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~Verfahren zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen
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Werkstoffen unter Verwendung ####osphata rmer oder phosphatfreier
Wasch- und Reiniflun<Jsmittel" Gegenstand des Hauptpatents (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 llärtebildner
des Wassers und der Verunreinigungen zu 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 (Kat2/n0), . Me203 . (SiO2) besteht, in der Kat ein mit Calcium austauschbares
Isation der Wertigkeit n, x 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.
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Als Adsorptionsvorrichtung eignet sich insbesondere ein Filter.
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Gegenstand der Patentanmeldung P 26 50 278.3, die zu der vorgenannten
Hauptanmeldung im Zusatzverhältnis steht, ist eine weitere Ausgestaltung der Hauptanmeldung,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Waschflüssigkeit vor dem Zufügen der übrigen
waschend und reinigend wirkenden Verbindungen mit Hilfe des eingebrachten Aluminiumsilikats
auf einen Jlärtegrad von nicht mehr als 7 Od (70 mg CaO/Liter), vorzugsweise weniger
als 5 °dli (50 mg CaO/Liter) enthärtet. Diese Vorenthärtung kann vorteilhaft in
der Weise erfolgen, daß man das zulaufende Wasser zunächst über den Aluminiumsilikat-Austauscher
leitet und anschließend noch in Gegenwart des zu reinigenden Gutes mehrere
Minuten
im Kreislauf durch den Austauscher zirkulieren läßt. Danach erst werden die Bestandteile
des Wascllmittels, wie Tenside, Gerüstsubstanzen, Bleichmittel und sonstige Wascli-und
Reinigunqsnitte Ibestandteilc zugesetzt und in der weiterhin zirkulierenden Reinigungsflüssigkeit
gelöst.
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Die beim Verfahren gemäß llauptpatent bzw. Zusatzpatent zum Einsatz
kommenden Wasch- und Reinieungsmittel enthalten neben solchen Verbindungen, die
mit Calcium lösliche Komplexe bilden, noch übliche Tenside, insbesondere härteunempfindliche
Verbindungen vom Sulfat- und Sulfonattyp, nichtionische Verbindungen sowie von Fettsäuren
abgeleitete Seifen, wobei letztere jedoch üblicherweise nur einen untergeordneten
Anteil aller Tenside ausmachen. Ein Teil dieser Seifen besteht außerdem aus Behensäureseifen,
die praktisch keine Reinigungswirkung entfalten, sondern in erster Linie als Schaumdämpfungsmittel
dienen. Die Bevorzugung synthetischer Tenside gegenüber der Seife beruht auf der
Erkenntnis, daß erstere eine bessere Reinigungskraft entwickeln, insbesondere in
Gegenwart von Gerüstsubstanzen.
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Andererseits verdienen Seifen wegen ihrer besonders leichten biologischen
Abbaufähigkeit und ihrer minimalen Toxizität aus ökologischer Sicht gegenüber synthetischen
Tensiden den Vorzug.
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Es wurde nun gefunden, daß das Verfahren gemäß Hauptpatent und insbesondere
gemäß dem zitierten Zusatzpatent die Möglichkeit eröffnet, ohne Einbuße an Waschkraft
seifenreiche bzw. ausschließlich bzw. überwiegend auf Seife basierende Wasch- und
Reinigungsmittel einzusetzen. Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren
zum maschinellen Waschen und Reinigen von festen Werkstoffen, insbesondere Textilien,
unter Verwendung phosphatarmer oder phosphatfreier Wasch- und Reinigungsmittel nach
Patent (Patentanmeldung P 26 50 278.3), dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschen
und Reinigen mittels eines
Reinigungsmittels durchführt, in dem
die Tenside zu mehr als 50 Gew.-% aus Alkalimetallseifen von gesättigten und/oder
ungesättigten Seifen mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen durchführt und wobei der Seifengehalt
der Reinigungslösung mindestens 0,2 g/l beträgt. Vorzugsweise besteht die Tensidkomponente
zu 60 bis 90 Gew.-% aus Seife bei einer Konzentration von 0,4 bis 2 g/Liter Waschlauge.
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Als Seifen kommen Kalium- und insbesondere Natriumseifen von geradkettigen
Fettsäuren natürlichen oder synthetischen Ursprungs in Frage. Geeignet sind z.B.
die Seifen der Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachin- und ölsäure
sowie deren Gemische, wie sie beispielsweise aus tierischen oder pflanzlichen Fettsäuren,
wie Cocos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, erhältlich sind. Geeignet sind ferner
Seifen, die aus synthetischen Fettsäuren bzw. durch Paraffinoxidation gewonnen werden.
