DE2653479A1

DE2653479A1 - Verfahren und vorrichtung zum maschinellen waschen und reinigen von festen werkstoffen unter verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier wasch- und reinigungsmittel

Info

Publication number: DE2653479A1
Application number: DE19762653479
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl Chem Dr Koeppelmann; Elmar Dipl Chem Dr Reinwald; Milan Johann Dipl Ing Schwuger; Heinz Dipl Chem Dr Smolka
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1976-11-25
Filing date: 1976-11-25
Publication date: 1978-06-01
Also published as: ES463662A2; FR2372266B2; GB1595495A; AT375689B; SE7711378L; ZA776999B; CH611813A5; FR2372266A2; IT1116267B; JPS5391915A; SE440748B; BE860343R; US4179268A; ATA777377A; BR7707804A; NL7711103A

Description

4000 Düsseldorf, den 24. November 1376· Henke!&CIqGmbH

HenkelstraßH 6? Patentabteilung

Dr. Wa/Zi

Patentanmeldung D 5452

"Verfahren und Vorrichtung zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen unter Verwendung phosphatermer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungsmittel" Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 25 43 946.7 (D 4766)

Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 25 43 946.7 ist ein Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungslösungen in Gegenwart von wasserunlöslichen Kationenaustauschern, welche die Härtebildner des Wassers und der Verunreinigungen su binden vermögen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kationenaustauscher ein Calciumbindevermögen von mindestens 50 mg CaO/g aufweist und aus einer gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltenden Verbindung der Formel

(Kat_2/nO)_x . Me₂O₃ - (SiO₂)_y

besteht, in der Kat ein mit Calcium austauschbares Kation der Wertigkeit η, χ eine Zahl von 0,7 bis 1,5, Me Bor oder Aluminium und y eine Zahl von 0,8 bis 6 bedeuten und daß die Waschflüssigkeit kontinuierlich oder zeitweilig über eine Adsorptionsvorrichtung geleitet wird, die geeignet ist, den Kationenaustauscher von der Waschflüssigkeit abzutrennen*

Als geeignete Adsorptionsvorrichtung werden in der Hauptanmeldung neben einfachen Plattenfiltern und Filterpatronen, die gegebenenfalls mit Filtrierhilfsmitteln beschickt sein können, um die Wirksamkeit des Filters zu verbessern und ein Zusetzen der Filterporen zu vermeiden, als bevorzugte Ausführungsform sogenannte Wirbelbettfilter genannt. Bei

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diesem Filtertyp tritt die zu filtrierende Flüssigkeit tangential in das Innere der Filterkammer ein und hält auf diese Weise das abzuscheidende Aluminiumsilikat in ständiger wirbelnder Bewegung. Die Gefahr, daß sich die Filterporen verstopfen und der für ein gutes Waschergebnis maßgebliche Flüssigkeitskreislauf gedrosselt oder sogar unterbunden wird, ist dadurch wesentlich gemindert. Bei Anwesenheit größerer Mengen feinteiliger Schmutzpartikel oder bei Verwendung besonders aktiver Aluminiumsilikate mit hohem Anteil an feinpulvrigem Material können gleichwohl Schwierigkeiten auftreten. Zwar kann man diesen dadurch begegnen, daß man die Strömungsrichtung zeitweilig umkehrt, nimmt Jedoch damit in Kauf, daß ein Teil des bereits abgeschiedenen Aluminiumsilikats bzw. der abfiltrierten Schmutzstoffe wieder in den Wäschebehälter zurückgeschwemmt werden, wodurch sich der Waschvorgang insgesamt verlängert und ein häufigeres Nachspülen erfordert» Dieser Nachteil läßt sich zwar umgehen, indem man das Aluminiumsilikat als grobstückiges Material oder in Form einer Filterpatrone oder Filterplatte einsetzt, die auch bei Strömungsumkehr in der Adsorptionsvorrichtung verbleiben. Aufgrund der verringerten wirksamen Oberfläche ist bei grobkörnigem oder stückigem Material der Stoffaustausch jedoch verzögert bzw. erschwert, und im gleichen Maße wird der Waschprozeß verlängert. Die Herstellung von porösen Filterplatten und -patronen ist darüber hinaus vergleichsweise aufwendig. Es bestand daher die Aufgabe, ein einfaches Verfahren zu entwickeln, das die Anwendung pulverförmiger bzw. feinkörniger Aluminiumsilikate mit spezifisch großer Oberfläche gestattet, jedoch den Nachteil eines Verstopfens der Filterporen vermeidet.

