МОЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ для очистки СТЕКЛЯННОЙ, Советский патент 1970 года по МПК C11D3/06 

Изобретение относится к составам для очистки стеклянной, глазурованной керамической и фарфоровой поверхностей с улучшенными свойствами, не оказывающими вредного действия иа эти поверхности.

Изгвестно, что сильнощелочные растворы, например растворы, содержащие свободную едкую щелочь, используемые в промышленности для мытья бутылок и других стеклянных изделий, вызывают травление или образование «ледяного узора на поверхности стекла и заметно ухудшают его внешний вид.

Известно также, что менее щелочные растворы (рН 8-13), используемые в основном в автоматических посудомоечных машннах, действуют на глазурованную или стеклянную поверхности, вызывая травление и в некоторых случаях полное иочезиовение рисунка на глазурованных фарфоровых изделиях или керамИке.

Известна композиция для очистки стеклянной, глазуро.ванной керамической и фарфоровой поверхностей, содержащая щелочной агент, например щелочь, карбонат, силикат, фосфат щелочного металла, ооверхностно-актииное вещество, ингибитор, органическое или неорганическое соединение с активным хлором или азотсодержащее галоидное соединение. Для устранения действия щелочи

в настоящее время используют ряд ингибиторов, например Na2ZnO2-4H2O.

Однако известные ингибиторы недостаточно эффективны.

Для значительного уменьшения действия щелочных очищающих составов на стеклянные и глазурованные поверхности .предлагают в эти составы вводить кислую соль алюминийортофосфата щелочного металла общей формулы

MxAlyH, (Р0,)7-1о О-8НоО

где М-щелочной металл, предпочтительно натрий и/или калий, х - целое число от 1 до 5, у-целое число от 2 до 4 и z - целое число от 11 до 17; (x-f3y+z) численно равна сумчме валентностей фосфатных радикалов (РО), то есть числу между 21 и 30. Из алюминийортофосфатов щелочного металла предпочтительно используют кислые алюминийортофосфаты натрия, например МаА1зН14(Р04)з-4Н20, МазА12Н1з(РО4)8 и ЫазА1зН15(Р04)9-2,5Н20.

Кроме того, предлагают вводить щелочную соль алюминийортофосфата натрия общей формулы

где X - целое ч-исло от 6 до 15, у - число от 1,5 до 4,5, Z -целое число от 4 до 40. Здесь и далее термины «алюм-инийортофосфаты щелочных металлов или «алюминийортофосфаты натрия означают как кислые, так и щелочные ортофосфаты, описанные выше.

Предлагаемые составы для очистки представляют собой смеси, которые, ингибиторов, указанных -в оцисании, могут содержать большое количество различных хорошо известных ингредиентов. Обычно применяют от 80 до 90 Вес. % одного или -более следующих веществ: едкой щелочи, например едкого натра, соли щелочного металла, например карбонатов, фосфатов, боратов, силикатов и сульфатов щелочных металлов, органического ияи неорганического соединения активного хлора, напрИмер хлорированного цианурата щелочного металла, хлорированной Циануровой КИСЛОТЫ, хлорированното тринатрийфосфата или другого азотсодержащего галоидного соединения, например N-хлорамида янтарной кислоты, а также детергента или поверхностно-активного соединения, предпочтительно слабого пенообразователя или вещества, не образующего пену. Кроме того, вместе с д,епрессантом пены, таким как антипенообразующее соединение кремния, можно вводить умеренный или сильный пенообразующий детергент. В подобные составы для очистки обычно также вводят бактерицидное соединение четвертичного аммония. При подготовке таких составов для очистки их растворяют в воде при соответствующей температуре, таричем соотнощеине жомоозиции и воды берется таким, что образующиеся очищающие расиворы пригодны для использования в промышленности или в домашнем хозяйстве.

Для МОЙКИ бутылок в промышленности используют очищающий состав сильнощелочного типа (рН 12 или выше), состоящий обычно из 50-95 вес. % едкой щелочи (едкого натра), О-40 вес. % одного или более веществ, выбранных из груипы, состоящей из карбоната натрия, тринатрийфосфата, тетранатрийпирофосфата или метасиликата натрия, и 0,5-20 вес. % ингибитора травления, описанного выще.

