Спосіб одержання покритих оболонкою частинок перкарбонату натрію

Реферат: У заявці описаний спосіб одержання покритих оболонкою частинок перкарбонату натрію шляхом розпилення на них водяного розчину, що містить сульфат натрію, у псевдозрідженому шарі при одночасному випарюванні води, при цьому для готування водяного розчину, що містить сульфат натрію, використовують сульфат натрію й пил, що містить перкарбонат натрію. UA 100539 C2 (12) UA 100539 C2 UA 100539 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід відноситься до способу одержання покритих оболонкою часток перкарбонату натрію шляхом розпилення на них водяного розчину, що містить сульфат натрію, у псевдозрідженому шарі при одночасному випарюванні води, при цьому для готування водяного розчину, що містить сульфат натрію, використовують сульфат натрію й пил, що містить перкарбонат натрію. Перкарбонат натрію знаходить все більше широке застосування в якості компонента, що має вибілювальну дію, у миючих і чистильних засобах. Для застосування у цих потребах перкарбонат натрію повинен мати у складі миючих і чистильних засобів достатню стабільність (стійкість) при зберіганні, оскільки у противному випадку при зберіганні миючих і чистильних засобів, що його містять, може відбуватися небажана втрата активного кисню з втратою у результаті перкарбонатом натрію своєї вибілювальної дії. Перкарбонат натрію чутливий до контакту з вологою, під впливом якої він розкладається у складі миючих і чистильних засобів із втратою при цьому активного кисню. Тому для виготовлення миючих або чистильних засобів перкарбонат натрію звичайно використовують у вигляді часток в оболонці, яка запобігає покриті нею частки перкарбонату натрію від впливу вологи. У DE 2417572 описаний спосіб стабілізації часток перкарбонату натрію шляхом нанесення на них оболонки зі змішаної солі, що представляє собою суміш карбонату натрію й сульфату натрію. Молярне співвідношення між карбонатом натрію й сульфатом натрію у таких змішаних солях становить при цьому від 0,3:1 до 3:1. Частки перкарбонату натрію покривають оболонкою шляхом розпилення водяного розчину карбонату натрію й сульфату натрію при одночасному випарюванні води. Зазначений водяний розчин можна розпорошувати у псевдозрідженому шарі. Оболонка зі змішаної солі, що представляє собою суміш карбонату натрію й сульфату натрію, забезпечує кращу стабілізацію часток перкарбонату натрію, чим оболонка, що складається тільки з карбонату натрію або тільки із сульфату натрію. У WO 97/19890 описаний спосіб стабілізації одержуваних грануляцією у псевдозрідженому шарі часток перкарбонату натрію шляхом нанесення на них оболонки із сульфату натрію шляхом розпилення водяного розчину сульфату натрію на частки перкарбонату натрію у псевдозрідженому шарі при одночасному випарюванні води. Використання одного тільки сульфату натрію за умови нанесення з нього оболонки на частки перкарбонату натрію, які одержуються грануляцією у псевдозрідженому шарі, дозволяє домогтися такого ж стабілізуючого ефекту, що й при використанні змішаної солі з карбонату натрію й сульфату натрію. Покриті оболонкою з сульфату натрію частки перкарбонату натрію більшою мірою придатні для зберігання у бункерах у порівнянні з частками, покритими оболонкою зі змішаної солі, що представляє собою суміш карбонату натрію й сульфату натрію. У WO 2006/003155 описані частки перкарбонату натрію, середній розмір яких становить від 300 до 1600 мкм і які покриті оболонкою, що містить дрібні частки перкарбонату натрію з середнім розміром менше 100 мкм. Такі частки одержують нанесенням розчину або суспензії матеріалу, що утворює оболонку, на частки перкарбонату натрію у змішувачі або у псевдозрідженому шарі з одночасною подачею дрібних часток перкарбонату натрію, які таким шляхом включаються у шар оболонки, що наноситься на більші частки. При розпиленні розчину