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Gegenstand der Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren nach Patent (Patentanmeldung

P 25 A3 946.7), dadurch gekennzeichnet, daß man das in pulvriger oder feinkörniger Form vorliegende Aluminiumsilikat vor Beginn des ReinigungsVorganges in eine gegenüber dem zu reinigenden Gut abgeschlossene Filterkammer überführt und während des ReinigungsVorganges die Strömungsrichtung der durch das Filter hindurchtretenden Reinigungsflüssigkeit wiederholt umkehrt.

Die Angabe "gegenüber dem zu reinigenden Gut abgeschlossene Filterkammer" besagt, daß die im Kreislauf über den Aluminiumsilikat-Austauscher geführte Reinigungslösung, unabhängig von der jeweiligen Strömungsrichtung, ein für das Aluminiumsilikat hinreichend undurchgängiges Filter passiert, bevor sie wieder mit dem zu reinigenden Gut in Kontakt gebracht wird. Undurchgängig soll das Filter dabei für solche Partikel sein, die aufgrund ihrer Größe in der Reinigungslösung verhältnismäßig schnell sedimentieren und sich somit auf der Faser oder dem zu reinigenden Geschirr oder sonstigen Gebrauchsgut niederschlagen können. Partikel, die aufgrund ihrer sehr viel geringeren Größe in der Reinigungslösung stabile Suspension bilden und aufgrund dessen nicht zur Bildung von haftenden Niederschlägen auf dem zu reinigenden Gut bzw. den Reinigungsaggregaten neigen, können hingegen das Filter passieren. Erfindungsgemäß werden jedoch bevorzugt solche Aluminiumsilikate verwendet, die von sehr feinkörnigen Anteilen, d.h. von solchen mit einer Korngröße von weniger als 5 - 10/*- frei sind und deren durchschnittliche Korngröße oberhalb 20//- , insbesondere oberhalb 30u. liegt. Besonders geeignet sind solche Aluminiumsilikate, die unter Verwendung eines feinkörnigen Ausgangsmaterials .und eines wasserunlöslichen,

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in Wasser jedoch quellfähigen Bindemittels granuliert sind. Geeignete Granulate weisen beispielsweise ein Kornspektrum von 30μ, bis 1 mm mit einem Maximum bei 50 bis 200/i auf.

Die Figuren I bis III veranschaulichen einige Ausführungsbeispiele für geeignete FiIteranordnungen. Figur I zeigt in schematischer Darstellung ein Gegenstromfilter im Querschnitt. Es besteht aus dem Filtergehäuse (1), der Filterkammer (2), die von den beiden Filterplatten (3) und (4) begrenzt wird, dem Füllstutzen (5) und den mit einem Rückschlagventil versehenen Entleerungsstutzen (6) für das Aluminiumsilikat sowie den beiden Anschlüssen (7) und (8) für die im Kreislauf geführte Reinigungslösung. Zum Betrieb wird das Aluminiumsilikat über den Stutzen (5) in die Filterkammer (2) überführt. Die Reinigungsflüssigkeit tritt in der 1. Phase über die Zuleitung (7) in das Filter ein und verläßt dieses durch den Anschluß (8). In der 2. Phase erfolgt die Flüssigkeitsführung in der Gegenrichtung. Als Folge der Strömungsumkehr wird das zuvor auf dem Filter angeschwemmte Material abgehoben und gelockert. Durch mehrfaches Wiederholen dieser Strömungsumkehr bleibt das Filter durchgängig. Nach Beendigung des Waschprozesses wird nach Öffnen des Bodenventils das Aluminiumsilikat über den Entleerungsstutzen (6) ausgetragen. Zur vollständigen Reinigung des Filters wird die nicht mehr benötigte Reinigungslösung entweder im Wechsel oder gleichzeitig durch die Zuführungen (7) und (8) in das Filter geführt und über den Stutzen (6) entleert.

Das dargestellte Prinzip kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So ist es beispielsweise möglich, das Filter in den Laugenbehälter der Wasch- bzw. Spülmaschine zu integrieren. Bei einer solchen Konstruktion kann eine Seite des Filtergehäuses mit dem dazugehörigen Zuführungsstutzen, in der Zeichnung beispielsweise die rechte Gehäuse-

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seite mit dem Stutzen (8), entfallen bzw. durch eine Sieblochplatte ersetzt sein, die direkt mit dem Laugenbehälter verbunden ist. Weiterhin kann das Filter horizontal angeordnet sein. Eine solche Anordnung hat den Torteil, daß auch bei teilweiser Füllung der Filterkammer die untere Filterfläche stets vollständig mit Aluminiumsilikat bedeckt ist und ein Durchfluß ohne Stoffaustausch im Bereich von Hohlräumen vermieden wird. Die vollständige Entleerung der horizontal angeordneten Filterkammer von aufgebrauchtem Aluminiumsilikat kann dadurch erleichtert werden, daß man die abfließende Waschlauge zusätzlich in den Einfüllstutzen (5) einführt.

