Патент на изобретение №2163630

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕТЕРГЕНТА В МАКРОТВЕРДОМ ВИДЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии производства моющих средств. Описан способ получения детергента в макротвердом виде путем микроволнового облучения исходного сырья, по меньшей мере часть которого является гидратированной и включает по меньшей мере 35 мас.% веществ, выбранных из группы, включающей карбонаты, бикарбонаты, сульфаты, бисульфаты, силикаты, фосфаты, гидроокиси, бораты и цитраты щелочных и щелочноземельных металлов с последующим охлаждением, который заключается в том, что облучению подвергают сырье в виде слоя частиц, расположенного в емкости, имеющей стенки для проникновения облучения, при этом микроволновое облучение проводят в течение достаточного времени для повышения температуры по меньшей мере части сырья и последующее охлаждение ведут до получения продукта, объем массы которого не превышает в 1,2 раза объема исходных частиц. Технический результат – получение детергента, обладающего улучшенной характеристикой по растворению/распаду. 15 з.п. ф-лы, 15 табл.

Изобретение относится к технологии производства детергентов, более конкретно к способу получения детергента в макротвердом виде.

Известен способ получения детергента в макротвердом виде, включающий переведение исходного сырья, по меньшей мере часть которого является гидратированной, включающего по меньшей мере 35% от исходной массы веществ, выбранных из группы, включающей карбонаты, бикарбонаты, сульфаты, бисульфаты, силикаты, фосфаты, гидроокиси, бораты и цитраты щелочных металлов и щелочноземельных металлов, в водную суспензию, обработку последней микроволновым облучением в течение времени, достаточного для обеспечения кипения лабильной воды, вспучиванием получаемой массы с последующим формованием в продукт желаемой конфигурации и охлаждением (см. патент США N 4118333, кл. C 11 D 11/00, 03.10.1978 г.).

Известный способ позволяет получить детергент, характеристика по растворению/распаду которого не является полностью удовлетворительной.

Задачей изобретения является разработка способа получения детергента в макротвердом виде, обладающего улучшенной характеристикой по растворению/распаду.

Поставленная задача решается в способе получения детергента в макротвердом виде путем микроволнового облучения исходного сырья, по меньшей мере часть которого является гидратированной, включающего по меньшей мере 35% от массы веществ, выбранных из группы, включающей карбонаты, бикарбонаты, сульфаты, бисульфаты, силикаты, фосфаты, гидроокиси, бораты и цитраты щелочных металлов и щелочноземельных металлов с последующим охлаждением, за счет того, что облучению подвергают сырье в виде слоя частиц, расположенного в емкости, имеющей стенки для проникновения облучения, при этом микроволновое облучение проводят в течение достаточного времени для повышения температуры по меньшей мере части сырья и последующее охлаждение ведут до получения продукта, объем массы которого не превышает в 1,2 раза объема исходных частиц.

Микроволновое облучение предпочтительно ведут при частоте 300-300000 МГц, в частности 3-300 МГц.

Слой частиц, который подвергают микроволновому облучению, предпочтительно имеет водосодержание, равное 1-25%, в частности 2-20%. При этом получаемый детергент содержит 0,1-11% воды, например 0,5-10% воды, в частности 2-6% воды.

Другие предпочтительные признаки предлагаемого способа, являющиеся предметом подпунктов 6-11, 15 и 16 формулы изобретения, подробно описываются ниже.

Макротвердый продукт согласно изобретению имеет такие предпочтительные размеры и конфигурацию, которые обеспечивают то, что в него входит гипотетический куб длиной 5 или 6,5 или 8,2 или 10,0 или 12,1 или 13,0 мм у каждой кромки. Таким образом, макротвердый продукт отличается от стандартного гранулированного или порошкового твердого вещества, у которого каждая единичная частица обычно имеет величину не более 2,2 мм по меньшей мере по одному из трех основных геометрических размеров. (Гранулированные или порошковые твердые детергенты часто предпочтительно применяют для бытовых целей, где степень требуемого очищающего действия часто в значительной степени меняется от каждого конкретного случая применения детергента. Однако гранулированные или порошковые детергенты требуют осуществления отдельного приема по измерению объема или массы с тем, чтобы получить воспроизводимые результаты и обеспечить эффективность применения детергента. Поэтому в промышленных или других условиях, где степень очищающего действия, требуемого от детергента в каждом конкретном случае его применения, является в основном постоянной и/или величина выигрыша времени является более важной в экономическом отношении, чем возможная потеря некоторого количества детергента, макротвердые детергенты в общем предпочитаются, так как рабочий может быстро выбирать и применять определенное малое целое количество (обычно 1) макротвердого детергента в каждом отдельном случае без необходимости осуществления связанного с затратой времени измерения.)
Единицы макротвердого детергента согласно изобретению условно обозначаются как “таблетки” или “блоки”. Эти условные термины, которые употребляются в рамках данной заявки, ничего не говорят о составе, действии или назначении конкретной таблетки или конкретного блока. Небольшие макротвердые продукты массой порядка 10-50 г в общем обозначаются как “таблетки”, так как такие относительно маленькие макротвердые продукты часто представляют собой цилиндры с высотой, которая в основном меньше диаметра, тогда как большие макротвердые продукты массой порядка 100 г до нескольких кг в общем обозначаются как “блоки”. Если ничего другого не указано, то и под “таблеткой”, и под “блоком” подразумевается определенная качественная характеристика.

Если ничего другого не указано, то под термином “гидратированный” понимается то, что гидратацию осуществляют в определенных условиях температуры, давления и относительной влажности атмосферы, которая воздействует на вещество или находится в равновесии с ним. Если данные по этим условиям не приводятся, то процесс осуществляют в атмосфере окружающей среды при нормальных для человека температурах, т.е. при 18-30^oC, и относительной влажности от 5-95%. Кроме того, действительным является еще по меньшей мере одно из следующих обстоятельств: (i) сырьем является твердое вещество, включающее стехиометрическое количество гидратационной воды или (ii) сырьем является жидкость и/или твердое вещество с заданной измеряемой массой и, если температура сырья повышается на достаточную величину выше температуры, при которой сырье подвергают гидратации, и/или если давление и/или относительную влажность газовой атмосферы, которая воздействует на сырье в процессе гидратации, снижают на достаточную величину ниже заданных значений, то масса водяного пара в атмосфере, которая воздействует на сырье, будет повышаться, а масса твердого и/или жидкого ранее гидратированного сырья будет снижаться на величину, которая составляет не более 120%, предпочтительно не более 115-101% величины, на которую повышена масса водяного пара в газовой атмосфере, которая воздействует на ранее гидратированное сырье. Следовательно, смесь сначала безводной соли и жидкой воды, которая временно абсорбирована солью, или даже сама жидкая вода может представлять собой “гидратированное” сырье, требуемое для осуществления определенных форм выполнения изобретения. Но в общем предпочитается применение по меньшей мере некоторого количества твердого гидратированного материала.

Вышеупомянутая массапередача от твердого и/или жидкого гидратированного материала в содержащую водяной пар газовую фазу должна иметь место до измеряемого объема в течение 24 часов, предпочтительно в течение 0,005-8 часов, при условии наличия по меньшей мере одного из следующих показателей: температура повышена на 50^oC, давление уменьшено на 100 мбар и/или относительная влажность уменьшена на 20%.

Для приема микроволокнового облучения далее употребляется условное сокращение “МО”.

Под употребляемыми в рамках данной заявки терминами “частицы”, “гранулированный материал” и “порошок” подразумеваются, если не указано по-другому, материалы в твердом состоянии. Термин “слой частиц” означает скопление частиц, которое в результате взаимной физической поддержки между частицам и, необязательно, между несколькими частицами и по меньшей мере частью стенки или емкости для приема слоя и/или твердой вставки в слое, имеет неизменяемую форму и размеры, не уменьшающиеся под влиянием движения нескольких частиц по отношению к другим частицам в условиях нормального гравитационного поля на поверхности земли и в отсутствии местной вибрации в слое.

Кроме твердых частиц в слое также может иметься некоторое количество жидкого сырья, однако при том условии, что объем жидкости по отношению к объему твердого материала в слое не такой большой, что чрезмерно способствовал бы движению твердых частиц в слое по отношению к другим твердым частицам в слое, тем самым являлось бы причиной того, что слой не удовлетворяет условиям общей формы и размеров, не меняющихся под вышеуказанным воздействием силы тяжести.

Емкость для приема слоя частиц может быть такой простой, как, например, плоский лист, на котором находится слой частиц, хотя обычно емкость имеет еще стенки для бокового ограничения слоя частиц. Дно и, возможно, имеющиеся стенки емкости могут быть изготовлены из любого материала, пригодного для приема и поддержки слоя частиц, при этом он не должен быть таким пористым, чтобы частицы могли бы проходить через него под влиянием силы тяжести или давления вышележащих частиц.

В качестве материала емкости по настоящему изобретению можно применять любой материал, совместимый с МО и проницаемый МО, а в таких процессах, в которых работают при более высоких температурах, предпочтительно применяют материал, стойкий, например, к воздействию температур до 160^oC. Для процессов, в которых применяют слой исходного материала, содержащего гидрокись натрия в концентрациях выше 75%, предпочтительно не используют формы, изготовленные из полистирола или полиэтилена, так как они могли бы расплавиться. Далее, используемый для изготовления емкостей или форм материал должен поддаваться формованию и быть способен к сохранению желаемой формы при повторном использовании, если такой подход является необходимым. Пригодные, способные к повторному использованию материалы для изготовления емкостей представляют собой, например, стекло, полиэтилен, полипропилен, пластмассу, керамику, а также содержащие их композиции, или любой совместимый с МО при максимальной температуре, достигаемой в процессе, материал, в зависимости от исходного материала. Если смесь исходных материалов содержит коррозионные компоненты, то преимущественно применяют емкость из материала, стойкого к корродирующему воздействию содержимого. Пластмассовые пленки, включая водорастворимые пленки, можно эффективно применять в качестве емкостей разового использования, которые можно герметизировать после формования за их пределы макротвердого продукта и которые, таким образом, могут также служить в качестве транспортных емкостей.

Термин “объем массы” слоя гранулированного материала или пористого твердого материала означает объем самого маленького твердого тела, свободного от пор и зазоров, которое можно было бы получать путем наполнения всех пор и зазоров в слое частиц или пористого твердого материала, а термин “объем пор” слоя частиц или пористого твердого тела означает общий объем, необходимый для наполнения всех пор и зазоров с получением такого самого маленького твердого тела, свободного от пор и зазоров. “Плотность” слоя частиц или пористого твердого тела означает соотношение между общей массой твердых и жидких фаз, содержащихся в слое или пористом твердом теле, и объемом массы слоя или пористого твердого тела.

Предлагаемый способ включает в себя следующие стадии:
(а) заполнение в емкость, имеющую проникаемые МО стенки, слоя частиц сырья вышеуказанного состава, по меньшей мере часть которого является гидратированной, и
(б) облучение получаемого на стадии (а) слоя частиц МО достаточной энергии в течение достаточного времени, с тем чтобы обеспечить повышение температуры по меньшей мере части сырья, и последующее завершение облучения и охлаждение сырья с тем, чтобы перевести слой частиц в емкости в макротвердое вещество, объем массы которого превышает не более чем в 1,2 раза или же, с возрастающим предпочтением величин по следующему порядку: 1,15, 1,11, 1,08, 1,05, 1,03, 1,01 раз или 1 раз, объем массы исходных частиц.

Известно, что обработка электромагнитной энергией в диапазоне микроволн приводит к повышению ротационной энергии молекул воды, которая последовательно в качестве теплоты может переходить на соседние молекулы или ионы. Кроме того, под влиянием электромагнитной энергии в диапазоне радиоволн диполи, среди молекул чувствительного материала стремятся к ориентации по электромагнитному полю, причем их уровень энергии повышается. Так как это поле типично реверсируется более 10 млн. раз в течение секунды (иначе говоря, частота поля составляет более 10 МГц), между молекулами получается трение, которое в качестве теплоты может переходить на соседние молекулы или ионы. Слои частиц, получаемые по настоящему изобретению, обычно нагреваются в течение облучения МО.

Использование МО известно также под названием “диэлектрическое нагревание”, отличающееся от стандартных методов нагревания. Стандартное нагревание осуществляется снаружи и входит в материал путем теплопроводности. В противоположность этому диэлектрическое нагревание производит теплоту непосредственно в материале, так как все молекулы материала одновременно находятся под влиянием высокочастотных электромагнитных полей. Следовательно, указанное в качестве, части операции (Б) охлаждение обычно начинается непосредственно после окончания МО и обычно не требует применения специального холодильного оборудования, хотя такое оборудование можно использовать.

Каждый материал обладает количественной восприимчивостью к нагреванию высокочастотной электромагнитной энергией, которую можно определять в качестве функции частоты и которая в общем значительно варьируется в зависимости от частоты. Итак, для каждого материала или каждой смеси материалов обычно имеется оптимальная частота, при которой восприимчивость к обработке МО является оптимальной. С теоретической точки зрения МО надо осуществлять при этой оптимальной частоте.