сульфату натрію у псевдозрідженому шарі можливо не тільки утворення пилоподібного сульфату натрію, але й обумовлене стиранням часток у псевдозрідженому шарі утворення пилу, що містить перкарбонат натрію, який виноситься з псевдозрідженого шару зрідженим газом. Кількість перкарбонату натрію у такому пилу, що його містить, може становити від 50 до 80 мас. %, а інше доводиться в основному на сульфат натрію. Подібний пил, що містить перкарбонат натрію, не задовольняє вимогам для застосування у мийних засобах. Аналогічним чином при одержанні перкарбонату натрію з розчину карбонату натрію й водяного розчину пероксиду водню шляхом (нарощувальної) грануляції у псевдозрідженому шарі утвориться пил, що містить перкарбонат натрію, який виноситься з псевдозрідженого шару зрідженим газом. Такий пил, що містить перкарбонат натрію, складається в основному з перкарбонату натрію й поряд з ним може також містити у невеликих кількостях добавки, що підвищують стійкість перкарбонату натрію. Подібний пил, що містить перкарбонат натрію, також не задовольняє вимогам для застосування у мийних засобах. Крім цього й при пневматичному транспорті часток перкарбонату натрію можливо обумовлене стиранням часток або їхнім руйнуванням або кришенням утворення пилу, що містить перкарбонат натрію, який стає вже не придатним для застосування у мийних засобах. При створенні винаходу було встановлено, що подібний пил, що містить перкарбонат натрію, можна у сполученні з сульфатом натрію раціонально використовувати для нанесення 1 UA 100539 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оболонки на частки перкарбонату натрію й таким шляхом повертати у процес одержання часток перкарбонату натрію, що використовуються у складі миючих і чистильних засобів. Об'єктом винаходу відповідно до цього є спосіб одержання покритих оболонкою часток перкарбонату натрію шляхом розпилення на них водяного розчину, що містить сульфат натрію, у псевдозрідженому шарі при одночасному випарюванні води, який полягає у тому, що для готування водяного розчину, що містить сульфат натрію, використовують сульфат натрію й пил, що містить перкарбонат натрію. Частки перкарбонату натрію, на які наносять оболонку запропонованим у винаході способом, складаються в основному з цергідрату карбонату натрію сполуки 2Na2CO33Н2О2. Частки перкарбонату натрію можуть також містити у малих кількостях відомі стабілізатори пероксидних сполук, наприклад, магнієві солі, силікати, фосфати й/або хелатоутворювачі, такі як фосфати. Відносний вміст перкарбонату натрію в його частках переважно повинен становити більше 80 мас. %, особливо переважно більше 95 мас. %. Відносний же вміст органічних сполук вуглецю у частках перкарбонату натрію переважно повинен становити менше 1 мас. %, особливо переважно менше 0,1 мас. %. В одному з кращих варіантів застосовувані частки перкарбонату натрію містять у малих кількостях добавки, які стабілізують вміст активного кисню й на частку яких переважно повинно доводитися менше 2 мас. %. В якості подібних добавок, що підвищують стабільність вмісту активного кисню, переважно використовувати магнієві солі, рідке скло, станати, пірофосфати, поліфосфати, поліакрилати, а також хелатоутворювачі з групи гідроксикарбонових кислот, амінокарбонових кислот, амінофосфонових кислот, фосфонокарбонових кислот і гідроксифосфонових кислот, так само як і їх солі з лужними металами, амонієві солі й магнієві солі. В одному з особливо кращих варіантів частки перкарбонату натрію містять в якості добавки, що стабілізує вміст активного кисню, силікат лужного металу, переважно рідке скло з модулем SiO2/Na2O у межах від 1 до 3, у кількості від 0,1 до 1 мас. %. У найбільше кращому варіанті додатково до цієї кількості силікату лужного металу частки перкарбонату натрію містять 2+ також сполуку магнію у кількості, що з розрахунку на Mg становить від 50 до 2000 