Die gezeigte Anordnung weist den - allerdings geringfügigen - '. Nachteil auf, daß stets nur eine Hälfte der vorhandenen Filterfläche für den eigentlichen Filtrationsprozeß zur Verfügung steht. Die andere Hälfte der Filterfläche, durch welche die im Kreislauf geführte Waschlauge in die Filterkammer einströmt, wird bei dem jeweiligen Arbeitstakt nicht für die Filtration benutzt und verursacht einen zusätzlichen Strömungswiderstand.

Eine Anordnung, die diesen Nachteil vermeidet, ist in Figur II schematisch wiedergegeben. Sie besteht aus dem Filtermantel (9), innerhalb dem eine äußere Filterfläche (10) und eine innere Filterfläche (11) angeordnet sind, die beispielsweise aus ebenen Filterplatten oder zwei konzentrisch angeordneten Filterpätronen bestehen können. Die zur Aufnahme des Aluminiumsilikats bestimmte Filterkammer (12) kann durch den Füllstutzen (13) mit dem Austauscher beschickt und über den mit einem Ventil (15) versehenen Entleerungsstutzen (14) entleert werden.

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Bei Verwendung eines vergleichsweise feinkörnigen Aluminiumsilikats kann dieses auch über den Entleerungsstutzen (14) in die Filterkammer eingespült werden. In diesem Falle kann der Einfüllstutzen (13) entfallen. Die Anschlüsse (16) und (17) dienen der Zuführung bzw. der Abführung der im Kreislauf geführten Reinigungsflüssigkeit.

Der Betrieb des Gegenstromfilters während des sogenannten "Arbeitstaktes" geschieht in der Weise, daß nach Eingabe des Aluminiumsilikats in die Filterkammer (12) die im Kreislauf gepumpte Reinigungsflüssigkeit durch die Zuführung (14) bei geöffnetem Tentil (15) in die Filterkammer eingeführt wird. Durch die einströmende Waschflüssigkeit wird das Aluminiumsilikat in der Schwebe gehalten und intensiv durchwirbelt. Die Flüssigkeit passiert, die Filterflächen (10) und (11) und verläßt das Filter in geklärtem Zustand durch die beiden Anschlüsse (16) und (17). Beide Teilströme werden vereinigt und gelangen in den Kreislauf zurück. Das FreispUlen der Filterflächen (10) und (11) von angeschwemmtem Material durch Strömungsumkehr erfolgt schrittweise. Es wird zunächst das Ventil (15) geschlossen und die Reinigungslösung durch die Rohrleitung (16) eingeführt. Die Flüssigkeit wandert durch die Filterfläche (10), löst den innenseitigen Belag ab, tritt durch die Filterfläche (11) und fließt über den Anschluß (17) ab. Sobald die Filterfläche (11) vom Belag befreit ist, was im allgemeinen nur wenige Sekunden oder Sekundenbruchteile in Anspruch nimmt, wird bei weiterhin geschlossenem Ventil (15) die Reinigungsflüssigkeit durch die Zuführung (17) eingeleitet und nach Durchtritt durch die Filterflächen (11) und (10) über den Anschluß (16) in den Kreislauf zurückgeführt. Nach dem Freispülen der Filterfläche (11) beginnt wieder der Arbeitstakt, bei dem der Flüssigkeitsstrom durch die Zuführung (14) bei geöffnetem Ventil (15) in das Filter eingeleitet und über die Anschlüsse (16) und (17) entnommen wird. Selbstverständlich kann die

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Reihenfolge während des Freispülens geändert, d.h. zunächst die Filterfläche (11) und anschließend die Filterfläche (10) freigespült werden. Die Entleerung der Filterkammer von aufgebrauchtem Aluminiumsilikat nach Abschluß des Waschprozesses erfolgt mittels des über die Anschlüsse (16), (17) und gegebenenfalls auch (13) einströmenden Wassers bei geöffnetem Yentil (1.5) über den Rohrstutzen (14).