Количество энергии, абсорбируемое материалом при подынфракрасной электромагнитной частоте, называется фактором диэлектрических потерь “e” материала, представляющим собой произведение диэлектрического константа e и тангенса диэлектрических потерь tan d. На уровне молекул тангенс диэлектрических потерь можно рассматривать как средний эффект “трения”, в который вносит свой вклад каждый поляризированный компонент, и этот тангенс можно измерять в качестве тангенса фазового угла между полем в материале и приложенным полем. Вода обладает очень высоким фактором диэлектрических потерь и является особенно восприимчивой к диэлектрической обработке энергией в форме МО. Так, например, фактор диэлектрических потерь воды (0,1 м хлорида натрия) составляет 18 при частоте 3000 МГц в области микроволн, а 100 при частоте 10 Мгц в области радиоволн. Фактор диэлектрических потерь большинства других исходных материалов, пригодных согласно настоящему изобретению, в общем значительно ниже, значит, эти материалы относительно мало поддаются воздействию облучения МО, что во многих случаях является полезным ограничительным механизмом.

Исследования растровой электронной микроскопией полученных по изобретению макротвердых веществ, в частности обработанных облучением микроволнами, выявляют “мостовую” структуру, в которой частицы, которые сначала являлись индивидуальными, связаны достаточно толстыми “мостиками”, тем самым превращая исходный слой частиц в единичный макротвердый продукт. Полученный таким образом макротвердый продукт одновременно является твердым и пористым, так как в материале имеются зазоры, представляющие собой часть “мостовой структуры”. Возможной, однако не исключительной теорией является следующее: индуцируемая в слое частиц во время облучения теплота, с возможным одновременным испарением части имеющейся в слое воды, приводит к местному спеканию гидратированных веществ и/или к сопутствующему временному расплавлению других имеющихся в сырье веществ, с образованием “мостиков” между исходными отдельными частицами, являющихся результатом контакта, осуществляющегося в основном лишь в отдельной точке. Такая “мостовая структура” может являться причиной удивительной силы и структурной целостности макротвердых продуктов, полученных по изобретению.

Пористые макротвердые продукты, полученные по настоящему изобретению, можно применять для очистки твердых поверхностей или технических материалов. Ныне в торговле имеется много очистительных продуктов в форме концентратов или так называемых “усилителей очистительного действия”, которые могут содержать спирт или органические растворители. Когда при применении они перемешиваются с водой, у ряда этих очистительных продуктов наблюдаются такие нежелательные феномены, как, например, разделение фаз, высаливание или выпадение из раствора. Другие очистительные продукты содержат добавки или представляют собой препараты с большим содержанием воды, для того, чтобы при хранении, транспорте и т.д. все вещества остались в растворе. Недостатком этих продуктов являются высокие расходы на транспорт и дополнительный упаковочный материал, необходимый для упаковки увеличенного объема продуктов.

Определенные сопутствующие недостатки имеющихся очистительных продуктов можно устранять путем комбинации активных веществ непосредственно перед растворением и применением твердого очистительного вещества, так что компоненты не могут осаждаться или же разделение фаз не может осуществляться. Макротвердые продукты настоящего изобретения особенно пригодны для такого использования, поскольку, как было уже описано выше, некоторые из макротвердых таблеток или блоков, изготовленных предлагаемой обработкой МО, поддаются значительно быстрому растворению или растворению и механической дезинтеграции под воздействием воды. Следовательно, получаемый предлагаемым способом макротвердый продукт может представлять собой часть двухкомпонентного продукта или продукта, состоящего из двух упаковочных единиц, т.е. из:
(А) макротвердого вещества по настоящему изобретению, и
(Б) жидкого компонента, который может содержать растворенные твердые вещества.

Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения макротвердое вещество и жидкий компонент добавляют отдельно или же объединяют с последующим добавлением в соответствующее количество воды с получением желаемого для определенного назначения очистительного раствора непосредственно до его применения. Под выражением “непосредственно до применения” понимается, что полученный после добавления макротвердого и жидкого компонентов к воде очистительный продукт предпочтительно используется до истечения срока, не превышающего 480 минут, или (с возрастающим предпочтением по следующему порядку): в течение не более 240; 120; 60; 30; 15; 5; 1; 0,50; 0,25; 0,10; 0,05; 0,025 или 0,01 минут, после первого контакта макротвердого и жидкого компонентов с водой.

Значительным преимуществом продукта, упакованного в двух самостоятельных единицах, является возможность включения определенных жидкостей и растворенных твердых веществ в жидкую фазу очистительного препарата, которые по практическим причинам нельзя включать в твердый компонент. Такие вещества представляют собой, например, жидкие смолы или силиконы, преимущественно содержащиеся в продуктах для очистки пола.

Типичными гидратированными веществами, пригодными для применения в способе по настоящему изобретению, являются вещества, содержащие кристаллизационную или гидратную воду, т.е. молекулы воды, имеющиеся в твердом веществе в стехиометрическом соотношении с другим химическим компонентом твердого вещества, которую можно вытеснять вообще или в стехиометрически установленном количестве путем повышения температуры твердого вещества и/или уменьшения количества водяного пара в газовой атмосфере, действию которого подвергается твердое вещество, до превышения определенного порогового значения; а также такие материалы, как, например, гидроокиси щелочных металлов, которые не обязательно имеют определенные стехиометрические гидраты, могут содержать “свободные” молекулы воды в постоянно колеблющемся количестве до величины, равной почти нолю, которые находятся в некотором общем контакте с твердым веществом.

Гидратированные соединения, которые, в частности, применяются по изобретению, выбраны из группы, включающей гидроокиси щелочных металлов, такие, как, например, гидроокись натрия и гидроокись калия; сульфаты щелочных металлов, например, сульфат магния и сульфат натрия; силикаты щелочных металлов, например метасиликат натрия; фосфаты щелочных металлов, например, триполифосфат натрия и тринатриевый фосфат; карбонаты щелочных металлов, например, карбонат натрия и карбонат калия; бикарбонаты щелочных металлов, например, бикарбонат натрия и бикарбонат калия; бораты щелочных металлов, например, борат натрия.

В частности предпочитается по изобретению группа стехиометрически точно установленных гидратированных материалов из числа метасиликата натрия в виде пентагидрата (Na₂Si₃5H₂O), карбоната натрия в виде декагидрата (Na₂CO₃10H₂O), тетрабората натрия в виде декагидрата (бура, Na₂B₄O₇10H₂O),
триполифосфата натрия в виде гексагидрата (Na₅P₃O₁₀6H₂O), тринатриевого цитрата в виде дигидрата, сульфата натрия в виде декагидрата и динатриевого кислого фосфата в виде додекагидрата.

В нескольких случаях применения изобретения в слой частиц предпочтительно включают по меньшей мере 4% (объемн.%) или по меньшей мере (с возрастающим предпочтением величин по следующему порядку): 6, 10, 16 или 25% (объемн. %), но не более 35% (объемн.%) твердого вещества, плавящегося при температуре, достигаемой в процессе облучения по предлагаемому способу.

Поддающееся расплавлению вещество может быть гидратированным или негидратированным, но часто гидратировано. Например, тетраборат натрия в виде декагидрата, а также моногидрат гидроокиси натрия плавятся под воздействием микроволн.

Другой тип негидратированных или гидратированных материалов, которые часто преимущественно применяют в качестве сырья в способе по изобретению, представляют собой кристаллические слоистые силикаты, описанные, например, в патенте США 4820439. Кристаллические слоистые силикаты в основном состоят только из натрия, кремния, кислорода и, при необходимости, водорода и могут служить подщелачивающими агентами, а также структурообразователями в очистительных продуктах. Для определенных продуктов по изобретению по меньшей мере 1% или же по меньшей мере (с возрастающим предпочтением величин по следующему порядку): 5, 10, 15, 20, 24, 28, 32, 35, 45 или 50% массы макротвердого продукта, но не больше 90% массы макротвердого продукта состоят из материала, выбранного из группы, включающей кристаллические слоистые силикаты. В частности, предпочитается кристаллический слоистый силикат, описанный в вышеуказанном патенте под названием “Na-SKS-6”, получаемый в продаже под тем же названием и представляющий собой продукт фирмы Хехст АГ, Германия. Кристаллические слоистые силикаты в общем повышают механическую прочность и устойчивость к механическому разрушению содержащих их макротвердых веществ по изобретению, а также повышают скорость растворения и/или дезинтеграции таких макротвердых продуктов при контакте с водой. Благодаря указанной способности кристаллических слоистых силикатов к повышению механической прочности и устойчивости другие вещества, проявляющие выгодные очистительные свойства, но ослабляющие механическую прочность содержащих их макротвердых веществ, можно включать в макротвердые продукты по изобретению в повышенном количестве по сравнению с количеством, возможным в отсутствии кристаллических слоистых силикатов. Такие желательные компоненты макротвердых продуктов по изобретению, как, например, абразивные материалы и, в частности, поверхностно-активные вещества, входят в группу материалов, которые более практично включают в макротвердые продукты по изобретению при наличии в последних кристаллических слоистых силикатов.

В качестве исходного материала в способе по изобретению применяют множество, обычно большое множество, относительно маленьких частиц, которые можно называть порошком, гранулятом или подобным термином, с получением большого единичного твердого вещества. В большинстве случаев используемые относительно маленькие частицы являются такими маленькими, что считать и индивидуально охарактеризировать их просто не рекомендуется по практическим соображениям.

Употребляемый в рамках данной заявки “максимальный размер” единичного твердого тела означает наибольшее расстояние между двумя гипотетическими параллельными плоскостями, находящимися в контакте с твердым телом, а “минимальный размер” единичного твердого тела означает расстояние между наиболее близкими из всех возможных пар гипотетических параллельных плоскостей, в пределы которых входит твердое тело. Предпочтительно, с возрастающим по порядку предпочтением, соотношение между максимальным размером и минимальным размером используемых в предлагаемом способе в качестве исходного материала частиц не превышает 10:1; 5:1; 2,0:1,0; 1,8:1,0; 1,55:1,0; 1,42:1,0; 1,33: 1,0; 1,25:1,0; 1,18:1,0; 1,11:1,0; 1,06:1,0.

Также, независимо, с возрастающим по порядку предпочтением, соотношение между минимальным расстоянием макротвердого продукта, полученного способом по изобретению, с минимальным расстоянием частиц используемого исходного материала составляет по меньшей мере 5:1, 10:1, 30:1, 120:1, 600:1. Это условие считается удовлетворенным, если оно удовлетворено для минимального размера частиц исходного материала, используемых по вышеописанному статистическому анализу, или же в качестве альтернативы, если удовлетворено “альтернативным минимальным расстоянием”, определенным на основе максимального размера отверстий в сите и т.п., которое имеет отверстия известного максимального размера, через которые проходят все частицы слоя исходного материала. Средний размер частиц исходного материала предпочтительно составляет 1-2 мм, более предпочтительно 0,10-1,2 мм, и в частности предпочтительно 0,10-0,5 мм. Максимальный размер частиц исходного материала предпочтительно не превышает, с возрастающим по порядку предпочтением, значение 1,0; 0,84; 0,71; 0,60; 0,50; 0,42; 0,35; 0,30; 0,25; 0,21; 0,18; 0,15; 0,13; 0,10; 0,088; 0,074; 0,063 мм.

С возрастающим по порядку предпочтением по меньшей мере 60, 70, 80, 87, 92, 97 или 99% объема слои применяемых в предлагаемом процессе частиц при температуре слоя до начала МО находятся в твердом, а не в жидком состоянии. Далее предпочитается объем пор слоя применяемых в предлагаемом процессе частиц составляет 1-50, 3-45, 5-40, 7-35, 10-30, 13-28, 15-26 или 17-25% объема слоя частиц. Кроме того предпочитается объем пор полученного в конце операции (Б) предлагаемого процесса составляют 1-50, 3-45, 5-40, 7-35, 10-30, 13-28, 15-26, 17-25% объема макротвердого продукта.

Далее, в по меньшей мере одном выполнении изобретения предпочитают, с возрастающим по порядку предпочтением, что по меньшей мере 35, 50, 60, 65, 76, 82, 87 91 или 94% массы исходного материала в применяемом для предлагаемого процесса слое частиц или содержащиеся в макротвердом продукте, получаемом по изобретению, выбраны из группы, включающей негидратированные или гидратированные сульфаты щелочных металлов и щелочноземельных металлов (включая кислые сульфаты), негидратированные или гидратированные карбонаты, негидратированные или гидратированные гидрокарбонаты, негидратированные или гидратированные силикаты, с мольным соотношением окиси металла с двуокисью кремния в области 1,0:1,0-2,5:1,0 для щелочных металлов, и 0,5:1,0-1,25:1,0 для щелочноземельных металлов (включая метасиликаты, дисиликаты, кристаллические слоистые силикаты), фосфаты (включая конденсированные фосфаты, такие, как, например, пирофосфаты и триполифосфаты), гидроокиси, бораты и цитраты. В большинстве случаев соли щелочных металлов, в частности соли натрия и калия, предпочитают солям щелочноземельных металлов. Стехиометрическую воду гидратации и обратимо связанную воду в твердых фазах надо считать частью соли или гидроокиси, с которыми молекулы воды связаны, для определения вопроса, какая часть массы частиц исходного материала выбрана из группы предпочтительных компонентов.

