DE2839430C2 - Verfahren zur Herstellung von schäumendem Natriumpercarbonat - Google Patents

Description

der Trocknungszone relativ hohe Temperaturen auftreten.

Aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 19 965/1970, der japanischen Offenlegungsschrift Nr.

70286/1975 und anderen, ist bekannt, daß Natriumpercarbonat durch Hitzebehandlung schäumend gemacht werden kann. Bei dem bekannten Verfahren zur technischen Herstellung von schäumendem Natriumpercarbonat durch Hitzebehandlung innerhalb bestimmter Erhitzungszeiten tritt jedoch ein ernstlicher Verlust an verfügbaren Sauerstoff auf, und das Schaumbildungsvermögen ist nachteilig gering. Es sind verschiedene Versuche über die Behandlungsbedingungen zur Umwandlung von Natriumpercarbonat in schäumendes Natriumpercarbonat in technischem Maßstab gemacht worden. Das Hauptgewicht dieser Studien betraf die Erhitzungstemperaturen und die Zeiten, um die Behandlung wirksamer durchzuführen. Aufgrund der Resultate der hierbei durchgeführten Untersuchungen hat sich ergeben, daß die wirksamsten und günstigsten Erhitzungsbedingungen bei einer Temperatur von 110° C bis 135° C und einer Erhitzungsdauer von 5 bis 30 Minuten liegen. Bei einer Temperatur oberhalb 135° C wird nämlich die Reaktion exotherm und hierdurch unkontrollierbar. Im Gegensatz hierzu ist bei einer Temperatur unter 110° C die Reaktionsgeschwindigkeit vermindert, und eine wirksame Umwandlung wird unmöglich. Obwohl ein unter diesen Bedingungen behandeltes Natriumpercarbonat ein gewisses Schäumen zeigt, sind die Schaummengen gering, und der Verlust an nutzbarem Sauerstoff erheblich, und daher ist eine weitere Verbesserung der Arbeitsweise erwünscht Gemäß der Erfindung läßt sich ein schäumendes Natriumpercarbonat mit erhöhter Schaumbildung dadurch erhalten, daß nach der Hitzebehandlung eine rasche Kühlbehandlung durchgeführt wird. Dadurch wird der Verlust an Sauerstoff, der durch eine lange Verweildauer bei hoher Temperatur verursacht ist, vermindert, so daß mehr verwertbarer Sauerstoff im Percarbonat bleibt Zusätzlich zeigt das schäumende Natriumpercarbonat, das durch die Behandlung gemäß vorliegender Erfindung erhalten ist, eine verminderte Neigung zur Pulverbildung zum Unterschied von den Produkten des üblichen Verfahrens. Infolgedessen werden weitere Vorzüge

40 erzielt, indem die Handhabung erleichtert und die Arbeitsbedingungen verbessert werden.

Das Natriumpercarbonat wird unter bekannten, gewöhnlichen Bedingungen erhitzt, was in einer Erhitzung auf Temperaturen von 110° C bis 135° C, vorzugsweise 120° bis 130⁰C, und einer Erhitzungsdauer von 5 bis 60 Minuten, vorzugsweise 7 bis 30 Minuten, besteht Die Erhitzungsdauer ist die Zeit, die erforderlich ist, nachdem die Teilchen der bleichenden, aktiven Substanz die vorgeschriebene Temperatur erreicht haben. Die Vorerhit zungszeit vor dem Erreichen dieser Temperatur ist vorzugsweise kurz. Im allgemeinen beträgt diese Zeitdauer 10 bis 60 Minuten. Was nun die Kühlungsbedingungen anlangt, so wird das Natriumpercarbonat rasch auf eine Temperatur unter 9O⁰C, vorzugsweise unter 70°C, innerhalb 10 Minuten, vorzugsweise innerhalb 5 Minuten, nach Beendigung der Erhitzung herabgekühlt. Die Vorrichtung zum Erhitzen ist nicht besonders entscheidend. Vorzugsweise werden Heizeinrichtungen nach dem Wirbelsystem verwendet, d. h. röhrenförmige Reaktoren, in

so denen der untere Teil durch eine poröse Platte abgeteilt ist, durch die heiße Luft nach oben strömt, um das Natriumpercarbonat unter Erhitzung zu verwirbeln. Man kann auch Einrichtungen in der Art von horizontalen oder leicht geneigten Vibrationstrocknern verwenden, die ein langes Band aus Drahtgewebe besitzen, durch welches heiße Luft nach aufwärts zur Erhitzung des Natriumpercarbonats eingeleitet wird. Das erhitzte Natriumpercarbonat läßt sich durch ein Verfahren kühlen, bei dem das Natriumpercarbonat mit einer festen Fläche niedriger Temperatur in Berührung gebracht wird, oder durch ein Verfahren, bei dem kalte Luft eingeleitet wird. Dabei wird ein Verfahren vorgezogen, bei dem eine Vorrichtung verwendet wird, die gleich oder ähnlich der zur Erhitzung verwendeten ist, wobei lediglich kalte Luft eingeleitet wird. Obwohl sowohl die Heiz- wie die Kühl-Behandlung in der gleichen Vorrichtung erfolgen kann, ist es doch vorzuziehen, die gesamte Behandlung in einer Heizvorrichtung und einer Kühlvorrichtung durchzuführen, die in Reihe hintereinander geschaltet sind.