Ein Gegenstromfilter, das sich in der Praxis besonders gut bewährt hat, zeigt Figur III. Es besteht aus zwei konischen Gehäusehälften (18) und (19), die über einen mit Dichtungsringen und Spannschrauben versehenen Flansch (20) fest miteinander verbunden sind. Das Gehäuse umschließt die beiden äußeren Kammern (21) und (22), die durch den Flansch gegeneinander abgedichtet sind. Der Filterkorb (23) besteht aus einem sieblochartig durchbrochenen Doppelkonus, der dem an der Innenseite anliegenden, beispielsweise aus Textilmaterial, ■ einem Faservlies oder einem feinmaschigen Drahtgewebe bestehendem Filter die erforderliche mechanische Festigkeit verleiht. Die innere Filterkammer (24) kann über den Einfüllstutzen (25) mit Aluminiumsilikat beschickt werden. Bei Verwendung eines hinreichend feinkörnigen Aluminiumsilikats kann die Füllung auch über den mit einem Kegelventil (26) versehenen Entleerungsstutzen (27) erfolgen. Der Zuführungsstutzen (28) steht mit der Außenkammer (21), der Zuführungsstutzen (29) mit der Außenkammer (22) in Verbindung.

Die Menge des Aluminiumsilikats soll zweckmäßigerweise so bemessen sein, daß der Innenraum (24) zu nicht mehr als 80 %, vorzugsweise zu 20 bis 60 % ausgefüllt ist. Während des sogenannten Arbeitstaktes wird die im Kreislauf gepumpte Reinigungslösung durch die Zuführung (27) bei geöffnetem Ventil (26) in den Innenraum (24) geführt, wobei, bedingt durch die Bauart des Filters, eine intensive Verwirbelung des Ionenaustauschers und als deren Folge ein schneller und wirksamer Stoffaustausch eintritt. Nach der Filtration tritt die Flüssigkeit in die beiden Außenkammern (21) und (22), von wo aus die beiden Teil-

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ströme nach Verlassen des Filters über die Anschlüsse (28) und (23) vereinigt und zu dem zu reinigenden Gut zurückgeführt werden. Das Freispülen des Filters von angeschlämmtem Material durch Strömungsumkehr erfolgt, ähnlich wie bei der Filterkonstruktion gemäß Figur II, in zwei Teilschritten. Zunächst wird bei geschlossenem Ventil (26) die Flüssigkeit über den Anschluß (28) in die Außenkammer (21) eingeleitet. Sie tritt durch den unteren Filterkonus, löst dort den Belag ab und verläßt das Filter über den oberen Filterkonus sowie die Außenkammer (22) und den Anschluß (29). Zum Freispülen des oberen Filterkonus wird bei ebenfalls geschlossenem Ventil (26) die Flüssigkeit über den Anschluß (29) in die Außenkammer (22) eingeleitet, von wo sie nach Durchtritt durch den oberen Filterkonus und daran anschließend durch den unteren Filterkonus über die Außenkammer (21) und den Anschluß (28) abgeführt wird. Beide Teilschritte können selbstverständlich auch in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden. Nach Freispülen beider Filterhälften beginnt wieder der Arbeitstakt. Das Entleeren der Filterkammer nach Abschluß des Waschprozesses erfolgt in der V/eise, daß man die Reinigungs- oder Spülflüssigkeit über die Anschlüsse (28) und (29) einleitet und bei geöffnetem Ventil (26) über den Anschluß (27) bei gleichzeitigem Ausschwemmen des Aluminiumsilikats abführt.

Die Häufigkeit und Dauer der Strömungsumkehr bzw. des Freispülens des zugeschlämmten Filters ist von einer Reihe von Faktoren abhängig. Bei Verwendung eines feinkörnigen Aluminiumsilikats wird die Strömungsumkehr während eines Waschvorganges häufiger erfolgen als bei Verwendung eines solchen mit gröberem Korn; andererseits kann der Waschprozeß bei Verwendung eines feinkörnigen Materials aufgrund der schnelleren Austauschreaktion insgesamt weniger Zeit beanspruchen. Ein

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weiterer Faktor ist die Bauart des Filters. Bei Verwendung eines einfachen Gegenstromfliters gemäß Figur I stehen in beiden Strömungsrichtungen gleichgroße Filterflächen zur Verfügung, weshalb man für Takt und Gegentakt zweckmäßigerweise den gleichen Zeitraum wählt. Benutzt man hingegen ein Gegenstromf ilter gemäß Figur II oder insbesondere Figur III, so wird man mit Rücksicht darauf, daß während des schrittweisen Freispülens der Filterflächen jeweils nur die halbe Fläche für den eigentlichen Filtrations-vorgang zur Verfügung steht, den Arbeitstakt zweckmäßigerweise 5- bis lOOmal solang wählen wie den Zeitraum für das Freispülen des Filters. Während eines Wasch- und Reinigungsvorganges, bei dem die Reinigungsflüssigkeit insgesamt für etwa 30 bis 90 Minuten im Kreislauf geführt wird, ist bei Verwendung eines Gegenstromfilters gemäß Figur III demnach im Zeitabstand von etwa 2 bis 15 Minuten, vorzugsweise 3 bis 10 Minuten eine Strömungsumkehr erforderlich, wobei die Dauer der Strömungsumkehr etwa 1 bis 30 see, insbesondere 2 bis 15 see pro Filterfläche betragen kann.