Во многих выполнениях изобретения самые желательные продукты получают, если содержание воды в слое частиц исходного материала в области 1-25%, более предпочтительно 2-20% общей массы. Для определения процентного содержания воды в общей массе всякая гидратационная вода, содержащаяся в твердых веществах слоя частиц исходного материала, считается водой, а также всякая жидкая вода, содержащаяся в слое, и всякая дополнительная вода, которая в виде пара удалялась бы из сперва твердой части слоя при нагревании слоя до температуры 100^oC или до максимальной температуры, достигаемой в слое частиц во время любой операции предлагаемого процесса, если такая температура известна или установлена и если она ниже 100^oC. Это значение можно определять путем измерения водяного пара, удаленного из образца такого же исходного материала или смеси исходных материалов с одинаковой величиной частиц каждого химически различного компонента, что и является исходным материалом в слое частиц, применяемой к предлагаемому процессу. В качестве альтернативы содержание воды можно определять путем модифицированного метода титрования по Карлу Фишеру.

Предлагаемый способ можно использовать для получения различного рода детергентов, таких как, например, средства для предварительной мойки, детергенты для использования в посудомоечной машине, средства для очистки ковров и полов, универсальные очистительные средства и т.п. для текстильных изделий и твердых поверхностей.

Температура в слое частиц в начале обработки МО в способе по изобретению варьируется в широких пределах, но по причинам удобства и экономичности в общем предпочитают диапазон температуры 15-50^oC, более предпочтительно 20-35^oC, в частности 20-25^oC. Кроме того, в частности тогда, если в применяемом для предлагаемого процесса исходном материале имеются такие химические вещества, как, например, гидроокиси щелочных металлов, при растворении в воде которых получается очень высокая температура, преимущественным часто является регулирование температуры во время операции (Б) процесса при помощи прибора, прерывающего или снижающего мощность подынфракрасного электромагнитного облучения, когда температура превышает значение, предварительно установленное на датчике, который электронной связью связан с устройством управления генерации МО и который размещен недалеко, предпочтительно не далее 1 мм, от по крайней мере части исходного слоя частиц. Такие предпочтительные значения нельзя определять в общем, так как они зависят от материалов, обрабатываемых в конкретном случае, однако ориентировочные значения можно получать из нижеследующих примеров.

Если твердый исходный материал состоит из больше чем одного химического вещества, то предпочтительно перемешивают все твердые компоненты, чтобы получить в основном гомогенный слой частиц, который подвергают обработке МО. Методы такого перемешивания общеизвестны, например, можно использовать мешалки или встряхиватели с ручным или механическим приводом, грубо перемешанные исходные материалы можно подать через мельницу или другое измельчительное приспособление и т.п.

Срок обработки МО по предлагаемому процессу смеси исходных материалов зависит от ряда факторов, из которых самые важные обсуждаются в следующем. Сюда относятся: мощность источника МО; исходная температура исходного материала в слое частиц; содержание воды в исходном материале; форма или конструкция используемой емкости; масса содержащегося в этой емкости материала. При применении нечувствительных к температуре материалов решающим, фактором для установления срока обработки МО смеси исходных материалов обычно является срок времени, необходимый для достижения достаточной температуры, т. е. температуры, при которой слой отдельных частиц превращается в единое твердое тело, или в материал, из которого при охлаждении до нормальной температуры окружения получают единое твердое тело. Срок облучения обычно составляет 5 сек – 30 мин, более предпочтительно 30 сек – 20 мин.

Например, обработка МО в аппарате типа MLS-1200 T (фирмы Buchi), работающем при 2450 МГц и 250 Вт в течение 2-4 минут, достаточна для формования из исходного материала таблеток весом 30 г, стабильных до температуры 140-160^oC, в то время как для формования блоков весом 250 г при том же уровне используемой энергии необходим срок облучения, составляющий по меньшей мере 12 мин. С другой стороны, формование таблеток весом 30 г можно осуществлять в течение лишь 15 сек с применением того же излучателя микроволн при 1000 Вт. С применением генератора микроволн типа “Hotpoint RE600002.92KW” выходной мощностью 240 Вт для формования образцов весом 400 г необходим срок облучения примерно 8 мин, а для формования образцов весом 1-2 кг – по меньшей мере 20 мин. Если слой частиц содержит больше чувствительных к температуре исходных материалов, то необходимый срок облучения слегка повышается.

Настоящее изобретение также предусматривает использование более одного установленного уровня мощности для разных сроков времени или же обработку образца МО “в импульсном режиме”, т.е. короткими интервалами, прерванными короткими интервалами без облучения. Такая обработка в импульсном режиме является особенно выгодным, когда продукт предлагаемого процесса представляет собой сильнокислотное макротвердое вещество. Следствием длительного МО сильнокислотного слоя частиц может являться окислительная деструкция слоя частиц и результирующее из этого слабое макротвердое вещество или же часто вообще неудача в образовании макротвердого вещества, однако эту проблему часто можно обходить работой короткими импульсами, прерванными интервалами без облучения. В таких случаях срок беспрерывного облучения предпочтительно составляет, с возрастающим по порядку предпочтением, не более 120; 85; 60; 45; 30; 20; 15; 10; 8; 7; 6 или 4 сек, а за каждым непрерывным интервалом облучения независимо следует интервал предпочтительно той же длительности, в течение которого слой частиц не подвергается облучению. Общее время самого облучения при обработке в импульсном режиме примерно то же, что и необходимо при непрерывном облучении единым интервалом для переведения исходных материалов в макротвердое вещество, однако подразумевается, что необходимое в каждом конкретном случае время облучения устанавливается специалистом. Описанным методом можно успешно включать в макротвердое вещество любую кислоту, твердую при температуре слоя частиц. В качестве примеров следует называть лимонную кислоту, малеиновую кислоту, щавелевую кислоту и сульфаминовую кислоту, при этом сульфаминовую кислоту предпочтительно применяют для изготовления сильнокислотных очистительных средств, pH которых – примерно 1 для раствора, содержащего 1 вес. % очистительного средства, которые являются особенно пригодными для удаления трудноудаляемой грязи, например, остатков цемента.

Измерения диэлектрических параметров, проведенные при помощи измерительной системы с диэлектрическим датчиком типа HP8507OM (фирмы Hewlett-Packard) показали, что облучение радиоволнами пригодно для ряда смесей исходных материалов, приведенных в таблице 1. Во всех трех случаях фактор диэлектрических потерей e в диапазоне радиоволн выше, чем в диапазоне микроволн, значит время, необходимое для получения макротвердых веществ определенной композиции путем облучения радиоволнами по настоящему изобретению, меньше времени необходимого для получения макротвердых веществ путем облучения микроволнами. С возрастающим по порядку предпочтением необходимое при облучении радиоволнами время не превышает 200, 175, 150, 125, 100, 75, 25 или 1% времени, необходимого для получения макротвердых веществ путем облучения микроволнами.

Макротвердые таблетки и блоки по настоящему изобретению предпочтительно содержат по меньшей мере 1%, более предпочтительно по меньшей мере 2-15% воды, в частности до 11% воды, при этом разность содержания воды до и после субинфракрасного электромагнитного облучения объясняется выделением определенного количества воды, обычно сопровождающим процесс. Более предпочтительно макротвердые продукты определенных процессов по настоящему изобретению содержат 0,5-10% воды, более предпочтительно 2-6% воды. Количество воды, содержащейся в макротвердом продукте, можно определять обычным модифицированным титрованием по Карлу Фишеру, который можно проводить, как описано в нижеследующем. Этим методом определяют количество воды, испаренного из образца путем нагревания до температуры 200^oC, включая всю воду, образуемую в результате возможных реакций разложения (например, разложение пербората). Метод позволяет измерение содержания воды с точностью 1%.

Принцип метода измерения: воду испаряют из образцового материала, подвергаемого измерению, путем нагревания до температуры 200^oC в специальной сушильной печи. Высвобожденный водяной пар в потоке сухого азота подают в подключенный автоматический титратор по Карлу Фишеру, где его титруют.

Аппаратура: аппаратура состоит из специальной сушильной печи (типа Metrohm E 613) и автоматического титратора по Карлу Фишеру (например, типа Metrohm E 452). Выпуск из печи при помощи стекловой трубки связан со впускной капиллярной трубкой емкости титратора, в которой осуществляется титрование.

Снабжение азотом: применяется стандартный сжатый азот в стальном баке. Давление, сниженное при помощи вентиля для снижения давления, составляет примерно 2,5 кПа/см². Выпуск из вентиля бака подключен через полиэтиленовый рукав, усиленный стекловолокнами, к газовому расходомеру, снабженному регулирующим клапаном. За расходомером включена пустая предохранительная промывалка, а за этой – промывалка для газа, содержащая концентрированную серную кислоту.

Промывалка, например, переполненная серной кислотой, подключена к тройнику, один отвод которого подключен к предохранительному редукционному клапану. Перед этой промывалкой, как уже указано, включена пустая предохранительная промывалка.

Другой отвод тройника подключен к сушильной печи через стеклянную трубку, точно установленную и в конце снабженную шаровым стеклянным шлифом. Вместо стеклянной трубки нельзя использовать силиконовый или полиэтиленовый рукав, так как в случае применения таких материалов при высокой влажности воздуха вода диффундирует через стенки рукава, результатом чего является слишком высокое значение содержания воды.

Сушильная печь: сушильную печь в основном можно использовать в таком виде, в каком она поставлена. Однако впуск и выпуск газа на внешней соединительной детали должны быть снабжены шаровыми шарнирами.

Соединение между сушильной печью и титратором по Карлу Фишеру: соединение между сушильной печью и титратором состоит из стеклянной трубки внутреннего диаметра 1,5-2 мм, снабженной шаровыми шарнирами и присоединенной к впускной капиллярной трубке внутреннего диаметра 1,5 мм, также снабженной шаровым шарниром. Эти детали предпочтительно изготовлены специально для данного назначения и приспособлены к пространственным условиям и/или к емкости титрования. В зависимости от пространственных условий межсоединительную трубку можно опускать. Соединительный проход между печью и титратором предпочтительно снабжен нагревательным устройством, таким как, например, ленточный нагреватель и т.п., позволяющим нагревание до температуры 80-100^oC, так как без нагревания вода могла бы конденсироваться в этой зоне.

Титратор по Карлу Фишеру: титратор по Карлу Фишеру состоит из 3 элементов, а именно емкости титрования со смесительным приспособлением, электронные устройства измерения и управления, дозирующее устройство, например, типа Metrohm Doimat^TM E 655. Крышка емкости титрования снабжена 5 отверстиями, первое из которых служит для приема зонда, второе – для приема впускной капиллярной трубки, третье снабжено резиновой пробкой с отверстием, через которое тонкий полиэтиленовый рукав внутреннего диаметра примерно 1-2 мм так глубоко вводят в емкость титрования, что конец рукава находится примерно на 3 см над дном емкости. Другой конец рукава входит в емкость хранения отработанных растворителей. Вход реактива Карла Фишера присоединен к четвертому отверстию, а пятое отверстие снабжено запорным краном. Все соединения к отверстиям должны быть достаточно герметичными, чтобы водяной пар в воздухе не мог проникать.

Проведение измерения содержания воды: сушильную печь предварительно нагревают до температуры 200^oC, и также начинается нагревание соединительной трубки между печью и титратором. Устройство подачи азота открывают и регулируют так, что в оборудование подают примерно 60 мл/мин газообразного азота, а запорный кран, размещенный в крышке емкости титрования, также открывают. В емкость титрования подают 50 мл метанола, титратор включают и метанол титруют. В качестве агента титрования применяют однокомпонентный реактив Карла Фишера, при этом не содержащий пиридин продукт Hydranal Composite фирмы Riedel de Haen Company является пригодным реактивом. После совершенной герметизации аппаратуры расход после титрования метанола должен быть менее 0,4 мл/ч.

После работы в течение 30 секунд титратор выключают. К предварительно титрованному метанолу с помощью шприца емкостью 50 мл добавляют 50 мл воды, затем вновь начинают титрование. Коэффициент F реакционного раствора вычисляют по следующему уравнению:

Определение данного фактора следует повторять по меньшей мере три раза, после чего необходимо определять среднее значение полученных величин.

По наполнении емкости титрования на две трети закрывают запорный кран в крышке. Образуемым вследствие этого избыточным давлением жидкость направляется через полиэтиленовый рукав в резервуар для отработанного растворителя до достижения уровнем жидкости нижнего края полиэтиленового рукава. В этот момент вновь открывают кран в крышке.