£Λ Δ Ic IraIto L-¹¹^* tonn A\α 7immgrlnft unmittelbar Ο02Γ f!3Ch SlitE^rCcHsüliisr ΤΥοοΙίΓίϋΠ** VSTWSriÖSt WSrclCii* zusätzlich können andere Gase, wie Stickstoff, ebenfalls verwendet werden. Was die Temperatur der kalten Luft anlangt, so ist die Verwendung von Luft von Zimmertemperatur am einfachsten, und im allgemeinen ist eine Kühlluft von einer Temperatur unter 4O⁰C, vorzugsweise unter der Temperatur der Zimmerluft besonders wirksam.

Auf diese Weise läßt sich schäumendes Natriumpercarbonat mit hohen Ausbeuten gewinnen. Das schäl mende Natriumpercarbonat hat eine ausgezeichnete Schaumbeständigkeit. Falls erforderlich, können lösliche, anorganische Salze, wie Natriumsulfat, Natriumcarbonat oder Natriumsilicat und anionische, nicht-ionische oder ampholytische oberflächenaktive Mittel zur Herstellung einer Bleichmasse, eines Flüssigkeitsbades, eines Reini-

gungsmittels, einer Seife usw., zugesetzt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung weiter, sollen jedoch diese in keiner Weise begrenzen.

Beispiel 1

Natriumpercarbonat mit einem verfügbaren Sauerstoffgehalt von 13,9%, einem Schüttvolumen von 1,16 cm³/g und einer Teilchengröße, bei der 70% durch ein Sieb mit einer Weite von 1,19 bis 033 mm und 30% durch ein Sieb mit einer Weite von 033 bis.0,149 mm hindurchgehen, wurde in einen Glaszylinder von 17 cm Durchmesser und einer Höhe von 45 cm eingefüllt Der Glaszylinder wurde im unteren Teil mit einem Netz mit öffnungen von 0,044 mm versehen, so daß Luft nach oben hindurchstreichen konnte. Am oberen Ende des Zylinders wurde ebenfalls ein Netz mit öffnungen von 0,044 mm angebracht Nach dem Einfüllen von 1 kg Natriumpercarbonat wurde Heißluft von 135° C mit solcher Geschwindigkeit eingeleitet daß die Schicht aus Natriumpercarbonat ins Schwimmen geriet Nach dem Erreichen der bestimmten Temperatur wurde die Temperatur der Heißluft derart eingeregelt daß die Schicht von Natriumpercarbonat auf der gewünschten Temperatur gehalten wurde. Unmittelbar nach Beendigung der Erhitzung auf die gewünschte Temperatur wurde Luft (Klimatemperaiur von 23°C, relative Feuchtigkeit 65%) in die Vorrichtung eingeleitet um diese zu kühlen. Die Luftmenge wurde in geeigneter Weise eingeregelt um die Kühlgeschwindigkeit variieren zu können.

Die Analysenergebnisse des so erhaltenen Natriumpercarbonats und die Erhitzungsbedingungen sind in Tabelle 1 zusammengestellt

Im Vergleich mit den Ergebnissen der Vergleichsversuche, bei der das heißbehandelte Erzeugnis ohne besondere Kühlung abgekühlt wurde, sind sowohl die Mengen an verfügbarem Sauerstoff als auch die Menge an erzeugtem Gas überraschend groß. Gleichzeitig sind feine Partikelchen von einer Teilchengröße unter 0,149 mm nur in geringer Menge vorhanden.

Die Ergebnisse unter Nr. 1—5 in Tabelle 1 zeigen deutlich, daß die einer forcierten Kühlung bei einer Temperatur unter 90° C innerhalb 10 Minuter, unterworfenen Erzeugnisse (Nr. 1, 2 und 3) günstige Ergebnisse zeigen, während die Produkte, die einer Schaumerzeugungsbehandlung räch dem üblichen Verfahren d. h. ohne forcierte Kühlung unterworfen wurden, (Nr. 5), und solche Produkte, die ungenügend gekühlt wurden, (Nr. 4), nur geringe Mengen von verfügbarem Sauerstoff sowie ein geringes Gasbildungsvermögen aufweisen. Dabei enthielten sie eine erhebliche Menge an feinverteiltem Pulver.