Es ist nicht in allen Fällen erforderlich, daß man die Strömungsrichtung durch gezielte Maßnahmen, beispielsweise durch Betätigen von Umschaltorganen, umkehrt. Gegebenenfalls kann es auch ausreichen, daß man den Durchfluß an einer geeigneten Stelle des Leitungssystems plötzlich abstoppt. Der sich danach aufbauende Rückstau führt kurzzeitig zu einer stoßartigen Strömungsumkehr und Abstoßung des FilterSchlammes.

Der Zeitpunkt der jeweiligen Strömungsumkehr während eines Waschprozesses kann durch eine automatische Steuerung vorprogrammiert werden, so daß der Taktwechsel nach einem festgelegten Schema erfolgt. Man kann jedoch auch eine druckabhängige Steuerung verwenden, die den Durchfluß bzw. den sich durch die zunehmende Verstopfung des Filters aufbauenden Strömungswiderstand registriert und bei Überschreiten eines noch zulässigen Wertes eine. Umkehrung der Strömungsrichtung bewirkt.

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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, außer dem zur Aufnahme des Aluminiumsilikat-Austauschers bestimmten Gegenstromfilters noch ein weiteres Filter in dem Kreislaufsystem anzuordnen. Dieses sogenannte Schmutzfilter soll bewirken, daß Flusen und gröbere Verunreinigungen, die während des Wasch- und Reinigungsprozesses anfallen, nicht in das Gegenstromfilter gelangen und Ventile und Zuleitungen verstopfen bzw. blockieren, sondern vorher aus der im Kreislauf geführten Reinigungslösung entfernt werden. Weiterhin kann das Schmutzfilter dazu verwendet werden, um das nach dem Abschluß des Waschprozesses aus dem Zweikreisfilter ausgetragene Aluminiumsilikat zu sammeln. Das aufgefangene Aluminiumsilikat wird diesem an leicht zugänglicher Stelle angeordneten Schmutzfilter entnommen und verworfen. Das Schmutzfilter kann dabei verhältnismäßig großporig ausgelegt und für feinkörniges Aluminiumsilikat durchgängig sein, da dieses wegen seiner geringen Neigung zum Absetzen in den Kanalisationsrohren unbedenklich ist. Anstelle eines Filters kann auch eine entsprechend dimensionierte Zentrifuge, beispielsweise eine kontinuierlich arbeitende Röhrenzentrifuge, verwendet werden.

Die Durchführung des Waschprozesses wird am Beispiel des in Figur IY dargestellten Fließschemas erläutert. Zunächst füllt man den Einfüllschacht (30) mit dem Aluminiumsilikat-Austauscher und spült ihn anschließend mit Hilfe des aus der Entnahmeleitung (31) einströmenden Frischwasser über die Zuführung (32) in das Filter (33). Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist ein Gegenstromfilter gemäß Figur I eingezeichnet, das selbstverständlich durch anders konstruierte Gegenstromfilter ersetzt werden kann. Das durch Wechselwirkung mit dem Ionenaustauscher vorenthärtete Frischwasser gelangt nach Passieren des Filters über die Leitungen (34) und (35) zur Umschaltvorrichtung (36) und von dort über die Leitung (37) zur Ein-

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spülvorrichtung (38), in der sich das Wasch- bzw. Reinigungsmittel befindet. Nach Auflösen des Wasch- bzw. Reinigungsmittels gelangt die Lösung über die Verbindung (39) in den mit dem zu reinigenden Gut beschickten Reinigungsbehälter (40) und von dort über die Leitung (41) in das Schmutzfilter (42). Die von groben Schmutzteilchen und Flusen befreite Reinigungsflüssigkeit fließt über die Verbindung (43) zur Umlaufpumpe (44), von wo sie über das Ventil. (45) und die Leitung (46) zur Umschaltvorrichtung (36) gefördert wird. Von dort fließt sie abwechselnd über die Leitung (34)in das Filter (33) und in die Leitung (35) zurück bzw, nach dem Umschalten in Gegenrichtung über die Leitung (36) in das Filter (33) und von dort über die Leitung (35) wieder zurück zur Umsteuervorrichtung, Die regenerierte Flüssigkeit wird danach wieder über die Leitungsabschnitte bzw. Aggregate (37), (39), (40), (41), (42), (43), (44) und (45) im Kreislauf geführt.