Определение содержания воды в детергентах и очищающих веществах: пробу, подлежащую исследованию относительно содержания воды, размещают в маленькой стальной лодке длиной примерно 6 см, высотой примерно 1,5 см и шириной примерно 1 см. Если не имеется в распоряжении стальной лодки, то можно изготовлять такую лодку указанного размера из листа алюминиевой фольги толщиной 0,5 мм. В лодку подают примерно 300-500 мг исследуемого вещества. Для жидких щелочных проб необходимо использовать лодку из глазурованного фарфора.

Маленькую лодку размещают в печи, обогреваемой при температуре 200^oC, титратор устанавливают на работу в течение 30 секунд и начинают титрование. В течение данного процесса необходимо обратить внимание, что используют предварительно титрованный метанол.

В зависимости от исследуемого вещества титрование завершено по истечении 10-20 секунд, титратор автоматически выключается, и записывают измеряемую величину.

Содержание воды в веществе определяют по следующему уравнению:

в котором “a” означает теоретический титр реактива Карла Фишера, “F” – коэффициент реактива Карла Фишера, “E” – масса пробы в мг.

Воспроизводимость: стандартное отклонение при таком способе определения в случае 6 повторений на одной пробе со средней величиной содержания воды, равной 20,5%, составляет 1,1%.

Объектом изобретения является также получение макротвердых гранул или блоков, полученных из смеси исходных веществ, содержащих все или почти все необходимые компоненты очищающего вещества. В общем ингредиенты и их количественное соотношение, в котором согласно изобретению их используют в макротвердых очищающих веществах, совпадают с компонентами и соотношением, применяемыми для одинаковых целей в других твердых очищающих веществах согласно уровню техники. В рамках настоящего изобретения очищающие составы могут представлять собой очищающие вещества общего назначения, детергенты, промышленные очищающие вещества, бытовые очищающие вещества, моющие средства и автоматические детергенты для текстильных изделий или промывки твердых поверхностей. Согласно одной форме выполнения изобретения можно получать макротвердое очищающее вещество или макротвердые детергенты в виде таблеток или блоков сразу из смеси исходного сырья в потом удаляемой упаковке, во время процесса получения представлявшей собой емкость, в которой осуществили процесс. Как описано ниже, в качестве упаковки разового использования можно использовать водорастворимые пленки. Предлагаемые макротвердые таблетки или блоки далее могут представлять собой один из компонентов многокомпонентной системы очищающих веществ.

Согласно дальнейшему варианту изобретения полученные таблетки, блоки или формованные макротвердые изделия, в которых определенный компонент, например, чувствительное к микроволнам вещество, например энзим, или нанесенное на поверхность покрытие, призванное сообщить определенные свойства, например замедление растворения, перед обработкой не является составной частью смеси исходного сырья, можно подвергать дополнительной обработке. Метод МО делает возможным использование таких веществ путем их включения в пористый продукт, полученный на стадии (Б) путем вышеописанного предлагаемого способа, благодаря пористой структуре полученного таким образом макротвердого продукта МО. Из этого следует, что вещества, например, обычно используемые для образования покрытия на блоках детергента для их защиты от контакта с кожей (например, поли{алкилены}, в частности, поли{этилен}: поли{алкиленгликоли}, в частности, поли{этиленгликоль}; жирные кислоты; амиды жирных кислот; парафиновые воски; сорбит; углеводы, например сукроза: и неионогенные поверхностно-активные вещества можно успешно вовлечь в начальный макротвердый продукт путем погружения макротвердых блоков или таблеток в пригодные жидкие препараты с последующей сушкой нескольких или всех жидких компонентов с получением твердого вещества, содержащегося в порах вначале полученного макротвердого продукта.

Благодаря открытой пространственной структуре полученных путем МО изделий компоненты можно нанести на макротвердые продукты также путем других обычных методов, например путем напыления или т.п. С другой стороны, если желают лишь выполнять поверхностное защитное покрытие, то проникновение материала покрытия в поры и промежуточные пространства макротвердых детергентов, полученных согласно изобретению, можно сократить до минимума путем использования для выполнения покрытия сравнительно вязкого материала. Так же как у подобных известных продуктов, предотвращение нежелаемого контакта предлагаемых макротвердых продуктов с кожей человека имеет важное значение с точки зрения безопасности, если детергенты имеют выраженный щелочной характер.

В этом отношении метод МО согласно настоящему изобретению связан с выраженным преимуществом при образовании макротвердых продуктов по сравнению с разными известными методами. Например, при образовании таблеток путем известных методов данные таблетки подвергаются повышенному давлению, и полученный твердый продукт имеет структуру, не позволяющую абсорбцию дополнительных материалов после формования таблетки. Где желательна дополнительная обработка или включение чувствительного к МО или воздействию тепла материала, там открытая структура полученных путем МО продуктов позволяет такое включение веществ путем проникновения в зазоры. Таким образом, с помощью предлагаемого метода МО можно получать более широкий диапазон изделий в макротвердом виде, включая изделия, в которых большинство пор или все поры, имевшиеся в первоначально полученном макротвердом изделии, наполнены твердым веществом, чем с помощью известных методов.

Дополнительно к вышеупомянутым предпочтительным материалам в качестве материалов, пригодных и полезных в качестве составной части сырья для осуществления предлагаемого способа, по меньшей мере в некоторых случаях можно назвать известные неионогенные, анионные, катионные и амфионные поверхностно-активные вещества и их смеси. Поверхностно-активное вещество или поверхностно-активные вещества, выбираемые для использования в качестве компонента слоя частиц согласно настоящему изобретению, в общем составляют не более чем 40%, предпочтительно не более чем 25%, особенно предпочтительно не более чем 15% общего количества исходного сырья, если сырье не включает значительную долю кристаллических слоистых силикатов. В последнем случае долю поверхностно-активного вещества можно повысить до 60%. Однако в случае необходимости у определенных изделий, получаемых согласно изобретению, можно добавлять дополнительное количество поверхностно-активного вещества путем проникновения в поры и зазоры первоначально полученного согласно изобретению макротвердого изделия.

В качестве силикатов, целесообразно используемых в рамках настоящего изобретения, можно назвать метасиликаты щелочных металлов, причем щелочной металл предпочтительно представляет собой натрий. Предпочтительные метасиликаты натрия включают и безводную форму, и метасиликат натрия 5H₂O. Согласно изобретению силикаты предпочтительно имеются в количестве от 0 до 90%, более предпочтительно от 1 до 90%. Было найдено, что гидратированные формы силиката натрия, в частности силикат натрия 5H₂O, способствуют процессу отверждения путем МО, если их используют по меньшей мере в количестве 1%, при этом в количестве не более 50%, предпочтительно в количестве от 1 до 30%. Кроме того, как было указано выше, часто кристаллические слоистые силикаты являются особенно предпочтительными компонентами слоев частиц.

В качестве фосфатов, которые можно использовать при осуществлении обработки МО согласно изобретению, можно назвать триполифосфаты, гидрогенфосфаты и пирофосфаты щелочных металлов или в безводной, или в гидратированной форме, или в виде их комбинации.

Предпочтительным щелочным металлом является натрий. Предпочтительными фосфатами натрия являются безводный триполифосфат натрия, триполифосфат натрия 6 H₂O и тринатриевый фосфат 10H₂O. Фосфаты предпочтительно используют в количестве до 80%, более предпочтительно от 5 до 80%. В качестве боратов, используемых при осуществлении предлагаемого способа, можно назвать бораты щелочных металлов или в безводной, или в гидратированной форме, или в виде их комбинации. Предпочтительным щелочным металлом является натрий. Среди предпочтительных боратов натрия находится борат натрия 10H₂O (бура). Бораты предпочтительно используют в количестве до 20%, таким образом, их предпочтительно используют в сочетании по меньшей мере с одним другим исходным веществом.

В качестве карбонатов и бикарбонатов, которые можно использовать при осуществлении включающего МО способа согласно изобретению, можно назвать карбонаты и бикарбонаты щелочного металла или в безводной, или в гидратированной форме, или в виде их комбинации.

Предпочтительными щелочными металлами являются натрий и калий. Предпочтительные карбонаты натрия включают безводный карбонат натрия и карбонат натрия 10H₂O. Фирмой Phone-Poulenc под названием Nabion 15 продается смесь карбоната натрия и аморфного силиката натрия. Среди бикарбонатов безводные бикарбонаты являются предпочтительными, и предпочтительным щелочным металлом является натрий. Предпочтительно гидратированные карбонаты используют в количестве до 100%, более предпочтительно в количестве от 1 до 100% общей смеси исходного сырья. Бикарбонаты можно предпочтительно использовать в количестве до 40%, более предпочтительно от 2 до 40%, то есть их предпочтительно используют в сочетании по меньшей мере с одним другим исходным веществом. В том случае, если бикарбонаты используют в препаратах для гигиенических целей, их используют предпочтительно в количестве до 20%. А в том случае, если бикарбонаты используют в препаратах для посудомоечных машин, их используют предпочтительно в количестве от 5 до 40%. В определенных случаях является предпочтительным отказаться от использования бикарбонатов в сочетании с карбонатами или цитратами.

Гидроокиси щелочных металлов предпочтительно используют в количестве до 80%, более предпочтительно в количестве от 2 до 70%. Предпочтительными гидроокисями являются гидроокись натрия и калия. В отношении использования в области гигиены на кухне или в том случае, если, в частности, желают получить таблетки с большим щелочным компонентом, предлагаемый способ имеет несколько преимуществ по сравнению с известными методами. Получение твердых веществ с высоким содержанием щелочного компонента путем известных методов прессования не является выгодным, например, из-за накопления влажности на прессе во время процесса прессования. Это отрицательно сказывается на процессе, в частности, в тех случаях, когда желают получить препараты, содержащие и гидроокись натрия, и перборат. Поэтому до сих пор считали, что получение спрессованных таблеток, содержащих упомянутые соединения, не является практичным. Кроме того, нельзя получить таблетки, содержащие щелочной металл, путем механического прессования, когда влажность в воздухе составляет более чем 80%. На предлагаемый микроволновый процесс не влияет ни один из указанных факторов, и с его помощью успешно были получены также макротвердые таблетки, имеющие не только большое содержание щелочного компонента, но и пербората.

В качестве сульфатов, которые можно использовать для осуществления предлагаемого процесса, включающего МО, можно назвать, например, сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов (в обоих случаях включая бисульфаты), хотя редко лишь используют сульфат кальция из-за его плохой растворимости. Сульфаты щелочных металлов используют предпочтительно в негидратированном виде, а сульфаты щелочноземельных металлов – в гидратированном виде. Предпочтительным щелочным металлом является натрий, а предпочтительным щелочноземельным металлом – магний. В случае использования сульфата щелочноземельного металла в гидратированном виде предпочтительным является MgSO ₄ 7H₂O. Сульфаты щелочных или щелочноземельных металлов предпочтительно используют в количестве до 80% общего количества исходного сырья, более предпочтительно в количестве от 1 до 30%.

В качестве цитратов, которые можно использовать при осуществлении предлагаемого метода, включающего МО, можно назвать гидратированные и негидратированные цитраты щелочных металлов, причем предпочтительным щелочным металлом является натрий. Особенно предпочтительным является тринатриевый цитрат в виде моно-, ди- и пентагидрата. Цитраты щелочных металлов предпочтительно имеются в количестве до 95%, особенно предпочтительно в количестве от 1 до 95%, общего количества исходного сырья, причем для получения очищающих веществ общего назначения их используют, в частности, в количестве от 30 до 50%. Для получения нескольких препаратов в области мойки посуды цитраты более предпочтительно используют в количестве от 80 до 90% общего количества исходного сырья.

В качестве неионогенных поверхностно-активных веществ, которые можно использовать при осуществлении обработки МО согласно изобретению, можно назвать, например, обычные твердые очищающие вещества, имеющие похожий химический состав, например алкилполиглюкозиды и алкилолигоглюкозиды, N-ацилглюкамиды, алкил-, аралкил-, алкиларил- и арил-полиоксиалкилены, сложные эфиры и амиды полиоксиалкилированных спиртов, предпочтительно этоксилированные спирты жирного ряда и этоксилированные алкилфенолы. В некоторых специфических случаях наиболее предпочтительным этоксилированным спиртом жирного ряда является выделенный из сала спирт, конденсированный в среднем с 14 моль этиленоксида на моль выделенного из сала спирта (в нижеследующем данный простой эфир спирта часто приводится сокращенно как “TA 14”). Предпочтительными этоксилированными алкилфенолами являются нонилфенол-этоксилаты, например, нонилфенол-этоксилат 9,5, содержащий в среднем 9,5 молекул этиленоксида на молекулу нонил-фенола. Неионогенные поверхностно-активные вещества используют предпочтительно в количестве до 40%, более предпочтительно в количестве от 1 до 25%, при отсутствии кристаллических слоистых силикатов, а если имеются кристаллические слоистые силикаты, то неионогенные поверхностно-активные вещества можно использовать в количестве до 60%.