Составы для мойки кухонной посуды обычно содержат около 20-80 вес. % конденсированного фосфатного компонента (триполифосфата натрия, тетранатрийпирофосфата, пирофосфата калия и т. д.), 5-65 вес. % одного или более компонентов силиката натрия (например, безводного метасиликата натрия или пентагидрата этого соединения), детергента или поверхностно-активного вещества и одного или более специальных ингредиентов, ИЛИ наполнителей, например хлористого натрия, тринатрийфосфата, бората натрия, хлорированного трин атрий фосфат а, производных хлорированной циануровой кислоты, сульфата натрия, карбоната натрия и гипиенического агента. Вместо фосфатного компонента частично или полностью можно использовать органический смягчитель воды или соли этилендиаминтетрауксусной кислоты или нитрилуксусной кислоты и подобные

соединения.

Очищающие составы, используемые как в промышленности, так и в домашнем хозяйстве, можно растворять предпочтргтельно в воде и продавать в Виде растворов, суспензий или эмульсий, которые в дальнейшем растворяют в большом объеме воды для практического использования. В соответствии с этим приведенные выше соотношения рассчитаны на сухое веществО и не включа

ют ни воду, ни другой растворитель, который может быть использован для перевода составов для очистки в жидкую форму.

Детергент, используемый для мытья кухонной посуды, может также содержать буру и

ПОваренную соль. Промышленные очищающие составы дополнительно к вышеупомянутым ингредиентам могут содержать глюконат натрия, цитрат натрия и тартрат натрия. Алюминийортофосфаты щелочных металлов предотвращают разрушение при концентрациях 0,5-20 вес. % в расчете «а сухие ингредиенты. Предпочитаемая концентрация в расчете на сухие компоненты состава для промышленного мытья бутылок

2-5 вес. %. Для моющих составов, используемых в домашнем хозяйстве, лучшей является концентрация ингибитора, равная 2-6 вес. %. Типичные предлагаемые составы для мытья

посуды предпочтительно содержат следующие ингредиенты в указанных вес. ч.:

Триполифосфат натрия30-60

Тринатрийфосфат5-30

Метасиликат натрия10-30

Карбонат натрияО-20 Детергент (моющий агент) О-4 Алюминийортофосфат

щелочного металла2-6

В вышеупомянутой композиции Тринатрийфосфат может быть хлорированным, и иопользаванное здесь выражение «тринатрийфосфат относится как к хлорированным, так 1И нехлорированным соединениям, за

исключением тех случаев, когда указывают на хлорированный тринатрийфосфат. Также под использованным здесь выражением «метасиликат натрия подразумевается водный и безводный метасиликат натрия за исключением случаев, когда указывается степень обез волсивания.

Типичный предлагаемый состав для мытья посуды, содержащий хлорированный изоцианурат, в своем составе имеет следующие

игредиенты, вес. ч.:

Карбонат натрия9

Поверхностно-активное

вещество (Triton-10)1

Дихлоризоцианурат .калия1

Алюминийортофосфат

щелочного металла4

Првимущест1во ингибиторов алюминийортофосфата щелочных металлов, «опользуемых в растворах для мытья посуды, иллюстрируется данными, лредста-вленными в таблице. Рассмотрены результаты носле погружения фарфоровых тарелок .в моющие растворы, согласно стандартной методике (CSM.A Бюллетень № 193-57, ,июнь 31,1957). Сухой состав для мытья растворяют в воде, в результате концентрация твердых частиц в растворе составляет 0,30 вес. %. Состав для испытания, вес. ч.; Триполифосфат натрия40

Тринатрийфосфат10

Метасиликат натр1ия безводный 35 Карбонат натрия10

Поверхностно-активное

вещество1

Ингибитор4

Паблюдается замедление разрушения глазурованного фарфора (время погружения 10 час при 212±ГР (95±1°С)

Таблица

(i) Визуальное наблюдение фарфорового образца и глазури через 10 час. Шкала от 1 до 10; 10 определяет относительное максимальное разрушение, 1 определяет минимальное разрушение.

