoniska tensider 2 - ll " tvål 0,1 - 4 " komplexbildare 0 - 1 " builder 5 - 30 " fyllmedel 0 - 40 " Uppfinningen åskådliggörs -i följande utförings- exempel. Uppfinningen är dock inte begränsad till detta utan endast genom patentkraven. I exemplet räknas, om inget annat anges, alla halter av K20 i vikt%_av den totala torrsubstansen, medan vattenhalter anges i vikt% av den totala vikten.

EXEMPEL: Spraytorkat disilikat med olika samman- sättningar som alla hade ett molförhållande SiO2:(Na20 + K20) på 2 testades avseende upplösningshastigheten enligt ISO 3123-l976(E). För att i laboratorieskala efterlikna kompakterat material pressades det spraytorkade pulvret vid ett tryck av 10 ton till tabletter, var och en med en vikt på 0,5 gram, diameter på 13,0 mm och en tjocklek på 1,9 mm.

Upplösningstiden för materialet med varje sammansättning mättes genom att sex tabletter lades i en liter vatten med 25°C och hölls under omrörning med en propeller vid ett varvtal på 600 r/min. Tiden mättes fràn tabletterna tills elektriska konstant. Fem olika sammansättningar på substansen testades: D = ett en temperatur på lösningens konduktivitet var den torra rent natriumdi- silikat utan tillatser; D + K2: natrium/kaliumdisilikat med 1,95% KZO; D + K4 = natrium/kaliumdisilikat med 3,95% KZO; D + K5 = natrium/kaliumdisilikat med 5,0% KZO; D + K + S: natrium/kaliumdisilikat _med 3,6% K2O och l0,2% Na2CO3.

Upplösningstiden i sekunder för silikaten enligt ovan med olika vattenhalter framgår av nedanstående tabell: 468 092 8.

Sammansättning vattenhalt (%) upplösningtid (s) D 16,6 808 D 19,7 543 D 21,1 595 D + K2 19,0 520 D + K2 20,7 516 D + K4 17,0 590 D + K4 18,4 512 D + K4 _ 19,6 475 D + K5 16,9 570 D + K5 19,3 454 D + Ks 20,2 1 450 D + K + S 16,8 480 D + K + S 18,5 470 Försöken visar att en liten mängd kalium ökar upplösnings- hastigheten avsevärt, speciellt vid höga vattenhalter.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 468 092 9 PATENTKRAV

1. Alkalimetallsilikat 1 fast farm maa att maifar- hållande Si02:M2O från ca 1,5 till ca 3 där M är en alkali- metall och väsentligen utgörs av natrium och kalium k ä n- n e t e c k n a t därav, att silikatet innehåller från ca 1 och upp till ca 5 vikt% K20 räknat på torrsubstansen och håller en vattenhalt från ca 16 och upp till ca 25 vikt% räknat på totalvikten.

2. Alkalimetallsilikat enligt krav 1, k ä n n e- dt a C k n a t därav, att dat har an bulkdanaitat avar- stigande ca 800 g/l.

3. Sätt att framställa alkalimetallsilikat enligt något av kraven 1-2, k ä n n e t e c k n a t därav, att en vattenlösning av ett alkalimetallsilikat med ett molför- hållande SiO2:M20 från ca 1,5 till ca 3 där M är en alkali- metall och väsentligen utgörs av natrium och kalium torkas till fast form med en vattenhalt från ca 16 till ca 25 vikt%, varvid en eller flera kaliumföreningar sätts till lösningen före torkningen eller till det torra materialet i en mängd så att produkten kommer att innehålla från ca 1 till ca 5 vikt% K2O räknat på torrsubstansen.

4. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att kaliumhydroxid, kaliumsilikat eller kalium- karbonat tillsätts före torkningen.

5. Sätt enligt något av kraven 3-4, k ä n n e- t e c k n a t därav, att torkningen sker i en spraytork.

6. Användning av ett l-2 som korrosionsskyddande silikat enligt något av kraven och/eller alkaligivande sut- stans vid rengöring.

7. Rengöringsmedelskomposition, k ä n n e t e c -- n a d därav, att den innehåller åtminstone ett alka;;~ metallsilikat enligt något och/eller en eller flera av kraven 1-3 samt fyllrew-_ andra vid rengöring aktiva :,:« stanser.

8. Rengöringsmedelskomposition enligt krav 7, k ä :- n e t e c k n a t därav, att den innehåller från ca 1 till ca 40 vikt% alkalimetallsilikat enligt något av kraven 1-3.