В качестве примеров анионных поверхностно-активных веществ, которые можно использовать при осуществлении предлагаемого способа, можно назвать алкансульфонаты, сульфонаты -олефинов, сульфонаты жирных кислот, алкилсульфаты жирных кислот, алкилэфирсульфаты жирных кислот, сульфосукцинаты, алкилэфиркарбоксилаты жирных кислот, сульфонамидокарбоксилаты, соли частичных органических сложных эфиров серной и фосфорной кислот, соли сульфатированных сложных эфиров и амидов карбоновых кислот, причем предпочтительными являются сульфаты алкилов жирных кислот, сульфаты простых алкиловых эфиров жирных кислот, Mersolat 95 (товарный знак) и сульфонаты линейного алкилбензола. Предпочтительно анионные поверхностно-активные вещества имеются в количестве до 40%, более предпочтительно в количестве от 0,5 до 25%, если не имеется кристаллических слоистых силикатов, а в количестве до 60%, если имеются кристаллические слоистые силикаты.

Катионные и амфионные поверхностно-активные вещества имеются предпочтительно в количестве до 25%, более предпочтительно от 1 до 15% общего количества смеси исходного сырья. Типичными исходными веществами данного типа, которые все пригодны для осуществления предлагаемого способа, являются аминоксиды, амидазолинокарбоксилаты, бетаины и аминокарбоновые кислоты в качестве амфионных поверхностно-активных веществ и первичные, вторичные, третичные и четвертичные соли аммония, например соли алканоламмония, имидазолиния, хинолиния и изохинолиния, соли тиазолиния, а также более распространенные аммониевые соли жирной кислоты, соли сульфония и тропилия в качестве катионных поверхностно-активных веществ.

Смесь исходного сырья согласно изобретению может также содержать целевые добавки и вспомогательные вещества. Целевые добавки предпочтительно имеются в количестве не более 60%, более предпочтительно не более 40%, а еще более предпочтительно – в количестве от 0,5 до 15%. В качестве примеров пригодных целевых добавок можно назвать источники активного кислорода и окислительные агенты; активаторы источников активного кислорода; источники активного хлора и хлорсодержащие вещества; энзимы; агенты секвестрирования; наполнители и структурообразователи: абразивные вещества; агенты помутнения; диспергаторы и диспергирующие агенты; ингибиторы коррозии и дезинфицирующие агенты. Диапазон пригодных целевых добавок не ограничивается приведенными веществами.

Вспомогательные вещества могут иметься в количестве до 10%, более предпочтительно их используют в количестве от 0,1 до 2%. В качестве примеров вспомогательных веществ можно назвать духи, оптические отбеливатели; красители и пигменты; пеногасители и ингибирующие пенообразованию агенты; содействующие растворению агенты; ингибиторы осаждения; и ингибиторы передачи красителя.

Что касается целевых добавок, которые можно использовать в рамках настоящего изобретения, то источники хлора и кислорода можно эффективно применять или в покрытом виде, или в непокрытом, и их можно в одной или другой форме добавить непосредственно к смеси исходных веществ. Альтернативно данные вещества можно вводить в полученный путем обработки МО продукт после образования первоначального макротвердого продукта.

В качестве типичных источников хлора, которые можно эффективно использовать при осуществлении предлагаемого способа, можно назвать хлоризоцианураты, например ди- или трихлоризоцианураты, и полихлоризоциануровые кислоты. В качестве примеров таких кислот можно назвать CDB-56 (торговый продукт фирмы Олин) и ACL-90 (торговый продукт фирмы Монсанто). Согласно изобретению источники хлора имеются предпочтительно в количестве до 30%, более предпочтительно в количестве от 1 до 5%. Было обнаружено, что смеси исходных веществ, содержащие источники хлора, склонны к проявлению чувствительности к воздействию тепла во время микроволного процесса и при использовании таких веществ необходимо следить за тем, чтобы температура не повысилась над определенным уровнем. В случае веществ, содержащих источники хлора, было найдено, что предпочтительно держать температуру на уровне ниже примерно 383 K (110^oC).

Источники активного кислорода типично используют в детергентах в виде порошка или гранулята, но в рамках предлагаемого способа их применение в непокрытом виде является предпочтительным, хотя в рамках изобретения успешно использовали их в покрытом виде и в непокрытом, при тщательном контроле над температурой. Было обнаружено, что если во время МО смесь исходного сырья достигает слишком высокой температуры, то непокрытые источники кислорода или источники восстановительного агента, например перборат натрия или перкарбонат натрия, разлагаются с одновременным газообразованием, причем происходит пенообразование в подвергаемом излучению образце. Таким образом, во время обработки микроволнами согласно изобретению температуру смесей, содержащих источник кислорода, предпочтительно держат ниже 343 K (70^oC). Как уже указывалось, такое регулирование температуры можно эффективно осуществлять, например, путем коротких интервалов излучения, прерываемых интервалами без облучения.

Однако неожиданно покрытые источники кислорода показывают хорошую совместимость с обработкой МО, и успешно получили таблетки и блоки, содержащие покрытый перборат или перкарбонат, из смесей, содержащих данные исходные вещества. Покрытые формы источников кислорода предпочитают, в частности, в тех случаях, где желательны сильно щелочные препараты. Поэтому в рамках предлагаемого способа использование данных покрытых веществ в качестве источника активного кислорода является предпочтительным. Пербораты, перкарбонаты или другие известные источники кислорода предпочтительно имеются в количестве до 30%, более предпочтительно в количестве примерно от 5 до 25%. Предпочитают пербораты общей формулы MBO₃ yH₂O, причем M означает щелочной металл, особенно предпочтительно натрий, а y – целое число 1-4.

Дополнительно к самим источникам активного кислорода часто является целесообразным включить в слой частиц, подлежащий отверждению согласно изобретению, и/или в получаемые согласно изобретению макротвердые продукты одно или больше веществ из класса, в связи с очищающими веществами известного как “активаторы” или “предпродукты отбеливания”. В качестве таких веществ пригодны, например, пентаацетилглюкоза, 1,5-диацетил-2,4-диоксогексагидро-1,3,5-триазин и N, N,N’,N’-тетраацетилэтилендиамин, причем последний является предпочтительным. Такие активирующие вещества имеются в слое частиц или в макротвердых продуктах, также содержащих источники активного кислорода, предпочтительно в количестве от 1 до 10%.

В рамках настоящего изобретения к целевым добавкам также относятся энзимы. В том случае, если энзимы используют в твердом виде непосредственно в смеси исходного сырья, то они предпочтительно имеются в покрытом виде или в капсулах. Можно также использовать имеющиеся в торговле энзимы в жидком непокрытом виде. Далее, энзим можно включить в полученную МО макротвердую таблетку или в блок после обработки МО. Согласно изобретению такое включение возможно из-за пор и/или зазоров, образуемых в макротвердых продуктах при воздействии МО. Данные внутренние пространства позволяют адсорбцию энзимов или любого другого вещества непосредственно в макротвердую таблетку или в макротвердый блок. Согласно одному варианту настоящего изобретения, когда целевой продукт содержит энзимы, последние предпочтительно представляют собой амилазы или протеазы. В случае необходимости энзимы могут известным образом быть покрытыми, например, сульфатом, для их защиты от невыгодного взаимодействия с другими компонентами используемого исходного сырья. Предпочтительно энзимы имеются в количестве до 10%, более предпочтительно – в количестве от 0,1 до 5%.

Предлагаемый способ имеет выраженное преимущество по сравнению с известным способом получения энзимсодержащих детергентов, заключающееся в том, что его можно осуществлять в короткие промежутки – в течение минут или даже секунд, в зависимости от состава и величины, как указано выше – энзимы, как, например, липазы, целлюлазы, протеазы и амилазы, можно непосредственно включить в макротвердые вещества, получаемые предлагаемым способом.

Как указано выше, дополнительно к источникам активного кислорода, активаторам для данных источников активного кислорода, источникам хлора и энзимам в качестве целевых добавок к смеси исходного сырья можно также применять другие известные компоненты детергентов или очищающих веществ. В качестве примеров таких компонентов можно назвать агенты секвестрирования, наполнители и структурообразователи, абразивные вещества, способствующие помутнению вещества, диспергаторы и диспергирующие агенты, ингибиторы коррозии, улавливатели тяжелых металлов, воски и дезинфицирующие вещества.

В качестве примеров структурообразователей можно назвать фосфонаты и поликарбоксилаты (то есть соли щелочных металлов гомо- или сополимеров акриловых кислот), которые имеются предпочтительно в количестве до 30%, более предпочтительно в количестве от 1 до 15%, кристаллические слоистые силикаты, которые можно использовать в количестве до 90%, и цеолиты, которые можно использовать в количестве до 60%, предпочтительно в количестве от 10 до 40%.

В качестве абразивных веществ, которые предпочтительно используют в рамках настоящего изобретения, можно назвать, например, мрамор, кварц и алюминий в виде порошка, предпочтительно с размером полировального песка или частиц, причем данные вещества имеются предпочтительно в количестве не более 60%, или, более предпочтительно, в количестве не более 40%. Согласно специфичному варианту изобретения абразивные вещества с разным размером частиц можно перед обработкой МО непосредственно добавить в слой частиц исходного сырья, в зависимости от назначения целевого продукта. Поэтому подача абразивных веществ непосредственно в слой частиц представляет собой преимущество по сравнению с известными молочнообразными очищающими средствами (также называемыми очищающие пасты). В связи с известными изделиями часто имеются проблемы осаждения вследствие наличия в молочнообразной жидкости очищающих веществ в виде порошка или в виде гранул, которые осаждаются со временем. Для устранения этих проблем в известных очищающих пастах часто должны иметься суспендирующие агенты, вызывающие другую проблему, а именно часто возникает необходимость применения другого очищающего вещества, содержащего поверхностно-активные вещества, для удаления очищающего порошка и гранул после использования первой очищающей пасты. Это может дальше привести к проблемам промывки. При предлагаемой обработке МО избегаются обе проблемы, так как очищающие порошки и твердые вещества в виде гранул можно вместе с поверхностно-активным веществом включить непосредственно в предварительную смесь исходного сырья. Это не только сокращает количество стадий определенных процессов очистки, но и количество компонентов, таким образом снижая количество требуемого упаковочного материала.

В качестве способствующих помутнению веществ наряду с известными веществами могут иметься сополимеры стирола и винилпирролидона. В качестве диспергаторов можно назвать, кроме известных, в частности, продукты конденсации нафталинсульфокислоты. Предпочтительными ингибиторами коррозии являются, например, технические 2-бутен-1,4-диолы, которые можно приобрести у фирмы Colus. В качестве примеров предпочтительных улавливателей тяжелых металлов можно назвать фосфонаты, нитрилотриуксусную кислоту и этилендиаминотетрауксусную кислоту. Если вообще имеются воски, то они имеются предпочтительно в количестве максимум 5%, более предпочтительно в количестве примерно от 0,1 до 2%. В качестве дезинфицирующих средств можно использовать обычные дезинфицирующие агенты, известные специалисту в области очищающих веществ, и их берут в обычном количестве.

Духовые вещества, оптические отбеливатели, красители и пигменты предпочтительно используют в количестве до 3%, более предпочтительно в количестве от 0,001 до 1%. В случае использования ингибиторов пенообразования или пеногасителей их можно смешивать непосредственно с исходным сырьем слоя частиц. Одно преимущество предлагаемого способа по сравнению с известными способами получения детергентов в твердом виде путем литья или прессования заключается в том, что отпадает необходимость включения ингибитора пенообразования в виде пробки или сердцевины, как это имеет место в способах согласно уровню техники.

Агенты против пыли и пеногасители, например парафиновое масло, соответственно силиконовое масло, могут иметься в количестве до 5%, предпочтительно в количестве от 0,1 до 3%. Агенты, предотвращающие повторное осаждение, могут также иметься в количестве до 5%, предпочтительно в количестве от 0,1 до 3%. Предпочтительным предотвращающим повторное осаждение агентом является карбоксиметилцеллюлоза. В качестве предпочтительных солюбилизаторов можно назвать алкилкарбоновые кислоты, кумолсульфонаты и толуолсульфонаты, хотя пригодны также другие солюбилизаторы, известные специалисту в области очищающих веществ. Ингибиторы перехода красителей могут также иметься в количестве до 5%, предпочтительно в количестве от 0,1 до 3%. Предпочтительным ингибитором перехода красителей является поли{винилпирролидон}.

В том случае, если подвергаемый МО слой частиц вероятно содержит вещества, при повышенной температуре выделяющие газ, например энзимы, источники активного кислорода, активаторы источников активного кислорода или бикарбонат натрия, то может быть целесообразным осуществлять облучение при пониженном давлении.

