DE1297587B

DE1297587B - Verfahren zur Herstellung eines schnelloeslichen agglomerierten Natriumperborats

Info

Publication number: DE1297587B
Application number: DEP32427A
Authority: DE
Inventors: Roald Arnvid Sverre
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1962-09-04
Filing date: 1963-08-17
Publication date: 1969-06-19
Also published as: US3154496A; NL297419A; GB1031645A; BE636128A

Description

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Das zum Bleichen von Leinen und anderen Geweben Teilchengröße und ein geringeres Schüttgewicht aufverwendete Natriumperborat wird normalerweise in weisen, sich hier ansammeln, so daß eine größere Form von feinen Teilchen hergestellt, da das in großen Neigung zu weiterer Agglomerierung der bereits Kristallen oder festen Agglomeraten hergestellte agglomerierten Teilchen an Stelle der kleineren Natriumperborat sich in Wasser nur sehr langsam 5 Teilchen besteht. Eine frei herabrieselnde Schicht löst. Es ist vorteilhafter, wenn körnige Reinigungs- andererseits gibt den kleineren Teilchen wenigstens mittel auch körniges Natriumperborat enthalten, das die gleiche Chance, mit den Tröpfchen der Silikatsich in Wasser schnell löst. Zudem ist es oft erforder- lösung in Berührung zu kommen. Diese Schicht kann lieh, daß körniges Natriumperborat mit Reinigungs- auf verschiedene Weise hergestellt werden. Es ist mittelteilchen, die verhältnismäßig groß sind und ein io wesentlich, daß ein Verdichten und Zerbrechen der geringes Schüttgewicht aufweisen, vermischt werden. fertigen Agglomerate verhindert wird. Dies bedeutet, Erwünscht sind daher große Natriumperboratteilchen daß vorzugsweise ein fallender Vorhang gebildet wird, mit einem verhältnismäßig geringen Schüttgewicht, dessen nach unten gerichtete Anfangsgeschwindigkeitsdie sich in Wasser schnell lösen und sich in körnigen komponente Null ist und dessen Geschwindigkeits-Reinigungsmitteln nicht von den anderen Teilchen 15 komponente in der Waagerechten auf einem Minimum absondern. gehalten wird. Ein bevorzugtes Verfahren, das im

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung nachfolgenden Text noch ausführlicher beschrieben von schnell-löslichen, sich nicht absondernden Agglo- wird, besteht darin, daß die frei herabrieselnde Schicht meraten aus in einzelnen Teilchen vorliegendem in einer rotierenden Trommel mit einer Vielzahl von Natriumperborat durch Aufsprühen einer Silikat- ao Prellplatten gebildet wird. Jedes Verfahren zur Bildung lösung auf Natriumperboratteilchen. des Vorhanges, das die obengenannten Bedingungen

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren erfüllt, ist jedoch geeignet. Beispiele für weitere Verzur Herstellung eines schnell-löslichen agglomerierten fahren zur Bildung einer frei herabrieselnden Schicht Natriumperborats durch Besprühen von Natrium- sind unter anderem Fallenlassen der Teilchen aus perborat mit einer Alkalisilikatlösung in Gegenwart 25 einem einfachen Einfülltrichter oder vom Ende eines von hydratisierbaren Salzen, wie Natriumpyrophos- Förderbandes.

phat, Natriumcarbonat, Di- oder Trinatriumortho- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden

phosphat, oder den entsprechenden Kaliumsalzen, diejenigen Teilchen, an denen bereits Tröpfchen der Natriumtripolyphosphat oder Gemischen davon, und Silikatlösung anhaften, in einer umgewälzten Schicht anschließendem Agglomerieren der besprühten Teil- 30 zu Agglomeraten verdichtet. In einer rotierenden, mit chen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Prellplatten versehenen Trommel bildet sich diese ein frei herabrieselndes Gemisch aus Natriumperborat Schicht durch das Vorhandensein einer ausreichenden und den anorganischen, hydratisierbaren Salzen mit Menge des in einzelnen Teilchen vorliegenden Stoffes, einer solchen Natriumsilikatlösung besprüht, deren die größer ist als zur Bildung des fallenden Vorhanges Tröpfchen einen durchschnittlichen Durchmesser von 35 erforderlich ist. Wird der fallende Vorhang durch 20 bis 150 μ aufweisen, deren Wassergehalt zwischen andere Mittel als eine rotierende, mit Prellplatten 55 und 70 Gewichtsprozent beträgt und deren versehene Trommel gebildet, so kann die Wirbel-Na₂O :SiO₂-Verhältnis zwischen 2,6:1 und 3,8:1 liegt, schicht z.B. in einer rotierenden, im wesentlichen worauf man diese besprühten Teilchen in rollender horizontal angeordneten Trommel, in die der aus den Bewegung miteinander in Berührung läßt und die 40 einzelnen Teilchen bestehende Vorhang geleitet wird, Agglomerate mit dem Durchmesser von 200 bis 700 μ gebildet werden.

und einem Schüttgewicht von etwa 0,4 bis 0,7 g/cm^s Das erfindungsgemäße Natriumperborat ist ein

gewinnt. feinzerteilter, in einzelnen Teilchen vorliegender Stoff

Die Teilchen sollten hierbei mit einer Vertikal- mit einem Durchmesser auf Grund des Gewichtsgeschwindigkeit fallen, die geringer ist als diejenige, 45 durchschnittes von etwa 30 bis 300 Mikron, vorzugsdie beim freien Fall aus einer Höhe von 3,05 m (vor- weise 50 bis 200 Mikron. Die Teilchengröße des Perzugsweise weniger als 1,83 m) bei einer Anfangs- borats mit der erwähnten durchschnittlichen Teilchengeschwindigkeit von Null erreicht wird. Die Stärke größe ist vorzugsweise folgendermaßen verteilt: 0 bis der wirbelnden Schicht sollte unter 0,51m, Vorzugs- 20% passieren ein Sieb mit einer lichten Maschenweise zwischen 5,1 cm und 0,31 m liegen, so daß un- 50 weite von 0,417 mm, 0 bis 50 °/o eines mit einer lichten erwünschte Verdichtungen und Zerstörungen der Maschenweite von 0,295 mm, 0 bis 63 % eines mit Agglomerate vermieden werden. einer lichten Maschenweite von 0,208 mm, 0 bis 87%

Mit den in der vorliegenden Erfindung verwendeten eines mit einer lichten Maschenweite von 0,147 mm Ausdrücken »Durchmesser auf Grund des Gewichts- und 10 bis 96% eines mit einer lichten Maschenweite durchschnitts« und »Durchmesser auf Grund des 55 von 0,074 mm. Das Natriumperborat ist in dem Volumendurchschnitts« sind die Durchmesser der fertigen Agglomerat in einer Menge von etwa 40 bis Teilchen gemeint, die gerade das durchschnittliche etwa 90 Gewichtsprozent (vorzugsweise 55 bis 70%) Volumen bzw. das durchschnittliche Gewicht auf- enthalten. Dieses in einzelnen Teilchen vorliegende weisen. Perborat kann viele physikalische Formen annehmen.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist 60 Die Teilchen können die Form flacher Plättchen das Vorhandensein eines »fallenden Vorhanges« aus haben oder annähernd kugelförmig sein. Die Lösungs-Perborat- und hydratisierbaren anorganischen Salz- geschwindigkeit und die Leichtigkeit, mit der sich teilchen. Wird die Silikatlösung z. B. auf eine umge- Agglomerate bilden, hängen zum Teil von der physikawälzte Schicht aus feinen Teilchen gesprüht, so erhält lischen Form ab; die vorliegende Erfindung läßt sich man nicht die gewünschten Agglomerateigenschaften, 65 jedoch auf jede der erwähnten physikalischen Formen wie Schnellöslichkeit und Nichtabscheidung. Im anwenden. Natriumperborat mit einer kleineren als oberen Abschnitt einer solchen Schicht kommt es der angegebenen Teilchengröße erfordert zur Aggloleicht dazu, daß die Agglomerate, die eine höhere merierung eine größere Menge Silikatlösung und dem-