Упомянутое в таблице соединение, имеющее формулу ЫазА1зН15(РО4)92,5Н2О, можно получить следующим образом: к 10 моль HsPOi (85% 1КИСЛОТЫ) добавляют 1,35 моль NazCOa, и смесь нагревают до 80°С. Затем добавляют 1,15 моль А12ОзЗН2О, и смесь нагревают до 90°С. Реакционную смесь выдержи1вают с обратным холодильником лри 90°С до образования значительного количества осадка. Смесь затем фильтруют; собранные кристаллы алюминийфосфата натрия промывают холодной .водой, затем этанолом и, наконец, высушивают прл 100°С. Элементарным анализом установлено, что соединение соответствует формуле ЫазА1зН15(Р04) 9-2,51120, и диффракция рентгеновских лучей образцом показывает линии максимальной интенсивности 3,07, 4,00 и 8,10 А. Оно растворимо до степени 4 г на 100 мл. HzO с некоторым разложением и показывает рН, равное 3,0 в 1%-ном растворе. Абсолютная плотность равняется 2,47 г на 1 показатели рефракции N 1,518 И 1,564. Согласно дифференциальному термическому анализу соединение показывает эндотер.мы при 210°С (потери около 6 моль НгО) при 240-255°С (дополнительные потери 1,5 моль НоО) др.и 320°С (дополнительные потери 1,5 моль) и при 430°С (дополнительные потери 1 моль НоО). Обнаружено путем микроскопического исследования, что кристаллы имеют ромбическую форму с iKocbiM наклоном.

Пример 1. Составы, используемые для мытья хозяйственной лосуды, подобраны и испытаны в соответствии с нормами CSMA,

упомянутьши выше.

40 г триполифосфата натрия, 35 г безводного метасиликата натрия помещают в широкогорлый химический стакан и смешивают шпателем. 1 смз поверхностно-активного вещества Triton-10 добавляют по каплям из пипетки с широким концом и смешивают с сухими ингредиентами. Затем 4 г ингибитора добавляют при перемешивании к сухим ингредиентам. Часть этой смеси растворяют в

дистиллированной воде в таких пропорциях, чтобы в результате получился 0,3 вес. % раствора. Раствор нагревают до точки кипения и затем выдерживают при этой температуре. Небольшие глазурованные блюдца, имеющие цветной рисунок, погружают в кипящий раствор на десятичасовой период. В течение этого испытания блюдца удаляют из кипящего раствора на 1 час, сушат мягкой белой папиросной бумагой и проверяют визуально

изменения интенсивности рисунка и отщепление (повреждение) глазурл. Повреждение фарфоровой глазури.

а)Время погружения 10 час при 212±1°F (95±1С).

Ингибитор-алюминат натрия (стандарт),

рН раствора начальное 12,5, конечное 12,02.

В течение О-5 час интенсивность рисунка

не нарушается, глянец остается светлым, и

только по прошествии 5 час начинают появляться слабые водные знаки.

Когда сравнивают обработанный ,и необработанный образцы, оказывается, что цвет обработанного только слегка слабее. Некоторые водные знаки присутствуют.

Использованный здесь термин «водные знаки относится к очень слабым линиям, которые появляются на глазурованной поверхности блюдца. Поскольку эти линии .появляются вследствие повреждения глазури щелочью, их нельзя удалить мытьем, трением или обычной последующей обработкой тарелок.

б)Ингибитор - НаА1зН14(Р04)8-4Н20, рН раствора начальное 12,3, конечное 10,9.

Водные знаки появляются через 9 час выержки.

Когда сравнивают необработанный и обаботанный образцы, оказывается, что цвет стался без изменения.

в)Ингибитор - Na3Al2Hi5(PO4)8, рН равора начальное 12,4, конечное 12,05.

Время

аблюде-Наблюдения

ния, час

0Светлый -глянец - ннтенсивность

рисунка

1Тоже

2Появление сла-бых повреждений,

но постепенная потеря цвета

3Тоже

7Повреждение долго не наблюдается

8Тоже

)ч

10 На обработаином блюдце не иаблюдается водных зва-ков или потери цвета при сравнении с необработанным блюдцем

г)Ингибитор - МазА1зН15(РО4)9 2,5Н2О, Н раствора начальное 12,30, конечное 11,75

Вр ем я

наблюде-Наблюдения

ния, час

0Светлый глянец - интенсивносгь

рисунка

1Тоже

2Появление некоторых очень слабых водных знаков

3Появление некоторых очень слабых водныхзнаков

4Тоже 1 6

7„

10 Тарел ка не теряет блеска или цвета и «меет только слабые водные Знаки.

д)Ингибитора нет (контрольный), рН ратвора начальное 12,45, конечное 11,8

Время «аблюдеНаблюдбния

ния, час

О Светлый глянец рисунка

1 2 3 4

То

5Глянец тусклее - следы окраски

на ткани

6Следы ок1раски на ткани

7Позолота начинает тускнеть 8Тоже

9Рисунок становится еще слабее

10Когда сравнивают необработанную

и обработанную тарелки, то оказывается, что обработанная тарелка заметно слабее и тусклее.