част./млн. Частки перкарбонату натрію, на які наносять оболонку запропонованим у винаході способом, можна одержувати одним з відомих методів одержання перкарбонату натрію. Один із методів, придатних для одержання перкарбонату натрію, полягає у кристалізації перкарбонату натрію з водяних розчинів пероксиду водню й карбонату натрію, яку можна проводити й у присутності, і під час відсутності висолюючого засобу, наприклад, у відповідності зі способами, описаними в ЕР 0703190 і DE 2744574. Частки перкарбонату натрію, які одержують подібним методом кристалізації у присутності висолюючого засобу, можуть додатково містити у незначних кількостях висолюючий засіб, що використовується, наприклад, хлорид натрію. Іншим придатним для одержання перкарбонату натрію методом є метод (нарощувальної) грануляції у псевдозрідженому шарі, який полягає у розпиленні водяного розчину пероксиду водню й водного содового розчину у псевдозрідженому шарі на зародки перкарбонату натрію при одночасному випарюванні води, наприклад, відповідно до WO 95/06615. Ще одним придатним для одержання перкарбонату натрію методом є метод, заснований на взаємодії твердого карбонату натрію з водяним розчином пероксиду водню з наступним сушінням отриманого продукту. В одному з кращих варіантів застосовувані частки перкарбонату натрію формують шляхом грануляції у псевдозрідженому шарі з карбонату натрію й пероксиду водню. Така грануляція у псевдозрідженому шарі дозволяє одержувати частки перкарбонату натрію, які відрізняються від одержуваних іншими методами часток перкарбонату натрію особливо щільною структурою й округлою формою, а також більше гладкою поверхнею. Покриті оболонкою запропонованим у винаході способом частки перкарбонату натрію з серцевиною, отриманою грануляцією у псевдозрідженому шарі, мають у порівнянні з частками, серцевина яких отримана іншим методом, кращу стабільність при зберіганні у складі миючих і чистильних засобів. Покриті оболонкою запропонованим у винаході способом частки перкарбонату натрію, серцевина яких отримана грануляцією у псевдозрідженому шарі, зненацька мають кращу стабільність при зберіганні у складі миючих і чистильних засобів, і у порівнянні з частками, серцевина яких отримана аналогічним чином, але на які оболонка нанесена тільки з розчину сульфату натрію. При здійсненні запропонованого у винаході способу для готування водяного розчину, що містить сульфат натрію, використовують сульфат натрію й пил, що містить перкарбонат натрію. Для готування такого розчину спочатку можна розчиняти сульфат натрію у воді, а потім розчиняти в отриманому розчині пил, що містить перкарбонат натрію. В одному з кращих альтернативних варіантів пил, що містить перкарбонат натрію, відокремлюють у скрубері від газового потоку й отриманий при цьому водяний розчин використовують для готування 2 UA 100539 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 водяного розчину, що містить сульфат натрію. Скрубер переважно при цьому обладнати замкнутим контуром циркуляції у ньому водного промивного розчину, в якому розчиняється пил, що містить перкарбонат натрію, з виділенням карбонату натрію й пероксиду водню. У скрубері можна при цьому створювати такі робочі умови, в яких пероксид водню, що виділяється у промивному розчині, розкладається на воду й кисень. В одному з кращих варіантів при здійсненні запропонованого у винаході способу використовують пил, що містить перкарбонат натрію, відділений від газу, що відходить, вихідного з псевдозрідженого шару, в якому шляхом грануляції з карбонату натрію й пероксиду водню одержують перкарбонат натрію. У наступному кращому варіанті при здійсненні запропонованого у винаході способу використовують пил, що містить перкарбонат натрію, відділений від газу, що відходить, вихідного з псевдозрідженого шару, в якому проводять запропонований у винаході спосіб. Такий пил, що містить