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entsprechend auch mehr hydratisierbare anorganische gewünschten Größe der Agglomerate. Die Silikat-Salze zur Aufnahme des Wassers aus dem Silikat bei lösung sollte auf einen Wassergehalt von weniger als gleicher Größe des Agglomerate, so daß das ent- etwa 55 Gewichtsprozent des im fertigen Agglomerat stehende Agglomerat eher zur Flockenbildung neigt. enthaltenen Silikat-Wasser-Gemisches dehydratisiert (eine »Flocke« besteht aus einem langsam löslichen 5 sein.

Silikat, das im Waschwasser unerwünscht ist). Geringere Mengen inerter Bestandteile und Zusatz-

Das erwähnte hydratisierbare anorganische Salz stoffe, wie andere anorganische Salze, Farbstoffe

sollte einen mittleren, auf Grund des Gewichts er- usw., können dem Agglomerat zugesetzt werden, und

mittelten Durchmesser von etwa 20 bis etwa 400 Mi- zwar entweder, indem man sie in das aus dem Perbo-

kron, vorzugsweise 100 bis 300 Mikron, aufweisen. io rat und dem hydratisierbaren Salz bestehende Ge-

Bei dem Salz, dessen mittlere Teilchengröße in den misch oder in die Silikat-Agglomerisierungslösung

erwähnten Bereich fällt, verteilt sich die Teilchengröße einarbeitet.

vorzugsweise folgendermaßen: 0 bis 1% der Teilchen Es ist jedoch auch möglich, andere Vorrichtungen weisen eine Größe auf, daß sie ein Sieb mit einer zum Zusammenbringen von Feststoffen mit Flüssiglichten Maschenweite von 0,833 mm passieren, 0 bis 15 keiten zu verwenden, um dem fallenden Vorhang und 35°/o eines mit einer lichten Maschenweite von der Umwälzschicht der Erfindung Entsprechendes zu 0,417 mm, 0 bis 95% eines mit einer lichten Maschen- erzeugen. Die kritischen erforderlichen Kennzeichen weite von 0,208 mm, 1 bis 99 °/₀ eines mit einer lichten sind, daß sowohl die kleineren als auch die gröberen Maschenweite von 0,147 mm, 11 bis 100 % eines mit Teilchen wenigstens gleichmäßig der agglomierenden einer lichten Maschenweite von 0,074 mm, 15 bis 20 Silikatsprühflüssigkeit ausgesetzt sind, daß die Teil-100 % eines mit einer noch geringeren lichten Maschen- chen, die mit dem Silikat in Berührung gekommen weite. Wie bei den Perboratteilchen beeinflußt die sind, jetzt mit anderen Teilchen in Berührung gebracht Art des Kristalls auch das Verhalten des hydratisier- werden und daß während und nach der Agglomeriebaren anorganischen Salzes. Bevorzugt werden hydrati- rung ein übermäßiges Verdichten vermieden wird,
sierbare anorganische Salze mit einem geringen as Die fertigen, nach dem erfindungsgemäßen Verspezifischen Gewicht, z. B. solche, die durch ein fahren hergestellten Perboratagglomerate sind schnell-Sprühtrockenverfahren hergestellt worden sind. Es lösliche Teilchen von geringem spezifischen Gewicht, ist auch erwünscht, daß die mittlere Teilchengröße die gegenüber Sauerstoff eine ausgezeichnete Bestandes Phosphats und des Natriumperboats ähnlich ist. digkeit aufweisen. Auf Grund des geringen Schüttln den endgültigen Agglomeraten sollten 5 bis 40 Ge- 30 gewichts, des großen Ausmaßes der Agglomerate und wichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtspro- der Größenverteilung dieser Agglomerate ist es mögzent hydratisierbares, anorganisches Salz, bezogen auf lieh, Gemische aus diesen Agglomeraten mit körnigen ein wasserfreies Produkt, enthalten sein. Das anorga- Reinigungsmittelzusammensetzungen von geringem nische hydratisierbare Salz wird in dem endgültigen spezifischen Gewicht herzustellen, die nur eine geringe Agglomerat vorzugsweise zu wenigstens 60% hydrati- 35 Neigung zur Absonderung zeigen,
siert sein. Diese Menge ändert sich entsprechend der In den folgenden Beispielen bezieht sich »Dichte« Menge der aufgesprühten Silikatlösung, dem auf das »Schüttgewicht«. Der Ausdruck »verbessertes SiO₂: Na₂O-Verhältnis und der Wassermenge in der Absonderungsverhalten« bedeutet, daß die erfindungs-Silikatlösung. gemäßen Perboratagglomerate eine verringerte Nei-Das SiO₂: Na₂O-Verhältnis des Silikats in der 40 gung zeigen, sich von körnigen Reinigungsmitteln mit agglomerierenden Lösung sollte zwischen 2,6:1 und geringer Dichte abzusondern.
3,8:1 liegen. Das bevorzugte Verhältnis liegt bei
3,2:1. Bei einem Verhältnis von weniger als 2,6:1