Как уже указывалось выше, макротвердый детергент, полученный предлагаемым способом, можно использовать вместе с другим детергентом, имеющимся в жидкой форме. При этом оба детергента могут иметься раздельно в одной-единственной упаковке или же в двух раздельных упаковках. В общем жидкий компонент таких двухкомпонентных систем содержит в основном те же ингредиенты, которые используются в других известных жидких очищающих веществах. Однако их взаимное количественное соотношение может быть другим, так как он не обязательно содержит воду, так как воду добавляют к жидкому и макротвердому компонентам лишь непосредственно перед употреблением. В отличие от этого в известных жидких средствах обязательно содержится по меньшей мере некоторое количество воды. Кроме того, другая особенность такой двухкомпонентной системы заключается в возможности получения концентрированных продуктов.

Жидкости, используемые в двухкомпонентной системе, согласно одному варианту, могут быть выбраны из группы, включающей известные азотсодержащие растворители, например гидроокись аммония или этаноламины, простые пропиленгликолевые эфиры и гликолевые простоэфирные растворители, например растворитель Propasol B (фирма Union Carbide), монофенильные гликоли, например феноксиэтанол, соли кумолкарбонатов, толуол- и ксилолсульфонатов, причем в общем натриевая соль является предпочтительной, например, кумолсульфонат натрия (в виде 40%-ного водного раствора). В общем можно также использовать все обычные водорастворимые вещества и солюбилизаторы, например спирты.

В некоторых случаях может быть желательным включить определенные твердые вещества в растворенном виде в жидкий компонент двухкомпонентной системы. Такая ситуация может возникать, например, если определенное вещество непригодно для обработки МО и по этой причине его нельзя включить в макротвердый продукт, получаемый предлагаемым способом, или по причинам удобства, или по практическим причинам. В качестве примеров таких материалов можно назвать низкокипящие спирты, этаноламины и духовые вещества с низкой точкой кипения, которые отгонялись бы при обработке МО. В других случаях может быть желательным и растворять определенные твердые вещества в жидком компоненте, и включить их в макротвердый компонент двухкомпонентной системы. Примером такого вещества является гидроокись калия. Согласно дальнейшему варианту макротвердый детергент можно комбинировать с разными жидкими компонентами в двухкомпонентной системе, или же для достижения желаемого результата определенный жидкий компонент можно комбинировать с разными макротвердыми детергентами.

Максимальная температура, при которой можно осуществлять МО, должна лежать ниже температуры разложения чувствительных к воздействию тепла веществ, имеющихся в исходном сырье, например окислительных веществ или хлорсодержащих веществ.

Предлагаемый способ позволяет получить макротвердые продукты практически без ограничений относительно их размера. Однако специалисту в данной области будет очевидно, что существуют определенные практические ограничения. Мощность источника МО, размер камеры обработки МО, внутренняя температура, которой можно достичь в образце в удобном и экономически разумном промежутке времени, являются факторами, определяющими оптимальный размер используемого слоя частиц.

Например, было успешно показано, что микроволновому облучению можно удобно подвергать образцы исходного сырья в диапазоне от 10 г до несколько тысяч граммов в течение таких кратких промежутков, как от одной-двух минут примерно до двадцати минут, с получением макротвердых таблеток или блоков согласно предлагаемому способу без воздействия давления снаружи, хотя и возможно предварительное формование смеси исходного сырья с помощью небольшого давления.

Используемая для осуществления МО емкость обычно открыта сверху для выпуска упариваемой воды, выходящей из образца во время обработки МО. При площади “A” открытой стороны или открытой области емкости соотношение квадратного корня A к толщине D слоя частиц, то есть максимальному расстоянию в направлении, перпендикулярном плоскости области “A”, предпочтительно находится в диапазоне между 1:2 и 10:1, более предпочтительно между 1:1 и 5:1. Данный диапазон соотношений позволяет формование макротвердых блоков в виде более плоских, дискообразных макротвердых продуктов, которые являются неожиданно прочными и обладают хорошей интегральной прочностью, без снижения физической прочности, благодаря чему ими можно манипулировать без опасности их разрушения или чрезмерного образования порошка.

Для получения макротвердых таблеток или блоков согласно изобретению можно использовать емкость практически любой конфигурации. Может иметься желание использовать емкости разных форм, в зависимости от машины, в которой она употребляется. Размер таблеток или блоков ограничивается путем, который молекулы воды должны пройти для выхода из слоя смеси исходного сырья при осуществлении МО, и продолжительностью временного промежутка, требуемого для осуществления МО, перед превышением устойчивости к воздействию тепла любого из компонентов исходного сырья. В том случае, если желают получить таблетку или блок детергента определенной формы, не отвечающей описанным критериям оптимального размера, то возможно получить такую форму, если в боковых сторонах или в периферии емкости выполнено достаточное количество отверстий для выпуска молекул воды из слоя смеси исходного сырья во время обработки МО.

Предлагаемый способ можно легко модифицировать для непрерывной работы, причем с помощью, например, обычного конвейера в обогреваемую МО зону непрерывно подают емкости с слоем частиц и получаемый макротвердый продукт непрерывно выводят из данной зоны или из промежуточной охлаждающей зоны в макротвердой форме. Предлагаемый способ позволяет не только использовать емкости, способные к повторному использованию, а в качестве емкостей при осуществлении предлагаемого способа обработки МО можно также использовать предназначенные для перевозки или манипулирования емкости с тем, чтобы ускорить процессы производства и упаковки.

Согласно одному из вариантов изобретения используют емкость из водорастворимой пленки. Предпочтительно емкость выполнена с отверстием для выхода молекул воды из исходного сырья во время обработки МО, причем имеется возможность последующего закрытия отверстия. Согласно другому варианту изобретения емкость выполнена из упаковочного материала легкого веса или тонкого полимерообразного материала, который особенно пригоден в случае макротвердых блоков большего размера с точки зрения их выпуска из упаковки. Согласно дальнейшему варианту изобретения в качестве емкости используют жесткие или гибкие сумки.

В том случае, если используется емкость, способная к повторному использованию, то она предпочтительно выполнена со стенками, способными к обратимой адсорбции и/или абсорбции воды. Это способствует ускорению отверждения слоя частиц, размещенного в емкости. Согласно модификации данного варианта несколько таких емкостей циркулируют по непрерывной ленте, причем может иметься другой источник высокой температуры для упаривания воды из стенок пустых емкостей.

Как указано выше, размер получаемых согласно изобретению макротвердых таблеток или блоков зависит от размера слоя исходного сырья и конфигурации используемой формы или емкости. Таким образом, из 30 г исходного сырья, подвергаемого МО в чашке Петри емкостью 100 мл, получили таблетку диаметром порядка 5,4 см и толщиной примерно 2,0 см. Цилиндрический макротвердый блок, получаемый из 250 г исходного сырья, имел диаметр и толщину примерно в 6 см. Диаметр цилиндрического блока, получаемого из 1 кг исходного сырья, составил 16 см, а его толщина – 4,5 см. Размеры других таблеток и блоков приведены в нижеследующих примерах.

Обычно получаемую путем обработки МО макротвердую таблетку или блок можно легко и удобно вынимать из емкости отверждения, способной к повторному использованию, путем простого поворачивания емкости для ее опорожнения. В случае необходимости емкость можно перед подачей сырья в нее предварительно обрабатывать отделителем, например, нанесенным путем распыления силиконом.

В результате сравнительных опытов выявилось, что макротвердые продукты, согласно изобретению полученные путем воздействия микроволн, обладали скоростью растворения, которая по меньшей мере на одну ступень быстрее, чем у имеющихся в торговле твердых детергентов. Например, было найдено, что блоки размером в несколько сотен граммов, до одного килограмма, после погружения в емкости с водой беспроблемно разрушаются и растворяются. Образец размером в 400 граммов полностью распался и полностью вымылся из дозировочной камеры, в которую его подали. На дне резервуара, в который поступил материал, образовался слой нерастворившейся доли блока. Таким образом, макротвердый блок является более удобным относительно манипулирования, чем порошок, и имеет подобную – если не лучшую – характеристику растворения. Благодаря этому имеется меньше частично растворенных таблеток или блоков. Из этого следует, что специалисту в данной области будет очевидно, что получаемые путем обработки МО макротвердые блоки обладают определенными преимуществами относительно их манипулирования и перевозки. Специфические сравнительные данные относительной скорости растворения или распада приведены в таблице 2.

Было обнаружено, что для дальнейшего повышения удобства манипулирования или для модификации свойств получаемых предлагаемым способом блоков в последние можно включать тонкий покровный слой из поли{этиленгликоля}. Для этого, например, блоки или погружали в расплавленный поли{этиленгликоль} после обработки микроволнами, или же поли{этиленгликоль} перед обработкой микроволнами добавили к исходному сырью в виде порошка или хлопьев. Таким образом можно включать поли{этиленгликоль} разного молекулярного веса в макротвердые блоки большего размера. В частности, приемлемых результатов с помощью любого из методов включения достигли с использованием поли{этиленгликоля} с молекулярным весом 900, 1450, 3350, 8000 и 20000 (все величины представляют собой средний молекулярный вес поли{этиленгликоля}. Следует также отметить, что при необходимости можно также комбинировать метод погружения с методом включения в сырье.

Макротвердые блоки, которые погружали в поли{этиленгликоль}, оставили в расплавленной массе в течение примерно от 5 до 60 секунд. Получали образцы весом 100 г из исходного сырья, дополнительно содержащего 10-36 г поли{этиленгликоля} перед обработкой микроволнами. Затем сравнивали скорость распада покрытых поли{ этиленгликолем} блоков или блоков с включенным поли{этиленгликолем} . В общем покрытые поли{этиленгликолем} блоки распались несколько медленнее, чем аналогичные блоки, полученные из содержащего твердый поли{ этиленгликоль} исходного сырья.

Типичное осуществление предлагаемого способа получения макротвердого детергента
Обычно исходное сырье для получения желаемого очищающего вещества или детергента смешивают или объединяют при комнатной температуре с получением предварительной смеси, которую подают в способную к повторному использованию форму или емкость. Минимальное количество твердого исходного сырья, которое обычно используют для получения макротвердой таблетки или блока согласно изобретению, составляет 0,5 г.

Небольшое количество воды, требуемое для осуществления предлагаемого способа, обычно уже имеется в твердом исходном сырье. В противном случае для обеспечения наличия требуемого количества воды последнюю можно добавлять к исходному сырью перед обработкой МО, в зависимости от желаемого продукта. Если используют гидраты, причем остальные исходные материалы не являются сильно гигроскопическими, то содержание воды можно рассчитывать на основе химической формулы и процента гидратированного(ых) исходного(ых) материала(ов), используемых в предварительной смеси.

Для специалиста в данной области будет очевидным, что в нескольких случаях может быть целесообразным перед обработкой МО подвергать предварительному нагреванию один или несколько исходных материалов или их доли. Кроме того, в емкость для слоя частиц исходного сырья перед подачей смеси исходного сырья или после нее, но перед обработкой МО, можно подать предварительно формованные сердцевины или пробки, описанные, например, в патенте США N 32763. Согласно другому варианту изобретения может быть желательным подвергать макротвердую таблетку или блок, полученный согласно изобретению, дополнительной обработке вышеописанным образом, например путем погружения, напыления или снабжения покрытием. Такая дополнительная обработка может быть целесообразной, например, в тех случаях, где определенный желательный компонент готового продукта не является устойчивым к МО, или если желательно усилить или ослабить определенную характеристику.

Устойчивость и равномерность субинфракрасного электромагнитного облучения в камере для обработки МО или в точке обработки являются важными факторами для успешного применения предлагаемого способа на практике. Было обнаружено, что неравномерное распределение энергии МО приводит к образованию горячих точек в исходном сырье, которые вызывают неравномерное нагревание и чрезмерное повышение температуры. Кроме того, постоянная, неизменная интенсивность излучения МО при разных приемах обработки важна для обеспечения воспроизводимого процесса отверждения исходной смеси.

Промежуток времени, требуемый для получения макротвердой таблетки или блока, зависит от веса получаемых единиц, размера и формы используемой емкости и или от глубины проникновения МО, или от пути, который должна проходить испаряемая вода. В тех случаях, когда при обработке МО выпускается большое количество воды, может быть целесообразным проветривать камеру, в которой проводится обработка, воздухом или пригодным инертным газом для предотвращения нежелательной конденсации воды в камере. Однако, даже в случае таблеток весом менее чем 30 г, когда условия процесса требуют одновременной обработки большого количества единиц, в зависимости от размера и конфигурации камеры и емкости, в которых исходная смесь подвергается обработке МО, пропускание проветривающего потока может быть полезным.

Настоящее изобретение подробнее поясняется нижеследующими примерами.

Примеры группы 1
Общие данные по примерам группы 1
Применяли генератор микроволн типа MLS 1200 T фирмы Microwave Laboratory Systems Buchi частотой 2450 МГц при мощности 250 Вт. Если ничего другого не указано, то нижеприведенные соединения являлись безводными (т.е. свободными от гидратационной воды, определенной стехиометрией). Исходные соединения применялись в виде гранулированных или порошковых стандартных торговых продуктов. Эти соединения перемешивались и размалывались в течение около одной минуты в обычной бытовой кофемолке (марки Крупс типа Д6 номинальной мощностью 150 Вт) в целях гомогенизации и измельчения. Содержание воды исходных веществ определялось путем расчета на основе известных гидратированных веществ, используемых в каждом примере.