перкарбонат натрію, поряд з перкарбонатом натрію містить також сульфат натрію. Відносний вміст перкарбонату натрію у подібному пилу переважно становить від 50 до 80 мас. %, а відносний вміст сульфату натрію - від 50 до 20 мас. %. Цей варіант дозволяє уникнути втрат сульфату натрію при нанесенні шару оболонки на частки перкарбонату натрію й повністю використовувати застосовуваний сульфат натрію для утворення оболонки. У ще одному кращому варіанті при здійсненні запропонованого у винаході способу використовують пил, що містить перкарбонат натрію, відокремлюваний від газового потоку, який використовується для пневматичного транспорту часток перкарбонату натрію. Цей варіант дозволяє насамперед повертати назад у технологічний процес і знову використовувати для нанесення оболонки продукти стирання, що утворяться при пневматичному транспорті покритих оболонкою часток перкарбонату натрію матеріалу, що утворює оболонку. У наступному кращому варіанті при здійсненні запропонованого у винаході способу для готування водяного розчину, що містить сульфат натрію, використовують пил, що містить перкарбонат натрію, з двох або більше різних джерел, який утвориться на різних стадіях процесу одержання покритих оболонкою часток перкарбонату натрію. Цей варіант дозволяє повністю повертати назад у технологічний процес і знову використовувати для нанесення оболонки весь пил, що утвориться у процесі одержання покритих оболонкою часток перкарбонату натрію. При здійсненні запропонованого у винаході способу водяний розчин, що містить сульфат натрію, наносять на частки перкарбонату натрію розпиленням у псевдозрідженому шарі. Під дією тепла, що подводиться у процесі розпилення водяного розчину, що містить сульфат натрію, вже відбувається випарювання переважної частини, насамперед більше 90% води, що є присутньою у ньому, і тому при нанесенні оболонки повторно розчиняється лише незначна приповерхнева частина розташованого під нею матеріалу, на якому у результаті вже під час розпилення зазначеного розчину утвориться тверда оболонка. Оболонку на частки перкарбонату натрію шляхом розпилення водяного розчину, що містить сульфат натрію, переважно наносити описаним в ЕР 0970917 способом, який при використанні вже невеликих кількостей матеріалу, що утворює оболонку, дозволяє одержувати щільну оболонку. У процесі розпилення водяного розчину, що містить сульфат натрію, у псевдозрідженому шарі у нього переважно подавати сушильний газ, який дозволяє підтримувати у псевдозрідженому шарі температуру у межах від 30 до 90°С, переважно від 50 до 70°С. Сульфат натрію й пил, що містить перкарбонат натрію, переважно використовувати у таких кількостях, щоб співвідношення за масою між сульфатом натрію й карбонатом натрію у водяному розчині, який розпорошується на частки перкарбонату натрію, становило від 95:5 до 75:25. Розпилення розчинів з таким співвідношенням у них між сульфатом натрію й карбонатом натрію дозволяє одержувати покриті оболонкою частки перкарбонату натрію, які у порівнянні з частками перкарбонату натрію, покритими оболонкою з сульфату натрію, мають кращу стабільність при зберіганні у складі миючих і чистильних засобів, і одночасно з цим мають високу придатність для зберігання у бункерах. В одному з кращих варіантів приготовлений зі застосуванням сульфату натрію й пилу, що містить перкарбонат натрію, водяний розчин містить розчинені у ньому солі у кількості, що у цілому не перевищує 25 мас. %. На відміну від рівня техніки, відповідно до якого для нанесення оболонки рекомендується використовувати розчини утворюючих її компонентів з максимально можливою концентрацією з метою мінімізувати тим самим кількість паркої води, при створенні винаходу зненацька було встановлено, що частки перкарбонату натрію, покриті оболонкою, отриманою шляхом розпилення водяного розчину зі вмістом розчинених у ньому солей не більше 25 