ergibt eine gleiche Silikatmenge eine schlechtere Beispiel 1

Agglomerierung. Bei einem Verhältnis von mehr als 45

3,8:1 bilden sich mehr Flocken. Die Silikatlösung Ein Gemisch aus 3,4 kg Natriumperborattetrahydrat sollte in einer Menge von etwa 5 bis etwa 40 %> ^und 0,95 kg wasserfreiem Natriumtripolyphosphat, vorzugsweise 10 bis 30% des fertigen agglomerierten deren Dichte, Teilchengrößen und Verteilung der Teil-Produktes aufgesprüht werden, und die Silikatlösung chengröße nachfolgend angegeben werden, wurden in sollte 55 bis 70% Wasser enthalten. Dies entspricht 50 einer Zementmischmaschine mit einem Volumen von einem Gewichtsprozentsatz an Silikatfeststoffen in dem etwa 0,071 m³ agglomeriert. Die Mischmaschine, die fertigen Agglomerat von 1,5 bis 18%, vorzugsweise nur mit einer Geschwindigkeit lief, drehte sich etwa 3,0 bis 13,5%· Diese Silikatlösung wird auf den 28mal in einer Minute; sie enthielt drei im gleichen fallenden Vorhang in einer feinzerteilten Form auf- Abstand voneinander befindliche Prellplatten. Wurde gesprüht, wobei die Tröpfchen einen mittleren, auf 55 diese Vorrichtung mit dem feinteiligen Gemisch beGrund des Volumens ermittelten Durchmesser von schickt, so erhielt man einen fallenden Vorhang einer 20 bis 150 Mikron aufweisen. Die Tröpfchen sollten Höhe von etwa 30,5 cm und eine rollende Schicht einer stets ebenso groß oder kleiner sein als die Teilchen des Tiefe von etwa 10,2 cm. 1,45 kg Natriumsilikatlösung hydratisierbaren anorganischen Salzes und/oder des mit einem Verhältnis von SiO₂:Na₂O, von 3,1:1 und Perboats. Die Wassermenge in der Silikatlösung hängt 60 einem Wassergehalt von 62,5% wurde mit einer Gevon dem SiO₂:Na₂O-Verhältnis ab und von der schwindigkeit von 150 ccm/min unter Verwendung Viskosität, die erforderlich ist, um die feinzerteilten einer einzigen Zweistromdüse auf den fallenden VorTröpfchen zu bilden. Die optimale Menge der auf das hang aufgesprüht. Als Zerstäubungsmedium wurde Gemisch aus Perborat und hydratisierbarem Salz auf- Luft unter einem Druck von 3,5 kg/cm² verwendet, gesprühten Silikatlösung ändert sich mit der Größe 65 die einen mittleren, auf Grund des Volumens ermittelder Teilchen in dem aus Perborat und hydratisierbarem ten Tropfendurchmesser von etwa 50 μ ergab. Ein Salz bestehenden Gemisch, der Konzentration der aus groben Teilchen bestehendes Agglomerat mit einer Silikatlösung, dem SiO₂:Na₂O-Verhältnis und der geringen Dichte wurde erhalten.