Bevorzugt werden Seifengemische verwendet, die sich von Fettsäuren mit 12 bis 18
Kohlenstoffatomen ableiten und in denen das Verhältnis von C12-C14-Fettsäuren zu
C16-C18-Fettsauren 2 : 1 bis 1 : 5 beträgt.
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Als weitere Tenside kommen insbesondere nichtionische Verbindungen
aus der Klasse der Polyglykolätherderivate in Frage. Besonders geeignete Verbindungen
dieser Klasse sind die Polyäthylenglykoläther von aliphatischen, linearen oder in
2-Stellung methylverzweigten Alkoholen mit 8 bis 24, insbesondere 12 bis 18 Kohlenstoffatomen
und durchschnittlich 3 bis 20 #thylenglykoläthergruppen. Brauchbar sind ferner die
Polyglykoläther von Alkylphenolen, deren lineare Alkylkette 5 bis 12 Kohlenstoffatome
aufweist, ferner die Polyglykolätherderivate von vicinalen Diolen, Alkylaminen,
Mercaptanen, Fettsäuren und Fettsäureamiden, deren Kohlenwasserstoffrest ebenfalls
8 bis 24, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome und deren Polyglykolätherrest
3 bis~20 Xthylenglykoläthergruppen enthalten. Schließlich kommen auch
Blockpolymere
des Athylenoxids und Propylenoxids in Frage, beispielsweise solche, die unter der
Bezeichnung Pluronics und "Tetronics" im Handel sind. Der Anteil der nichtionischc
Tenside kann 0 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% der Tensidkomponente betragen.
Bevorzugt werden Gemische von Polyglykolätherderivaten mit unterschiedlichem Alkoxylierun<jsgrad
verwendet, beispielsweise ein Gemisch aus äthoxylierten, 2 bis 5 Glykolätherreste
bzw. 8 bis 15 Glykolätherreste aufweisenden C12-C18-Alkoholen im Verhältnis 3 :
1 bis 1 : 5.
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Gegebenenfalls können auch Tenside vom Sulfonat- und Sulfattyp in
untergeordneter Menge anwesend sein, beispielsweise Alkylbenzolsulfonate, wie n-Dodecylbenzolsulfonat,
ferner Olefinsulfonate, #-Sulfofettsäureester, primäre und sekundäre Alkylsulfate
sowie die Sulfate von äthoxylierten oder propox.ylierten höhermolekularen Alkoholen.
Der Anteil dieser Verbindungen an der Tensidkomponente beträgt weniger als 50 Gew.-%,
vorzugsweise weniger als 25 Gew. -% und insbesondere weniger als 10 Gew.-%.
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Der Gesamtgehalt der Wasch- bzw. Reinigungslösung an Tensiden beträgt
0,3 bis 3 g/l, vorzugsweise 0,5 bis 2 g/l.
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Außer Seife bzw. den vorgenannten Tensiden enthält die Reinigungslösung
die im Hauptpatent (Patentanmeldung P 25 43 946.7) bzw. in dem Zusatzpatent (Patentanmeldung
P 26 50 278.3) genannten wasserlöslichen Calciumionen bindenden Komplexbildnern
in einer Menge von 0,05 bis 3 g/l. Ferner können übliche Wasch- und Reinigungsmittelzusätze,
wie Alkalicarbonate, Alkalisilikate, Neutralsalze, Bleichmittel sowie Verbindungen,
die derartige Bleichmittel stabilisieren bzw.
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aktivieren, Vergrauungsinhibitoren, optische Aufheller, Enzyme, Schauminhibitoren
wie Behenate oder organische Siliciumpolymere, Biocide, Korrosionsinhibitoren sowie
Farb- und Duftstoffe, so wie sie in der Patentanmeldung P 24 12 837 aufgeführt sind.
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Das erfindungsgemäße Waschverfahren eignet sich insbesondere zum Waschen
von Textilien und zwar sowohl bei hohen Temperaturen von beispielsweise 850 bis
100 0C als auch bei niedrigen bzw.
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mittleren Temperaturen von beispielsweise 400 bis 65 OC, in dem üblicherweise
Synthetics und Pflegeleicht-Textilien gewaschen werden.