мас. %, мають у композиціях миючих і чистильних засобів кращу стабільність при 3 UA 100539 C2 5 10 15 20 25 30 зберіганні, чим частки перкарбонату натрію з оболонкою, яку одержують шляхом розпилення водяного розчину з більше високим вмістом розчинених у ньому солей. Приклади Одержання покритих оболонкою часток перкарбонату натрію Для одержання покритих оболонкою часток перкарбонату натрію часток в якості вихідних використовували частки перкарбонату натрію, які одержували описаним в ЕР 0716640 способом шляхом грануляції у псевдозрідженому шарі з водяного розчину пероксиду водню й водяного розчину соди й середній діаметр Х5о яких становив 0,70 мм при вмісті менше 2 мас. % дрібної фракції часток розміром менше 0,2 мм. Оболонку на такі частки наносили описаним в ЕР 0863842 (розділ [0021]) способом шляхом розпилення 20%-ого за масою водяного розчину речовин, що утворюють оболонку, у псевдозрідженому шарі при його температурі 60°С з одночасним випаром води. Речовини, що утворюють оболонку, у кожному випадку розпорошували у загальній кількості 4 мас. % без урахування кристалізаційної води у перерахуванні на сумарну кількість вихідних часток перкарбонату натрію, що використовувалися, й речовин, що утворюють оболонку. У прикладах 2, 3 і 4 для готування розчинів речовин, що утворюють оболонку, використовували пил 1, відділений від повітря, що відходить, вихідного з промислової установки для нанесення на частки перкарбонату натрію оболонки із сульфату натрію у псевдозрідженому шарі. У прикладах 5, 6 і 7 використовували пил 2, відділений від повітря, що відходить, вихідного з промислової установки для одержання часток перкарбонату натрію шляхом грануляції у псевдозрідженому шарі. Склад пилу обох типів зазначений у таблиці 1. У прикладі 8 розчин речовин, що утворюють оболонку, готували шляхом розчинення 20 мас.частин сульфату натрію у 80 мас.частинах водяного розчину, отриманого у скрубері, в якому відокремлювали пил від повітря, що відходить, вихідного з промислової установки для нанесення на частки перкарбонату натрію оболонки із сульфату натрію у псевдозрідженому шарі, і пил від повітря, що відходить, вихідного з промислової установки для одержання часток перкарбонату натрію шляхом грануляції у псевдозрідженому шарі. Отриманий у скрубері розчин містив у цілому 6,1 мас. % розчинених у ньому твердих речовин. У порівняльному прикладі 9 замість розчинення пилу 2 разом із сульфатом натрію на частки перкарбонату натрію розпорошували розчин чистого сульфату натрію, а пил безпосередньо у твердому виді подавали у псевдозріджений шар. Таблиця 1 Склад типів, які використовувалися, пилу, що містить перкарбонат натрію, у мас.% Компонент Перкарбонат натрію Карбонат натрію Бікарбонат натрію Сульфат натрію Сульфат магнію Рідке скло, вміст розрахований у вигляді SiO2 35 40 45 Пил 1 71,2 5,1 1,3 21,8 0,3 0,2 Пил 2 89,8 7,3 2,1 0,6 0,3 0,3 Стабільність при зберіганні у складі мийних засобів Для визначення стабільності покритих оболонкою часток перкарбонату натрію при зберіганні у складі мийних засобів 405 г цеолітовмісного універсального прального порошку ІЕС-А* BASE (фірми wfk-Testgewebe GmbH, Крефельд, Німеччина) протягом щонайменше 10 хв змішували в ексцентриковому змішувачі з 15 г тетраацетилетилендіаміну (ТАЕД) і 80 г перкарбонату натрію. Отриману суміш потім поміщали у просочену водовідштовхувальним засобом коробку формату Е2 для впаковування пральних порошків (розміром 19x14x4,5 см), яку запечатували клеєм гарячого отвердівання. Потім коробку з пральним порошком зберігали у кліматичній камері при температурі 35°С і 80%-ій відносній вологості повітря. Після цього коробку з пральним порошком витягали із кліматичної камери, охолоджували до кімнатної температури й вміст коробки за допомогою відповідного дільника проб розділяли на зразки масою по 12 г. Вміст активного кисню до й після зберігання визначали звичайним методом шляхом перманганатометрії. На підставі отриманих даних про вміст активного кисню до й після 8тижневого зберігання обчислювали процентний залишковий вміст активного кисню (залишковий зміст Оа), який приймали за міру стабільності часток перкарбонату натрію при зберіганні у складі мийних засобів. 