Пример 2. Используют ту же самую методику, что и в примере 1, но с моющим составом, содержащим хлор. Различные алюминийфосфаты натрия испытаны на их действие по предотвращению повреждений глазурованных поверхностей фарфора. Использованы следующие составы, вес. ч.:

Триполифосфат натрия45

Натрийметасиликатпентагидрат20

Карбонат иатрия10

Хлорированный три1натрийфосфат20 Поверхностно-активное вещество

(Triton-10)1

Ингибитор4

Результаты этих испытаний суммированы в следующих величинах

Повреждение фарфоровой глазури

а) Время погружения 10 час при 212±1°F (95°±1°С).

Ингибитор - алюминаты натрия, рН раствора начальное 11,8, конечное 11,0.

Время

наблюде-Наблюдения

ния, час

О Светлый глянец - интенсивность рисунка

То

1 2 3

же

5 Появление слабых водных знаков, потускнение позолоты

6Тоже

7 8 Появление большого количества

водных знаков 9Тоже

10 Потускнение позолоты. Несколько слабых водных знаков присутствует. Не происходит выцветания рисунка или потери глянца

Ингибитор - 15Ыа2О-2,8А120з-8Р205-хН2О, рН раствора начальное 10,8, конечное 10,95.

Время

наблюде-Наблюдения

ния, час

0Светлый глянец - интенсивность

рисунка

1Тоже Темно-красное потускнение; внутренняя сторона становится тусклой Тоже Я Слабые водные знаки на обратной стороне; темно-красный постепенно теряется. Позолота становятся слегка более оранжевой; нет потери глянца Инпи битора нет (контрольный), рН раствора начальное 12,00, конечное 10,65. «аблюдеНаблюдения«1ия, час Светлый глянец - интенсивность рисунка 1 Красный цвет удаляется тканью. Блеск с рисунка сходит; появляются коричневые отложения. 2Более красный цвет удаляется 3Удаляется красный и зеленый цвета; зеленый темнеет 4Более красный цвет удаляется; позолота начинает теряться 5Более красный сходит; зеленый постепенно теряется 6Тоже 7Более красный удаляется 8Тоже 9Позолота становится более тусклой 10Цветочный рисунок почти сходит; позолота в значительной степени сходит; глянец только слегка тускнеет Качественно с помощью вышеописанных исследований определяют, что использование хлорированных составов алюминийфосфат натрия щелочной способствует более продолжительной первоначальной защите (время защиты: ), в то время, как алюминийфосфат натрия кислотный показывает набольшую степень полной защиты в течение 10 час (степень защиты: ). Пример 3. Раствор для мытья промышленных бутылок готовят путем растворения 8 вес. ч. каустической соды и 7 вес. ч. ингибитора в 1,450 вес. ч. воды. В этот раствор, находящийся при темиературе 185°±5°F (85°±3°С), Помещают новые стеклянные бутылки, которые весят 400 г. После выдержки бутылок в этом растворе в течение шести дней бутылки удаляют из раствора и взвешивают для определения потери веса иосле выдержки. Согласно выщеописанному установлено, что кислотные и щелочные алю.мннийфосфаты натрия в значительной степени задерживают повреждение стеклянных бутылок. Предмет изобретения Моющая композиция для стеклянной, глазурованной керамической и фарфоровой поверхностей, содерн ащая щелочной агент, например щелочь, карбонат, силикат, фосфат щелочного металла, поверхностно-активное вещество, ингибитор, органическое или неорганическое соединение с активным хлором или азотсодержащее галоидное соединение, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения действия щелочного агента на очищаемую поверхность, в ко1мпозицию в качестве ингибитора введено б-20 вес.в/о кислой соли алюминийортофосфата щелочного металла общей формулы М,А1уН,(РО,) -О-8Н20 где М - щелочной металл, х - целое число от 1 до 5, у - целое число от 2 до 4, z - целое число от 11 до 17, или вес. о/о щелочной соли алюминийортофосфата щелочного металла общей формулы xNa2O.yAl2O3-8P2O5-zH2O где х--целое число от 6 до 15, у - число от 1,5 до 4,5, Z - целое число от 4 до 40.