Nach beendetem Waschprozeß wird die Reinigungslösung nach Umschalten des Ventils (45) über den Ablaufstutzen (46) in die Kanalisation gefördert. Die Entfernung des Aluminiumsilikats aus dem Gegenstromfilter (33) erfolgt nach Öffnen des Ventils (48). Das Aluminiumsilikat gelangt über die Leitung (49) zum Schmutzfilter (42) und wird dort gesammelt. Der Abtransport des Austauschers und die vollständige Entleerung wird dadurch gefördert, daß man durch Betätigen der Pumpe (44) für kurze Zeit einen Flüssigkeitskreislauf in den Aggregaten bzw. Leitungen (44), (45), (46), (36), (34), (35), (33), (48), (42) und (43) unterhalt. Die Überführung des Aluminiumsilikats und die Reinigung des Gegenstromfilters kann unmittelbar nach Abschluß des Waschprozesses, d.h. vor dem Abpumpen der verbrauchten Reinigungslösung vorgenommen werden. Vorzugsweise geht man jedoch so vor, daß man zunächst die Hauptmenge der Waschflüssigkeit entfernt und erst danach das Gegenstromfilter freispült. Der Vorteil der zuletztgenannten

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Arbeitsweise besteht darin, daß das Schmutzfilter erst nach Abfluß der Hauptmenge der Reinigungslösung mit Aluminiumsilikat beaufschlagt und ein Verstopfen der Filterporen vermieden wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß man die benutzte Wasch- bzw. Reinigungslösung vollständig abpumpt, wobei man das Aluminiumsilikat zunächst in dem Gegenstromfilter beläßt und anschließend das für den 1. und gegebenenfalls auch 2. und 3. Nachspülgang benötigte Frischwasser hindurchleitet. Da die Austauscherkapazität des Aluminiumsilikats nach dem Waschgang im allgemeinen noch nicht erschöpft ist, wird auch das Nachspülwasser noch teilweise enthärtet. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den sogenannten Sekundärwascheffekt aus, d.h. die Vergrauung und Inkrustation des Gewebes, die bekanntlich mit der Dauer des Gebrauchs und der Zahl der Wäschen zunimmt, , ist deutlich geriiger als bei Nachspülen mit hartem Wasser. Das Aluminiumsilikat wird dann mit dem ablaufenden Spülwasser des 1. bzw. 2. Nachspülganges aus dem Gegenstromfilter ausgetragen und, wie oben gezeigt, auf dem Schmutzfilter gesammelt.

Der Vorteil der in Figur IV beschriebenen Anordung besteht darin, daß die Reinigungsflüssigkeit in dem Kreislaufsystem, in dem der laugenbehälter, das Schmutzfilter und die Umlaufpumpe installiert sind, stets nur in einer Richtung gefördert wird und eine Strömungsumkehr nur in dem Gegenstromfilter erfolgt. Es ergibt sich dadurch ein gerichteter Stofftransport, ausgehend vom zu reinigenden Gut in Richtung Schmutzfilter und Gegenstromfilter, wodurch ein besonders gutes Waschergebnis erzielt wird. Selbstverständlich kann das dargestellte Prinzip in vielfältiger Weise variiert und abgewandelt werden.

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Beispiele

Die Waschapparatur bestand aus einer Waschmaschine mit horizontal gelagerter, von der Front zu beladenen Trommel mit einem Fassungsvermögen von 4 kg Trockenwäsche. Entsprechend dem in Figur IV angegebenen Schema war der im Boden des Laugenbehälters eingelassene Abflußstutzen mit einem Flusenfilter (Schmutzfilter) verbunden, von dem eine Rohrleitung zur Laugenpumpe und von dort über einen Mehrwegehahn (Umschaltvorrichtung) mit einem Doppelkonusfilter gemäß Figur III führte. Die Rückleitung vom Filter war in die hohle Achse der Waschtrommel integriert, mittels der die Waschlauge unmittelbar zu der Schmutzwäsche geführt wurde.