Tabelle 1	Erhitzungsbedingungen Temperatur Vorerhit- "C zungsdauer Min.	35	Erhitzungs dauer Min.	Kühlbedingungen Temperatur der Teilchen nach MinVC 3 5 10 20	86	45	30	30	Physikalische Eigenschaften des Erzeugnisses ') 2) Menge der Teilchen, verfügbarer Menge des die durch ein Sieb Sauerstoff erzeugten Gases von 0,149 mm Wehe % cm3/g hindurchgehen (g)	18,0	25	KJ
Versuch Nr.	130		13	110	95	65	42		10,4	17,7	30	00
1 Beispiel				112	102	85	50	—	10,4 /■	16,5	43	ω
2 Beispiel				115	110	95	80	—	9.8	12,3	55
3 Beispiel				118	115	108	100	60	8,7	9,0	245	U) O
4 Vergleich		30		120	70	42	30	93	6,3	15,5	12
5 Vergleich	125		20	94	100	88	60		11,1	10,1	68
6 Beispiel		20		107	60	42	31	40	8,6	13,0	24
7 Vergleich	115		55	74	105	100	87		10,5	7,2	58
8 Beispiel				108		70	9,2
9 Vergleich

¹) Bestimmungsmethode für den verfügbaren Sauerstoff:

Eine geringe Menge des Peroxids wurde genau gewogen und in einem durch Ionenaustausch gereinigten Wasser gelöst. Die Lösung wurde mit Schwefelsäure angesäuert und hierauf Kaliumiodidlösung zugesetzt. Nachdem man die Mischung eine Zeit lang hatte stehen lassen, wurde das so in Freiheit gesetzte Jod mit einer Standardnatriumthiosulfatlösung titriert.

²) Menge des erzeugten Gases:

1 g des behandelten Beispiels wurde in einen 100 ecm fassenden Erlenmeyer-Kolben eingefüllt. 50 ecm eines durch Ionenaustausch gereinigten Wassers wurden zugesetzt Dann wurde das Ganze eine Minute lang gerührt, und die Menge des hierbei erzeugten Sauerstoffs wurde mit Hilfe einer Gasbürette bei 20°C bestimmt.

B e i s ρ i e 1 2

In der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 wurde 1 kg Natriumpercarbonat einer Teilchengröße von 1,19
bis 0,149 mm mit Heißluft von etwa 140°C 40 Minuten lang vorerhitzt. Nach einer Hitzebehandlung bei 123°C
während 20 Minuten wurde Kaltluft von 23°C zur Kühlung eingeleitet. Die Kühlgeschwindigkeit war derart 5 geregelt, daß das Produkt nach 3 Minuten eine Temperatur von 93° C, nach 5 Minuten eine Temperatur von 70⁰C
und nach 20 Minuten eine Temperatur von 30⁰C erreicht hatte. Ein so behandeltes Produkt zeigte einen
verfügbaren Sauerstoffgehalt von 11,3% und eine Menge an erzeugtem Gas von 15,0cm³/g. Die durch ein
Maschen-Sieb mit einer Weite von 0,149 mm hindurchgegangene Produktmenge betrug 20 g. Aus diesem
Produkt wurde ein Bleichmittel folgender Zusammensetzung hergestellt: io

Schäumendes Natriumpercarbonat (Erzeugung gemäß der Erfindung) 80 Gew.-%

Natriumtripolyphosphat 10 Gew.-%
Polyoxyäthylendodecyläther mit 11 Äthylenoxidgruppen 3 Gew.-%

Natriumsulfat 7 Gew.-% 15

Das erhaltene Bleichmittel zeigte beim Einbringen in Wasser einen günstigen Schaum. Weiter zeigte das
Bleichmittel eine ausgezeichnete Löslichkeit und eine zufriedenstellende Bleichwirkung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von schäumendem Natriumpercarbonat, indem man das Natriumpercarbonat auf 110⁰C bis 135°C 5 bis 60 Minuten erhitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das erhitzte Natriumpercarbcimt auf 90? C oder weniger innerhalb 10 Minuten abgekühlt wird.

   ίο Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schäumendem Natriumpercarbonat, indem man das Natriumpercarbonat auf 110⁰C bis 135°C 5 bis 60 Minuten erhitzt

   Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 39 53 350 bekannt, wobei jedoch die Ausbeute an verfügbarem Sauerstoff zu wünschen übrig läßt Aus der US-PS 40 20148 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem Natriumpercarbonat mit einem auf 70 bis 150⁰C erhitzten Gasstrom erwärmt und die Temperatur des austretenden Gases bei 50 bis 130⁰C gehalten wird, und wobei das Natriumpercarbonat unmittelbar in einer Kühlzone auf eine Temperatur von 0 bis 40° C gekühlt wird Dieses Verfahren ist jedoch auf die Trocknung von feuchtem Natriumpercarbonat gerichtet, wobei auch in