30 г смеси измельченных исходных веществ подавали в стандартную лабораторную стеклянную чашку Петри (выполненную из боросиликатного стекла марки Пирекс) диаметром 5,4 см и высотой 2 см. Чашку Петри слегка обстукивали и встряхивали рукой, чтобы облегчить ее наполнение смесью измельченных исходных веществ. Поверхность слоя частиц в чашке Петри выравнивали скребком и цилиндрический блок диаметром около на 2 мм меньше чашки Петри использовали для приложения небольшого давления, равного примерно 0,1 Н, чтобы слегка уплотнить слой частиц перед обработкой микроволнами в течение 2-4 минут, если ничего другого не указано. В некоторых примерах использовали электронный контрольный прибор, связанный с датчиком температуры, находящимся внутри микроволновой полости близко к чашке Петри, содержащей слой частиц. Этот прибор служит для уменьшения микроволновой мощности, требуемой для поддержания температуры датчика на заданном уровне или ниже его.

В каждом случае получали отдельную макротвердую очищающую таблетку, имеющую в основном те же самые размеры, что и емкость, т.е. чашка Петри, в которой таблетка была сформована, и, за исключением примера 1.11, получали массу, равную 303 г. Продукт мог удаляться из емкости в течение нескольких секунд после окончания микроволновой обработки.

Пример 1.1
Очищающую таблетку весом 30 г получали согласно изобретению следующим образом. Перемешивали приблизительно 60 частей метасиликата натрия, 24 части триполифосфата натрия и 16 частей карбоната натрия в виде декагидрата. Получаемую смесь с начальным содержанием воды, равным 10%, подавали в емкость, которую потом размещали в микроволновую камеру. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение нескольких минут, после чего получали макротвердую таблетку диаметром приблизительно 5 см и высотой 1,5 см.

Пример 1.2
Повторяли пример 1.1 с той разницей, что в качестве сырья применяли непокрытый источник доступного хлора и гидратные формы силиката натрия и триполифосфата натрия, при этом использовали датчик температуры, расположенный на максимальном расстоянии 1 мм от емкости со слоем частиц, а генератор микроволн настраивали так, что температура составляла меньше приблизительно 383 K (110^oC). Итак, перемешивали 2 части дихлоризоцианурата в виде дигидрата, 47 частей метасиликата натрия, 10 частей силиката натрия в виде пентагидрата, 40 частей триполифосфата натрия в виде гексагидрата и 1 часть парафинового масла. Получаемую смесь с начальным содержанием воды, равным 14%, подвергали микроволновой обработке в течение нескольких минут, после чего получали макротвердую таблетку весом 30 г, диаметром около 5 см и высотой 1,2 см.

Пример 1.3
Повторяли пример 1.1 с той разницей, что вместо метасиликата натрия использовали гидроокись натрия и дополнительно еще применяли водосодержащий фосфат, при этом осуществляли внешнее регулирование температуры с тем, чтобы температура внутри микроволновой камеры не превышала 383 К (110^oC). Итак, перемешивали 1 часть метасиликата натрия, 14,5 части триполифосфата натрия, 14,5 части триполифосфата натрия в виде гексагидрата, 10 частей карбоната натрия в виде декагидрата и 60 частей гидроокиси натрия. Получаемую смесь, содержащую 10% воды, подвергали микроволновой обработке в течение нескольких минут, после чего получали макротвердую таблетку весом 30 г, диаметром около 5 см и высотой 1,2 см. Следует отметить, что местные “горячие точки” и выход температуры за заданные пределы возможны при применении похожих смесей исходных веществ, в частности смесей, содержащих 65% или больше гидроокиси натрия, если их подвергают микроволновой обработке без всякого регулирования температуры. Регулирование температуры, даже в случае применения смесей, которые содержат лишь 50% гидроокиси натрия, поэтому рекомендуется.

Пример 1.4
Повторяли примеры 1.1 и 1.3 с той лишь разницей, что кроме гидроокиси натрия применяли еще источник доступного хлора. При этом перемешивали 57,7 части гидроокиси натрия, 1,9 части покрытого дихлоризоцианурата в виде дигидрата, 1 часть силиката натрия, 14 частей триполифосфата натрия, 14 частей триполифосфата натрия в виде гексагидрата, 9,6 части карбоната натрия в виде декагидрата, 0,9 части воска и 0,9 части парафинового масла. Получаемую смесь, содержащую около 10% воды, подвергали микроволновой обработке в течение нескольких минут, после чего получали макротвердую таблетку весом 30 г, диаметром около 5 см и высотой 1,2 см.

Содержание хлора продуктов примеров 1.2 и 1.4 определяли путем титрования, а именно перед обработкой микроволнами и через 14 суток после нее. Получаемые результаты, почти совпадающие с теоретическими значениями, приведены в таблице 3.

Пример 1.5
Повторяли пример 1.1 с той лишь разницей, что получали очищающую композицию, содержащую непокрытый перборат в качестве источника доступного кислорода. При этом перемешивали 6 частей непокрытого пербората натрия в виде гидрата, 45 частей силиката натрия, 15 частей силиката натрия в виде пентагидрата, 28 частей триполифосфата натрия, 3 части карбоната натрия и 3 части карбоната натрия в виде декагидрата с получением смеси, содержащей приблизительно 9% воды. Температуру регулировали так, чтобы она не превышала около 383 K (110^oC). Получали макротвердую таблетку весом 30 г, диаметром около 5 см и высотой 1,2 см.

Пример 1.6
Повторяли пример 1.1 с той лишь разницей, что получали композицию, содержащую гидроокись натрия и покрытый перборат в качестве источника доступного кислорода. При этом перемешивали 50 частей гидроокиси натрия, 10 частей гидроокиси натрия в виде моногидрата, 6 частей покрытого пербората натрия в виде моногидрата, 1 часть силиката натрия в виде пентагидрата, 23 части триполифосфата натрия и 10 частей карбоната натрия в виде декагидрата. Получали макротвердую таблетку весом 30 г, диаметром около 5 см и высотой 1,2 см. Температуру регулировали так, чтобы она не превышала около 343 K (70^oC) во время микроволновой обработки.

Пример 1.7
Повторяли пример 1.6 с той лишь разницей, что исходная смесь содержала меньше гидроокиси натрия и больше покрытого пербората натрия. При этом перемешивали 34 части гидроокиси натрия, 8,5 части гидроокиси натрия в виде моногидрата, 21,3 части покрытого пербората натрия в виде моногидрата, 1,1 части силиката натрия в виде пентагидрата, 24,5 части фосфата натрия и 10,6 части карбоната натрия в виде декагидрата с получением смеси, содержащей около 14% воды. Температуру опять регулировали так, чтобы она не превышала около 343 K (70^oC) во время микроволновой обработки.

Пример 1.8
Повторяли пример 1.6 с той лишь разницей, что в качестве источника доступного кислорода применяли непокрытый перкарбонат. При этом перемешивали 50 частей гидроокиси натрия, 10 частей гидроокиси натрия в виде моногидрата, 6 частей перкарбоната натрия в виде дигидрата, 1 часть силиката натрия в виде пентагидрата, 23 части триполифосфата натрия и 10 частей карбоната натрия в виде декагидрата. Получали смесь, содержащую приблизительно 13% воды. Температуру опять поддерживали ниже около 343 K (70^oC) во время микроволновой обработки.

Содержание кислорода исходных веществ и продуктов примеров 1.5-1.8 определялось стандартными методами титрования перед микроволновой обработкой и после нее. Получаемые результаты, почти совпадающие с теоретическими значениями перед обработкой, приведены в таблице 4.

По данным таблицы 4 видно, что образцы, содержащие покрытые источники кислорода, сохраняли по меньшей мере 48% активности исходных веществ после микроволновой обработки. Самая большая разница доступного содержания кислорода перед микроволновой обработкой и после нее видна в примере 1.5, где применялся непокрытый источник кислорода.

Пример 1.9
Повторяли пример 1.1. с той лишь разницей, что получали очищающую композицию, содержащую сульфат натрия, а также анионное и неионогенное поверхностно-активное вещество. При этом 5 частей силиката натрия, 37,5 части карбоната натрия, 29 частей карбоната натрия в виде декагидрата, 25 частей сульфата натрия, 1 часть неионогенного поверхностно-активного вещества (торговый продукт TA 14) и 2,5 части анионного поверхностно-активного вещества (торговый продукт MERSOLAT 95) перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 18% воды.

Пример 1.10
Повторяли пример 1.1. с той лишь разницей, что получили аналогичный примеру 1.9 продукт, содержащий меньше сульфата натрия и больше анионного поверхностно-активного вещества. При этом 5 частей силиката натрия, 37,5 части карбоната натрия, 29 частей карбоната натрия в виде декагидрата, 22,5 части сульфата натрия, 1 часть неионогенного поверхностно-активного вещества (торговый продукт TA 14) и 5 частей анионного поверхностно-активного вещества (торговый продукт MERSOLAT 95) перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 18% воды.

Содержание детергента в исходной смеси и продуктах примеров 1.9 и 1.10 определялось перед микроволновой обработкой и после нее. Получаемые результаты, почти совпадающие с теоретическими значениями, приведены в таблице 5.

По данным этих двух примеров видно, что вполне возможно включить анионные и неионогенные поверхностно-активные вещества в смесь, которую потом подвергают микроволновой обработке для получения стабильного продукта, имеющего требуемую очищающую активность. Следует отметить, что поверхностно-активные вещества можно применять практически в любой форме, такой как, например, пасты, жидкости, в твердом виде, порошки, хлопья или гранулы.

Пример 1.11
Около 85,7 г цитрата натрия в виде дигидрата, 4,3 г сульфата натрия в виде декагидрата и 10 г торгового продукта Dehypon LT 104 фирмы Хенкель (неионогенное поверхностно-активное вещество, представляющее собой полигликолевый эфир спирта жирного ряда, имеющий защищенные концевые группы) перемешивали и получаемую смесь подавали в емкость, которую размещали в микроволновую камеру. Смесь обрабатывали микроволнами в течение 3 минут, после чего получали макротвердую таблетку приблизительным размером 5 см на 1,2 см.

Пример 1.12
Приблизительно 40,2% сульфата натрия, 34,5% цитрата натрия в виде дигидрата, 11,5% торгового продукта Sokalan CP5, 11,5% карбоната натрия в виде декагидрата и 2,3% тетраацетилгликолурила, составляющих общий вес 30 г, перемешивали и получаемую смесь подавали в вышеуказанную емкость. Смесь обрабатывали микроволнами в течение 3 минут, после чего получали макротвердую таблетку приблизительным размером 5 см на 1,2 см.

Пример 1.13
Приблизительно 29% триполифосфата натрия, 1,0% метасиликата натрия, 8,5% карбоната натрия в виде декагидрата, 41% гидроокиси натрия, 15% гидроокиси натрия в виде моногидрата, 1% пеногасителя и 4,5% покрытого дихлоризоцианурата в виде дигидрата, составляющих общий вес 30 г, перемешивали и подавали в вышеуказанную емкость. Смесь обрабатывали микроволнами в течение 3 минут, после чего получали макротвердую таблетку приблизительным размером 5 см на 1,2 см.

Примеры 1.14-1.22
Повторяли вышеприведенные примеры с применением 30 г исходной смеси указанного в таблице 6 состава, предназначенной для получения макротвердой таблетки приблизительным размером 5 см на 1,2 см. Преимущественным может являться облучение смесей термочувствительных веществ (например смесей, содержащих перборат натрия или бикарбонат натрия) в атмосфере пониженного давления (см. примеры N 1.21, 1.22).

Примеры 1.23-1.27
Повторяли вышеуказанные примеры данной группы с той лишь разницей, что для получения макротвердой таблетки приблизительным размером 5 см на 1,2 см из 30 г сырья осуществляли 45-секундное импульсное микроволновое облучение, при котором пятисекундные периоды облучения чередовались пятисекундными периодами выдержки. Компоненты применяемых в отдельных примерах исходных смесей, в состав которых вошла существенная доля сильной сульфаминовой кислоты, приведены в таблице 7.

Примеры 1.28-1.41
Повторяли примеры данной группы (за исключением примеров 1.23-1.27) с применением 30 г сырья для получения макротвердой таблетки приблизительным размером 5 см на 1,2 см. Во всех примерах использовали уже упомянутый выше предпочтительный кристаллический многослойный силикат, а именно торговый продукт Na-SKS-6 фирмы Хехст АГ, Германия. Компоненты исходных смесей, применяемые в отдельных примерах, приведены в таблице 8. Композиции примеров 1.32, 1.33, 1.35 и 1.36 состоят лишь из воды (в виде гидратационной воды) и щелочных моющих веществ. Их можно применять, например, в качестве водоумягчителя в составе унифицированной системы очищающих средств.