4 UA 100539 C2 5 10 Наведені у таблиці 2 результати вищеописаного експерименту свідчать про те, що застосування пилу, що містить перкарбонат натрію, для готування розчину речовин, що утворюють оболонку, дозволяє одержувати покриті оболонкою частки перкарбонату натрію з поліпшеною стабільністю при зберіганні у складі мийних засобів. Подібний результат неможливо було передбачити, оскільки із представлених у WO 97/19890 прикладів В.1 і VB5 відомо, що при нанесенні відомої з DE 2417572 оболонки із суміші сульфату натрію й карбонату натрію на частки перкарбонату натрію, що використовувалися у дослідах, не вдається поліпшити їхню стабільність при зберіганні у порівнянні з частками, покритими оболонкою з чистого сульфату натрію. Результати вищеописаного експерименту свідчать, крім того, про те, що при відомому з WO 2006/003155 додаванні пилу, що містить перкарбонат натрію, безпосередньо в оболонку без попереднього розчинення такого пилу, одержують частки перкарбонату натрію з явно гіршою стабільністю при зберіганні у складі мийних засобів. Таблиця 2 Стабільність покритих оболонкою часток перкарбонату натрію при зберіганні у складі мийних засобів Приклад 1* 2 3 4 5 6 7 8 9* Склад оболонки у масових частинах Na2SO4 100 Na2SO4/пил 1 95:5 Na2SO4/пил 1 90:10 Na2SO4/пил 1 85:15 Na2SO4/пил 2 95:5 Na2SO4/пил 2 90:10 Na2SO4/пил 2 85:15 Na2SO4/Na2CO3/NaHCO3 82:14:4 Na2SO4/пил 2**90:10 Стабільність при зберіганні [залишковий вміст Оа у %] 48 55 67 72 60 70 69 72 52 15 Примітка: * не відповідає винаходу, ** додавання пилу у твердому виді. 20 25 30 35 40 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб одержання покритих оболонкою частинок перкарбонату натрію шляхом розпилення на них водяного розчину, що містить сульфат натрію, у псевдозрідженому шарі при одночасному випарюванні води, який відрізняється тим, що для готування водяного розчину, що містить сульфат натрію, використовують сульфат натрію й пил, що містить перкарбонат натрію. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що пил, що містить перкарбонат натрію, відокремлюють у скрубері від газового потоку й отриманий при цьому водяний розчин використовують для готування водяного розчину, що містить сульфат натрію. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що використовують пил, що містить перкарбонат натрію, відокремлюваний від газу, що відходить, з вихідного псевдозрідженого шару. 4. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що використовують пил, що містить перкарбонат натрію, відокремлюваний від газового потоку, який використовується для пневматичного транспорту частинок перкарбонату натрію. 5. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що використовують пил, що містить перкарбонат натрію, відокремлюваний від газу, що відходить, з вихідного псевдозрідженого шару, в якому перкарбонат натрію одержаний шляхом нарощувальної грануляції з карбонату натрію й пероксиду водню. 6. Спосіб за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що співвідношення за масою між сульфатом натрію й карбонатом натрію у водяному розчині, що містить їх, становить від 95:5 до 75:25. 7. Спосіб за одним із пп. 1-6, який відрізняється тим, що водяний розчин розпиленням наносять на частинки перкарбонату натрію, які одержують з карбонату натрію й пероксиду водню шляхом грануляції у псевдозрідженому шарі. 5 UA 100539 C2 8. Спосіб за одним із пп. 1-7, який відрізняється тим, що водяний розчин містить розчинені у ньому солі у кількості не більше 25 мас. %. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6