Perborat

Natriumtripolyphosphat

Agglomerat

Dichte (g/ccm)

Annähernd mittlere, durch das Gewicht ermittelte Teilchengröße (μ)

Verteilung der Teilchengröße (Lichte Maschenweite der Siebe, die die Teilchen passieren können, kumulativ, Gewichtsprozent)

0,833 mm

0,208 mm

0,147 mm

0,074 mm

0,053 mm

Auffanggefäß

0,98
70

1
70

30

1,05
50

10
30

0,57
310

1,8
84,1

15,9

Das agglomerierte Produkt zeigt verbessertes Absonderungsverhalten, wenn es mit synthetisch hergestellten Reinigungsmittelkörnchen geringer Dichte vermischt wird, im Vergleich zu dem in regelmäßigen Kristallen vorliegenden Perborat, und löst sich bedeutend schneller als nicht agglomeriertes Perborat der gleichen Teilchengröße; es ermöglicht eine schnelle und wirksame Sauerstoff bleiche bei beschmutzten oder fleckigen Kleidungsstücken oder anderen Geweben.

Nach einer 4wöchigen Lagerung in verschlossenen Behältern bei 49⁰C war auch die Sauerstoffbeständigkeit des agglomerierten Perborats besser.

ao orthophosphatteilchen ersetzt werden, die im wesentlichen zu gleichen Ergebnissen führen.

Kristallines Perborat ..
Agglomeriertes Perborat

% O₂-Verlust 1 Woche 12 Wochen 14Wochen

13,0
2,5

53,0 2,5

Im Beispiel 1 können die Natriumtripolyphosphatteilchen durch Natriumcarbonat- oder Trinatrium·

Beispiel 2

Ein Gemisch aus 4,5 kg Natriumperborattetrahydrat und 1,45 kg wasserfreies Natriumtripolyphosphat, deren Dichten, Teilchengiößen und Teilchengrößenverteilung nachfolgend angegeben sind, wurden in dem im Beispiel 1 beschriebenen Zementmischer agglomeriert. Die Tiefe der umgewälzten Schicht erreichte etwa 12,7 cm. Die Silikatlösung des Beispiels 1 wurde auf den fallenden Vorhang gesprüht (der eine Höhe von etwa 30,5 cm aufwies) mit einer Geschwindigkeit von 350 ccm/min, bis etwa 1 kg der Lösung ο aufgesprüht waren. Unter einem Druck von 3,5 kg/cm²

5 stehende Luft wurde verwendet, wobei Silikatlösungströpfchen mit einem mittleren, auf Grund des Volumens ermittelten Durchmesser von etwa 75 μ ent-L- 4° standen.

Perborat

Natriumtripolyphosphat

Agglomerat

Dichte (g/ccm)

Annähernd mittlere, durch das Gewicht ermittelte Teilchengröße (μ)