Die Innenkammer des .Doppelkonusfilters wies ein Volumen von ca. 2000cm auf und wurde beim Beschicken mit Aluminiumsilikat', bei lockerer Schüttung zu etwa 40 % gefüllt. Die Laugenmenge betrug 20 1 und die Förderleistung der Pumpe 10 l/min., so daß die Lauge im Mittel einmal in ca. 2 Minuten umgewälzt wurde. Nach jeweils 6 Minuten Kreislaufführung der Waschlauge wurde für jeweils 10 see. die Strömungsrichtung zunächst im unteren Teil und anschließend im oberen Teil des Filters umgekehrt. Dieser Taktwechsel erfolgte während des 90 Minuten'dauernden Waschprozesses insgesamt 15mal. Aufgrund dieser Maßnahmen blieb das Filter während des gesamten Waschprozesses leicht durchgängig.

Vor Beginn des Waschprozesses wurde, wie in Figur IV schematisch gezeigt, das Frischwasser zunächst durch das mit Aluminiumsilikat beschickte Filter geleitet und dabei von einer Anfangshärte von 16 °dH auf einen Härtegrad von 4,5 °dH enthärtet. Nach Abpumpen der Reinigungsflüssigkeit wurde auch das für den 1. Nachspülgang benötigte Frischwasser über das in

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dem Gegenstromfilter verbliebene Aluminiumsilikat geleitet und dabei von 16 °dH Anfangshärte auf 8,5 °dH enthärtet. Bei den folgenden Spülgängen wurde das Nachspülwasser unmittelbar zu dem Textilgut geleitet. Das Ausspulen des Aluminiumsilikats und Überführen in das Schmutzfilter erfolgte mit dem ablaufenden Spülwasser des 4. Nachspülganges, um ein vorzeitiges Zusetzen dieses Filters zu vermeiden.

Verwendet wurde ein Aluminiumsilikat, das ähnlich der unter A 1 in der Hauptanmeldung angegebenen Vorschrift hergestellt worden war und eine Partikelgröße von 30 bis 100/c mit einem Maximum bei 50 bis 80/^ aufwies. Die Waschmaschine wurde mit 3 kg sauberer Füllwäsche sowie je zwei Textiiproben (20 χ 20 cm) aus Baumwolle (B), ausgerüsteter Baumwolle (a.B.) und einem Mischgewebe aus 50 % Polyester und 50 % ausgerüsteter Baumwolle (P.a.B.) beschickt, wobei die Textiiproben künstlich mit Hautfett, Kaolin, Eisenoxidschwarz und Ruß angeschmutzt waren. Die Waschtemperatur betrug im Falle der Baumwolle 90 ⁰C, im Falle der ausgerüsteten Baumwolle und des Mischgewebes 60 ⁰C.

Es kamen die folgenden Waschmittelbestandteile und Zusatzstoffe in g/l Waschlauge zum Einsatz:

0,5 Na-n-Dodecylbenzolsulfonat

0,17 Talgalkohol, äthoxyliert (14 Mol Äthylenoxid)

0,27 Na-Seife (Talgseife zu Behenatseife 1:1)

0,015 Na-Äthylendiaminotetraacetat (EDTA)

0,25 Na-Silikat (Na₂ : SiO₂ = 1 : 3,3)

0,11 Na-Carboxymethylcellulose (Na-CMC)

2,0 Natriumperborat-tetrahydrat

0,15 Magnesiumsilikat

0,2 Natriumsulfat

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Patente und Literatur

wobei folgende Zusätze verwendet wurden:

a) 3,5 Na-Tripolyphosphat

b) - keine weiteren Zusätze

c) 0,4 Na-Tripolyphosphat (TPP)

d) 0,4 TPP

0,4 Na-Citrat

e) 5,0 Aluminiumsilikat

f) 5,0 Aluminiumsilikat 0,4 TPP

g) 5,0 Aluminiumsilikat 0,4 TPP

0,4 Na-Citrat

Die photometrisch bestimmtenprozentualen Remissionswerte der trockenen Textiiproben sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt. Die Abkürzung P bedeutet Phosphat.

Beispiel	Rezeptur	Gerüstsubstanz	, P-reich	%	Remission	P.a.B.
			, P-frei	B	a.B.	67
	a	ohne Al-SiI.	, P-arm	79	80	54
-	b	ohne Al-SiI.	, P-arm	57	58	54
— " : -	C	ohne Al-SiI.	P-frei	55	58	56
-"-	d	ohne Al-SiI.	P-arm	57	58	71
1	b	mit Al-SiI.,	P-arm	81	73	73
2	C	mit Al-SiI.,	83	74	73
3	d	mit Al-SiI.,	83	75