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Beispiel Es wurde eine modizifizierte Waschmaschine mit horizontal
angeordneter Trommel (Bauart Siemens, Modell 642) gemäß Figur 1 verwendet, wobei
nur diejenigen Teile dargestellt sind, die für die Erklärung der Funktion der Waschmaschine
wesentlich sind. Die Zuführung des Leitungswassers erfolgt über den Anschlußstutzen
(11) bei geöffnetem Ventil (12). Es gelangt in den Einfüllkasten (13), über den
die Zugabe des Waschmittels erfolgt. Nach Passieren des Ventils (14) gelangt das
mit dem Waschmittel beladene Wasser über die Zuleitung (15) in die an der Verschlußtüre
(4) angebrachte und mit dem Austauscher beschickte Kammer (5). Die Verschlußtür
ist an dem Außenmantel (1) der Waschmaschine angelenkt und gegen diesen abgedichtet.
Die Kammer (5) ist konisch ausgebildet bzw. weist die Form eines abgerundeten Kegelstumpfes
auf und ragt mit der Rückwand in den Laugenbehälter (2) und die darin drehbar angeordnete,
zur Aufnahme des Waschgutes bestimmte Trommel (3) hinein.
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Die Rückwand der Kammer ist als Filterfläche ausgebildet, d.h.
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Kammerwand ist perforiert und auf der Innenseite mit einem Filter
aus Drahtgewebe belegt. Die Kammer (5) ist mit einer lösbaren Verbindung an der
Innenwand der Verschlußtüre (4) angebracht, so daß sie leicht geöffnet und gereinigt
bzw. der aufgebrauchte Kationenaustauscher entfernt werden kann. Im Boden der Kammer
mündet der Austrittsstutzen (7) der Ringleitung (8).
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Der Austrittsstutzen ist mit mehreren düsenartigen Austrittsöffnungen
versehen, die eine starke Flüssigkeitsströmung und damit eine intensive Verwirbelung
des feinteiligen Kationenaustauschers bewirken. Damit wird ein schneller Stoffaustausch
gefördert und der Gefahr des Verstopfens der Filteroberfläche vorgebeugt. Die beiden
in die konische Kammerwandung eingelassenen Zuführungsstutzen für das Frischwasser
bzw. die im Kreislauf geführte Waschlösung stehen bei geschlossener Tür in direkter
Verbindung mit den korrespondierenden Zuleitungen, die in die ebenfalls konisch
gestaltete Kröpfung der Laugentrommel eingelassen sind. Die Übergangsstellen sind
mit flexiblen Dichtungen versehen.
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Der Kationenaustauscher kann vor Waschbeginn unmittelbar in die Kammer
(5) oder auch in den Einfüllkasten (13) gegeben und zusammen mit dem einströmenden
Frischwasser in die Kammer (5) überführt werden. Während des Enthärtungs- und Waschprozesses
verbleibt er in der Kammer (5), während die Reinigungsflüssigkeit mit den gelösten
Waschmittelbestandteilen durch das Filter zu dem in der Trommel (3) befindlichen
Textilgut bzw. in den Laugenbehälter (4) gelangt. Während des Waschprozesses wird
die Waschlauge durch die im Boden des Laugenbehälters angebrachten Ringleitung (7)
abgesaugt und mittels der Umlaufpumpe (8) in die Filterkammer (5) gefördert, von
wo aus sie nach Durchtritt durch das Filter in die Trommel zurückgelangt. Während
der Kreislauf führung der Waschflotte bleiben die Ventile (10) und (14) geschlossen.
Nach Beendigung des Waschprozesses wird die verbrauchte Lauge nach öffnen des Ventils
(9) ausgetragen. Die Zugabe und das Austragen des Nachspülwassers erfolgt in der
gleichen Weise. Es kann vorteilhaft sein, den Kationenaustauscher während des Nachspülens
noch in der Filterkammer zu belassen, da er im allgemeinen noch über eine gewisse
Austauscherkapazität verfügt und das Nachspülen mit teilweise enthärtetem Wasser
einer Kalkseifenbildung bzw. Inkrustation der Textilfaser entgegenwirkt.
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Mit der gleichen Maschine können auch Waschprozesse in konventioneller
Weise durchgeführt werden. In diesem Fall unterbleibt die Zugabe des Kationenaustauschers
und das Umpumpen der Waschlauge.