0,833 mm

0,417 mm

0,295 mm

0,208 mm

0,147 mm

0,074 mm

Auffanggefäß

0,86
200

8,7
24,8
51,8
80,2

19,8

0,55
170

4,1
15,7

47,7
65,0
86,6

13,4

0,57
370

6,4
53,8
79,4
93,0

Das Agglomerat weist im Vergleich zu dem in regelmäßigen Kristallen vorliegenden Perborat ein verbessertes Absonderungsverhalten auf, und es löst sich schneller, wenn es als Bleichmittel verwendet werden soll, als nicht agglomeriertes Perborat der gleichen Teilchengröße.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus Natriumperborattetrahydrat und wasserfreiem Natriumtripolyphosphat im Verhältnis von 10,0 zu 3,2 wurde in einer rotierenden zylinderförmigen Trommel mit einer Geschwindigkeit von -908kg/Std. kontinuierlich agglomeriert, indem die

Natriumsilikatlösung des Beispiels 1 auf den in der Trommel sich bildenden fallenden Vorhang aus dem Gemisch gesprüht wurde, bis das fertige Agglomerat 19,1% Silikatlösung enthielt. Die Trommel war 1,83 m lang und hatte einen Durchmesser von 91 cm, sie enthielt neun in gleichem Abstand voneinander befindliche Prellplatten, die an der Innenwand der Trommel befestigt waren und sich über die ganze Länge der Trommel erstreckten. Jede Prellplatte war

9,53 cm tief und wies einen Neigungswinkel von 10° auf. Die Trommel war um etwa V2⁰ geneigt und drehte sich mit etwa 9 U/min. Mittlere Silikattropfendurchmesser von etwa 75 μ wurden durch Verwendung von fünf 2-Strom-Düsen erhalten, wobei als zweites Medium Luft verwendet wurde, die unter einem Druck von etwa 4,55 kg/cm² stand.

Das Natriumperborat, Phosphat und die Agglomerate zeigten die folgende Analyse:

Perborat Natriumtripolyphosphat

Agglomerat

Dichte (g/ccm)

Annähernd mittlere, durch das Gewicht ermittelte Teilchengröße (μ)

0,833 mm

0,417 mm

0,295 mm

0,208 mm

0,147 mm

0,074 mm

Auffanggefäß

0,98
70

1
70

20

0,57
260

25,3
95,9

4,1

0,53
390

9,2
60,5
81,1
89,8

10,2

Das Agglomerat von Beispiel 3 weist im Vergleich zu dem in regelmäßigen Kristallen vorliegenden Perborat verbessertes Absonderungsverhalten auf, es löst sich schneller als nicht agglomeriertes Perborat der gleichen Teilchengröße und ergibt dabei wirksame Sauerstoffbleichlösungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines schnelllöslichen agglomerierten Natriumperborats durch Besprühen von Natriumperborat mit einer Alkalisilikatlösung in Gegenwart von hydratisierbaren Salzen, wie Natriumpyrophosphat, Natriumcarbonat, Di- oder Trinatriumorthophosphat, oder den entsprechenden Kaliumsalzen, Natriumtripolyphosphat oder Gemischen davon und anschließendem Agglomerieren der besprühten Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein frei herabrieselndes Gemisch aus Perborat und den anorganischen, hydratisierbaren Salzen mit einer solchen Natriumsilikatlösung besprüht, deren Tröpfchen einen durchschnittlichen Durchmesser von 20 bis 150 μ aufweisen, deren Wassergehalt zwischen 55 und 70 Gewichtsprozent beträgt und deren Na₂O: SiO_a-VerhäItnis zwischen 2,6:1 und 3,8:1 liegt, worauf man diese besprühten Teilchen in rollender Bewegung miteinander in Berührung läßt und die Agglomerate mit dem Durchmesser von 200 bis 700 μ und einem Schüttgewicht von etwa 0,4 bis 0,7 g/cm^s gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Natriumperborat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 30 bis 300 Mikron und in einer Menge von etwa 40 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das fertige Agglomerat und hydratisierbares anorganisches Salz mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 20 bis etwa 400 Mikron und in einer Menge von etwa 5 bis etwa 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das fertige Agglomerat, auf wasserfreier Basis verwendet und die Silikatlösung in einer Menge von etwa 5 bis etwa 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endprodukt, aufsprüht.

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