Tabelle

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Patente und Literatur

In einer 2. Versuchsreihe wurden den Waschmittelrezepturen gemäß Beispiel 1 bis 3 das Na-n-Dodecylbenzolsulfonat durch die gleiche Menge an äthoxyliertem Oxoalkohol (C₁^-C₁₇ mit 12 Mol Äthylenoxid) und der Talgalkohol mit 14 Mol Äthylenoxid durch einen solchen mit 5 Mol Äthylenoxid ersetzt. Diese ausschließlich nicht ionische Tenside enthaltenden Waschmittelrezepturen (mit b¹, c¹ und d¹ bezeichnet) eignen sich besonders für phosphatarme Waschmittel sowie für pflegeleichte Textilien aus ausgerüsteter Baumwolle sowie Mischgewebe. Die übrigen TerSuchsbedingungen waren die gleichen wie in den Beispielen 1 bis 3. Die Ergebnisse der Waschversuche sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel	Rezeptur	Gerüstsübstanz	, P-frei	% B	Remission a.B. P.a.B.	60
-	b¹	ohne Al-SiI.	, P-arm	79	68	74
-	C¹	ohne Al-SiI.	, P-arm	80	71	75
-	d¹	ohne Al-SiI.	P-frei	80	72	78
4	b¹	mit Al-SiI.,	P-arm	82	78	79
5	c^f	mit Al-SiI.,	P-arm	84	80	79
6	d'	mit Al-SiI.,	84	79

Tabelle 2

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Claims

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Blatt 1 7 zur Patentanmeldung D 5^52 Patente und Literatur

Patentansprüche

.j-Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen erkstoffen unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungslösungen in Gegenwart eines wasserunlöslichen Kationenaustauschers, welcher die Härtebildner des Wassers und der Verunreinigungen zu binden vermag und ein Calciumbindevermögen von mindestens 50 mg CaO/g aufweist und aus einer gegebenenfalls gebundenes Wasser enthaltenden Verbindung der Formel

(Kat_2/nO)_x · Me₂O₃ · (SiO₂),

besteht, in der Eat ein mit Calcium austauschbares Kation der Wertigkeit η, χ eine Zahl von 0,7 bis 1,5, Me Bor oder Aluminium und y eine Zahl von 0,8 bis 6 bedeuten und daß die Waschflüssigkeit kontinuierlich oder zeitweilig über eine Adsorptionsvorrichtung geleitet wird, die geeignet ist, den Kationenaustauscher von der Waschflüssigkeit abzutrennen
nach Patent (Patentanmeldung P 25 43 946.7), dadurch gekennzeichnet, daß man das in pulvriger oder feinkörniger Form vorliegende Aluminiumsilikat vor Beginn des Reinigungsvorganges in eine gegenüber dem zu reinigenden
Gut abgeschlossene Filterkammer überführt und während des Reinigungsvorganges die Strömungsrichtung der durch das
Filter hindurchtretenden Reinigungsflüssigkeit wiederholt umkehrt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumsilikate verwendet werden, deren Korngröße oberhalb 20^ liegt.

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Θ09822/0126

ORIGINAL INSPBCTEED

Henkel &Cie GmbH

Blatt 18 zur Patentanmeldung D 5452 Patente und Literatur
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminiumsilikate mit einem Kornspektrum von 30/^ bis 1 mm mit einem Maximum bei 50 bis 200^ verwendet.
.4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter verwendet wird, das aus zwei konischen, durch einen Flansch (20) miteinander verbundenen konischen Gehäusehälften (18) und (19), welche zwei gegeneinander abgedichtete Außenkammern (21) und (22) umschließen, einem darin angeordneten Filterkorb in Form eines Doppelkonus, der die innen anliegende Filterschicht abstützt und sieblochartig durchbrochen ist, einem mit der inneren Filterkammer (24) verbundenen und mit einem Kegelventil (26) ausgestatteten Stutzen (27), gegebenenfalls mit einem weiteren mit der inneren Filterkammer (24) verbundenen Stutzen (25) sowie einem mit der Außenkammer (21) verbundenen Stutzen (28) und einem mit der Außenkammer (22) verbundenen Stutzen (29) besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kreislauf geführte Reinigungsflüssigkeit vor Eintritt in das mit Aluminiunisilikat beschickte Filter über ein weiteres, der Abscheidung von mechanischen Verunreinigungen dienendes Filter geleitet wird.
6. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Abschluß des Reinigungsprozesses das in der Filterkammer befindliche Aluminiumsilikat mit Hilfe der Reinigungs- bzw. Nachspülflüssigkeit auf das der Abscheidung mechanischer Verunreinigungen dienende Filter überführt.

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