Примеры 1.42-1.47
Данные примеры позволяют непосредственное сравнение макротвердых продуктов с кристаллическими многослойными силикатами и макротвердых продуктов с безводным метасиликатом натрия вместо кристаллического многослойного силиката. Все примеры осуществляли таким же образом, что и другие примеры данной группы (за исключением примеров 1.23-1.27) с применением 30 г сырья для получения макротвердой таблетки приблизительным размером 5 см на 1,2 см. Исходные вещества, применяемые в отдельных примерах, приведены в таблице 9, где приводятся и данные по механической прочности и скорости разложения макротвердых продуктов. Эти свойства определены в таблице 7а.

Примеры 1.48-1.51
Данные примеры позволяют непосредственное сравнение макротвердых продуктов с кристаллическими многослойными силикатами и макротвердых продуктов с цеолитом A, жидким стеклом или же безводным метасиликатом натрия. Все примеры осуществляли таким же образом, что и другие примеры данной группы (за исключением примеров 1.23-1.27), с применением 30 г сырья для получения макротвердой таблетки размером около 5 см на 1,2 см. Исходные вещества всех примеров приведены в таблице 10.

Примеры 1.52-1.57
Данные примеры поясняют макротвердые продукты, особенно пригодные в качестве средств для мойки белья или других текстильных изделий. Все примеры осуществляли таким же образом, что и другие примеры данной группы (за исключением примеров 1.23-1.27), с применением 30 г сырья для получения макротвердой таблетки размером около 5 см на 1,2 см. Компоненты слоя частиц приведены в таблице 11.

Примеры 1.58-1.63
Данные примеры поясняют макротвердые продукты, особенно пригодные в качестве моющих средств для автоматических посудомоечных операций. Все примеры осуществляли таким же образом, что и другие примеры данной группы (за исключением примеров 1.23-1.27), с применением 30 г сырья для получения макротвердой таблетки размером около 5 см на 1,2 см. Компоненты слоя частиц приведены в таблице 12.

Примеры 1.64-1.65
Данные примеры поясняют макротвердые продукты, содержащие кислотные, а также щелочные моющие агенты. Все примеры осуществляли таким же образом, что и другие примеры данной группы (за исключением примеров 1.23-1.27), с применением 30 г сырья для получения макротвердой таблетки размером около 5 см на 1,2 см. Компоненты слоя частиц приведены в таблице 13.

Примеры группы 2
Во всех примерах данной группы применяли генератор микроволн марки Hotpoint модели RE60002.92KW (N серии AE9789585) мощностью 450 Вт. Общие условия являлись теми же самыми, что и для группы 1, с той разницей, что емкости состояли из полиэтилена высокой плотности и размеры емкостей выбирали в соответствии с размерами употребляемых слоев частиц. Кроме того, исходные вещества не измельчали, а лишь перемешивали вручную без преднамеренного помола. Размеры частиц различных исходных веществ приведены ниже. Указанные размеры сит (N) представляют собой стандартные сита США, описанные в источнике American Society for Testing and Materials (“ASTM”) стандарт E-11-61 в качестве “Tyler equivalent designations”.

Тетраборат натрия в виде тетрагидрата: максимальный остаток на сите N 40: 0,5%; минимальный проход через сито N 100: 80%; максимальный проход через сито N 200: 10%.

Тринатрийфосфат в виде додекагидрата: минимальный проход через сито N 20: 99,0%; максимальный проход через сито N 100: 10%.

Тетранатрийпирофосфат (безводный): максимальный остаток на сите N 14: 5,0%; максимальный проход через сито N 100: 25%.

Триполифосфат натрия в виде гексагидрата: максимальный остаток на сите N 14: 1,0%; максимальный остаток на сите N 20: 15%; минимальный остаток на сите N 60: 75,0%; максимальный проход через сито N 100: 10,0%.

Триполифосфат натрия в виде гранул (безводный): максимальный остаток на сите N 12: 0,5%; максимальный остаток на сите N 20: 12%; максимальный проход через сито N 200: 5%.

Триполифосфат натрия в виде порошка (безводный): максимальный остаток на сите N 60: 5%; минимальный проход через сито N 100: 90%.

Метасиликат натрия в виде пентагидрата: максимальный остаток на сите N 12: 0,1%; максимальный остаток на сите N 20: 8,0%; минимальный остаток на сите N 50: 80%; максимальный проход через сито N 50: 10%, эта фракция осталась на сите N 60; максимальный проход через сито N 60: 5%, эта фракция осталась на сите N 100; максимальный проход через сито N 100: 2%.

Метасиликат натрия (безводный): максимальный остаток на сите N 18: 2,0%; минимальный остаток на сите N 60: 80 %; максимальный проход через сито N 60: 5,0%, эта фракция осталась на сите N 100; максимальный проход через сито N 100: 2,0%.

Гидроокись натрия (безводная): максимальный остаток на сите N 12: 1,0%; максимальный остаток на сите N 20: 40,0%; минимальный остаток на сите N 60: 80%; максимальный проход через сито N 100: 5,0%.

Карбонат натрия (безводный): максимальный остаток на сите N 14: 0,5%; максимальный остаток на сите N 20: 10,0%; минимальный остаток на сите N 100: 75%; максимальный проход через сито N 200: 5,0%.

Пример 2.1
20 г метасиликата натрия в виде пентагидрата, 50 г метасиликата натрия и 30 г порошкового триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 8,5% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.2
20 г метасиликата натрия в виде пентагидрата, 50 г метасиликата натрия и 30 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 8,5% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.3
20 г метасиликата натрия в виде пентагидрата, 50 г метасиликата натрия и 30 г карбоната натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 8,5% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.4
20 г метасиликата натрия в виде пентагидрата, 30 г метасиликата натрия, 20 г карбоната натрия и 30 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 8,5% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.5
10 г метасиликата натрия в виде пентагидрата, 55 г метасиликата натрия и 35 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 4,3% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.6
20 г тетрабората натрия в виде пентагидрата, 30 г метасиликата натрия, 20 г карбоната натрия и 30 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 5,8% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2,5 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.7
20 г тетрабората натрия в виде пентагидрата, 50 г метасиликата натрия и 30 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 5,8% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 1,5 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.8
10 г тетрабората натрия в виде пентагидрата, 40 г метасиликата натрия, 20 г карбоната натрия и 30 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 2,9% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.9
10 г тетрабората натрия в виде пентагидрата, 55 г метасиликата натрия и 35 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 2,9% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 100 сек, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.10
10 г тринатрийфосфата в виде додекагидрата, 55 г метасиликата натрия и 35 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 5,2% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.11
20 г тринатрийфосфата в виде додекагидрата, 30 г метасиликата натрия, 20 г карбоната натрия и 30 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 10,4% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.12
20 г тринатрийфосфата в виде додекагидрата, 50 г метасиликата натрия и 30 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 10,4% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 2 минут, в результате чего получали макротвердую таблетку.

Пример 2.13
200 г метасиликата натрия в виде пентагидрата, 500 г метасиликата натрия и 300 г гранулированного триполифосфата натрия перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 8,5% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 17 минут, в результате чего получали твердый блок, содержащий 3,0% воды.

Пример 2.14
200 г метасиликата натрия в виде пентагидрата, 435 г метасиликата натрия, 300 г гранулированного триполифосфата натрия, 50 г карбоната натрия, 10 г карбоксиметилцеллюлозы и 5 г поливинилпирролидона перемешивали с получением смеси, содержащей приблизительно 8,5% воды. Смесь подвергали микроволновой обработке в течение 18 минут, в результате чего получали твердый блок, содержащий 3,0% воды. Во время микроволновой обработки блок немного изменил цвет, вероятно, из-за разложения карбоксиметилцеллюлозы и поливинилпирролидона. Блок погружали в жидкую смесь 20% полиэтиленгликоля со средним молекулярным весом около 8000 и 80% нонилфенолэтоксилата, имеющего в среднем 9,5 моль окиси этилена на моль нонилфенола (далее: “НФЕ 9,5”) при 70^oC до того, как больше не видно было выделение газа, который предположительно являлся воздухом, выделяющимся из пор блока. Блок абсорбировал 319 г раствора, так что его масса повышалась на 33%. Полученный таким образом блок содержит 21% НФЕ 9,5.

Примеры группы 3
Сырье по нижеследующим примерам также обрабатывалось путем облучения радиоволнами.

Примеры 3.1-3.3
Общие условия те же самые, что и в примерах группы 1. Компоненты сырья всех примеров приведены в таблице 14.

Примеры группы 4
Нижеследующие примеры поясняют композиции твердого компонента, включающего макротвердую очищающую таблетку, и жидкого компонента, которые вместе образуют двухкомпонентный продукт, оба компонента которого упаковано раздельно. Макротвердые очищающие таблетки получают с применением ПЭИ в тех же самых общих условиях, что и в примерах группы 1. В каждом случае получают макротвердую очищающую таблетку в основном такими же размерами, что и емкость, в которой она отформовалась, и весом 50 5 г. Композиция жидкого компонента указана в % от общего объема, равного 260 26 мл.

Пример 4.1
Первый компонент двухкомпонентного продукта согласно изобретению, макротвердую очищающую таблетку весом 50 г, получали из около 58 частей метасиликата натрия, 24 частей триполифосфата натрия, 16 частей карбоната натрия в виде декагидрата и 2 частей торгового продукта Dehypon LT 104 (неионогенного поверхностно-активного вещества). Второй компонент двухкомпонентного продукта, жидкий препарат общего количества 260 мл, получали из 20 частей моноэтаноламина, 14,3 частей торгового продукта Propasol Solvent B, 14,3 частей монофенилгликоля (технического) и 51,4 частей 40%-ного водного раствора кумолсульфоната натрия.

Пример 4.2
Первый компонент двухкомпонентного продукта согласно изобретению, макротвердую очищающую таблетку весом 50 г похожего состава, что и таблетка примера 4.1, получали из около 56 частей метасиликата натрия, 26 частей триполифосфата натрия, 16 частей карбоната натрия в виде декагидрата, 1,5 частей торгового продукта Dehypon LT 104 (неионогенного поверхностно-активного вещества) и 0,5 частей торгового продукта Genapol OX 060 (неионогенного поверхностно-активного вещества фирмы Хехст АГ, Германия). Второй компонент продукта, жидкий препарат общего количества 260 мл, получали таким же образом, что и жидкий компонент вышеприведенного примера 4.2.

Формула изобретения

1. Способ получения детергента в макротвердом виде путем микроволнового облучения исходного сырья, по меньшей мере часть которого является гидратированной, включающего по меньшей мере 35% от массы вещества, выбранных из группы, включающей карбонаты, бикарбонаты, сульфаты, бисульфаты, силикаты, фосфаты, гидроокиси, бораты и цитраты щелочных металлов и щелочноземельных металлов с последующим охлаждением, отличающийся тем, что облучению подвергают сырье в виде слоя частиц, расположенного в емкости, имеющей стенки для проникновения облучения, при этом микроволновое облучение проводят в течение достаточного времени для повышения температуры по меньшей мере части сырья и последующее охлаждение ведут до получения продукта, объем массы которого не превышает 1,2 раза объема исходных частиц.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что микроволновое облучение ведут при частоте 300 – 300000 МГц.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что микроволновое облучение ведут при частоте 3 – 300 МГц.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что слой частиц содержит воду в количестве 1 – 25%.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что содержание воды в слое частиц составляет 2 – 20%.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что в поры и/или зазоры детергента вводят дополнительный материал с тем, чтобы по меньшей мере часть этого дополнительного материала фиксировалась в и/или на твердом веществе.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительный материал включает по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей поли(алкиленгликоли), жирные кислоты, амиды жирных кислот, парафины, сорбит, углеводы, абразивные материалы и неионогенные поверхностно-активные вещества.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительный материал содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей поли(алкиленгликоль) и анионное, катионное, неионогенное и амфионное поверхностные вещества.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что получаемый детергент содержит более 5% от общего количества поверхностно-активных веществ.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что получаемый детергент содержит более 25% от общего количества поверхностно-активных веществ.

11. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительный материал содержит энзим.

12. Способ по п.2, отличающийся тем, что получаемый детергент содержит 0,1 – 11% воды.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что получаемый детергент содержит 0,5 – 10% воды.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что получаемый детергент содержит 2 – 6% воды.

15. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют исходное сырье, содержащее по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей покрытые источники хлора, непокрытые источники хлора, покрытые хлорсодержащие вещества, непокрытые хлорсодержащие вещества, покрытые источники активного кислорода и непокрытые источники активного кислорода.

16. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют исходное сырье, содержащее по меньшей мере 1% вещества, выбранного из группы, включающей кристаллические слоистые силикаты.

Приоритет по пунктам:
05.05.93 – по пп.1 и 2; 4 – 11;
27.04.94 – по пп.3 и 12 – 16.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 28.04.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 5-2004

Извещение опубликовано: 20.02.2004