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Es wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Waschmittelrezepturen verwendet
(anionische Tenside als Natriumsalz; S0 bedeutet Äthylenoxid; Mengenangabe in Gewichtsprozent).
| Bestandteil Beispiel Vergleich |
| 1 2 I II III |
| Talgseife 7,5 7,5 7,5 - - |
| Cocosseife 2,5 2,5 2,5 - - |
| Talgalkohol + 14 Xo 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 |
| Talgalkohol + 5 Xo 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 |
| Oleylalkohol + 10 Ä0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 |
| n-Dodecylbenzolsulfonat - - - 6,0 6,0 |
| Na-Behenat - - - - 3,0 3,0 |
| Na-Tripolyphosphat 20,0 5,0 40,0 40,0 20,0 |
| Na-Citrat - 5,0 - - - |
| EDTA (Tetra-Na-Salz) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 |
| Natriumsulfat 10,0 - 10,0 10,0 10,0 |
| Na-Wasserglas 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 |
| Na-Perborat 28,0 28,0 28,0 28,0 28,0 |
| Mg-Silikat 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 |
| Wasser 22,8 44,8 2,8 3,8 23,8 |
Tabelle 1 Bei Beispiel 1 und im Vergleichsversuch c kamen 2,5 g/l Natriumaluminiumsilikat
und im 2. Beispiel 5 g/l Natriumaluminiumsilikat zur Anwendung. Das Natriumaluminiumsilikat
wies ein Calciumbindevermögen von 170 mg CaO/g Aktivsubstanz auf. In den beiden
Beispielen
wurde das Aluminiumsilikat in granulierter Form mit
einer Teilchengröße von 20 - 70#, , im Vergleiclusversuch c in mikrokristalliner
Form mit einer Teilchengröße von 0,1 bis ioy.
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zusammen mit dem Waschmittel eingesetzt. In den Beispielen wurde die
Waschlösung mit einer Leistung von G,5 - 7,5 Liter pro Minute umgepumpt, wa#hrend
in den Vergleichsversuchen das Umpumpen der Lauge unterblieb. Außerdem wurde das
Leitungswasser (Anfangshärte 17 0din) in den Beispielen bei eingebrachtem z schgut
10 Minuten im Kreislauf gepumpt und dabei auf eine Resthärte von 3,5 °dH enthärtet,
bevor das Waschmittel zugesetzt wurde. In den Vergleichsversuchen unterblieb diese
Vorenthärtung.
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Während des Waschens wurde nach jeweils 5 Minuten das Umpumpen für
2 Minuten unterbrochen (Energieeinsparung). Einschließlich Aufheizzeit betrug die
Waschperiode 80 Minuten bei 95 0C und 45 Minuten bei 60 OC.
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Die Waschmaschine wurde mit jeweils 3,5 kg Füllwäsche und unter standardisierten
Bedingungen angeschmutzten Textilproben (Proben des Wäschereiforschungs-Institutes
Krefeld) beschickt. Die Textilproben bestanden aus Baumwolle (B), ausgerüsteter
Baumwolle (aB) und Mischgewebe (M) aus 50 % Polyesterfaser und 50 % ausgerüsteter
Baumwolle. Das Flottenverhältnis (kg Waschgut zu Liter Waschflotte) betrug 1 : 6,
die Waschmittelkonzentr:t:ion betrug 5 g/l und die Menge der Waschlauge 25 1. Nach
dem Waschen, Spülen und Trockenschleudern wurde die Remission der Proben photometrisch
bestimmt.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Sie zeigen, daß
die in erfindungsgemäßer Weise eingesetzten Rezepturen mit halbiertem (Beispiel
1) bzw. auf 5 % erniedrigtem (Beispiel 2) Phosphatgehalt bei 60 0C eine etwas höhere
Waschkraft aufweisen wie die phosphatreiche, seifenhaltige Rezeptur bei konventioneller
Arbeitsweise (Versuch a). Der Alkylbenzolsulfonat enthaltenden, phosphatreichen
Rezeptur sind sie bei 60 0C nur
sehr geringfügig überlegen, waschen
jedoch erheblich besser als eine Alkylbenzolsulfonat-Rezeptur mit halbiertem Phosphatgehalt
(Versuch c). Bei 95 0C ist das erfindungsgemäße Verfahren (Beispiel 3) einem konventionellen
Verfahren, das sich hoher Phosphat- und Alkylbenzolsulfonat-Gehalte bedient, sogar
geringfügig überlegen.
| Beispiel Rezeptur Temperatur Kreislauf- % Remission |
| Vergleich führung B aB M |
| 1 1 600 ja 58 70 59 |
| 2 2 600 ja 59 69 58 |
| 3 2 90° ja 72,5 - - |
| a I 600 - 58 70 57 |
| b II 600 - 60 71 60 |
| c III 600 - 50 64 52 |
| d II 900 - 72 - - |
Tabelle 2
L e e r s e i t e