Brevet FR2504108A1 — publié le 19821022

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un persel stable et le persel obtenu. Parmi les persels, les plus importants de plan technique sont, de façon connue, les percarbonates de sodium et le perborate de sodium qui sont utilisés-dans les lessives. Alors que le percarbonate de sodium est facilement soluble mais pas très stable au stockage, il en est inversement pour le perborate de sodium (il s'agit toujours du tétrahydrate) qui est difficilement soluble mais, en contrepartie, de stockage beaucoup plus sur. Le perborate de sodium est également plus résistant à l'abrasion que le percarbonate de sodium. De nombreuses tentatives ont été faites pour rapprocher la stabilité au stockage et la résistance a' l'abrasion du percarbqnate de sodium, de celles du perborate de sodium. C'est ainsi que lton a ajouté de l'acide silicique sous la forme de silicate de sodium au percarbonate de sodium qu'il ait été obtenu à partir de carbonate de sodium solide, ou comme il est préférable à partir de solution aqueuse de carbonate de sodium par transformation avec de l'eau oxygénée (3R 174 891). Toutefois, ce simple mélange n'a pas amélioré considérablement la stabilité. L'utilisation d'un lit fluidisé formé de particules de carbonate de sodium, lit sur lequel on a pulvérisé de l'eau oxygénée, n'a pas donné de résultat (XR 2 076 430). Pour ces raisons, on est déjà passé à la fabrication de percarbonate de sodium par pulvérisation d'une suspension ou d'une solution de peroxyde d'hydrogène et de carbonate de sodium sur des germes mis en place au préalable. Ces germes peuvent être constitués par du percarbonate de sodium mais également par d'autres persels tels que du perborate de sodium par exemple. Ce procédé s'est avéré difficilement réalisable au plan technique, car on arrivait, soit à une cristallisation anticipée dans la buse de pulvérisation, soit un produit non homogène (DE-OS 20 60 971). Par l'imprégnation des germes de percarbonate avec les deux solutions aqueuses d'eau oxygénée et de carbonate de sodium avant l'introduction dans un séchoir à lit fluidisé on obtenait certes des particules homogènes, mais à côté d'autre difficultés techniques pour l'exécution de ce procédé, les particules de percarbonate ainsi obtenues n'étaient nas suffisamment stables (DE-OS 22 50 720). le procédé selon le brevet DE-OS 27 33 935 se proposait de résoudre ces difficultés par la présence d'un phosphate condensé de métaux alcalins (par exemple de l'hexamétaphos- phate de sodium) pendant l'imprégnation des germes, et qui étaient eux-m8mes séparés de l'eau dans un séchoir à litEluidisé l'utilisation simultanée de ce percarbonate de sodium et du perborate de sodium dans un mélange de lessive nécessitait, d'une part, la fabrication de percarbonate de sodium selon le procédé du brevet DE-OS 27 33 935, et d'autre part, la fabrication séparée de perborate de sodium selon les procédés connus. Il fallait ainsi exécuter toujours deux procédés de fabrication distincts lorsque les deux produits devaient être introduits, soit séparément, soit en commun, par exemple selon le brevet DE-OS 20 69 171, dans une lessive. La présente invention a pour but de créer un procédé permettant de réaliser un persel en une seule opération, en obtenant un produit plus facilement soluble que le perborate de sodium et qui présente une plus forte teneur en oxygène actif. On a ainsi trouvé que l'on pouvait réaliser, en une seule opération, un persel qui soit facilement soluble dans l'eau et ayant une plus forte teneur en oxygène actif que le perborate de sodium, si selon l'invention, on réunit des germes contenant du perborate de sodium et/ou du percarbonate avec une solution aqueuse qui est sursaturée en percarbonate de sodium et en perborate de sodium et contient, en outre, du silicate de sodium ainsi que l'hexamétaphosphate de sodium. La teneur totale en particules solides mises en solution est comprise entre 20 à 40 P en poids et de préférence 25 à 35 ffi en poids par rapport à la solution aqueuse. A l'intérieur de ces limites de matières solides, la fraction de percarbonate de sodium et de perborate de sodium dans la solution peut être modifiée de façon quelconque. Audessus de 40 % en poids, la solution est à peine susceptible d'ê- tre pulvérisée; en-dessous de 20 fo en poids, le procédé n'est pas économique car il faut évaporer une trop forte quantité d'eau, La quantité de peroxyde dthydrogène doit être au moins suffisante pour former les deux supports dtoxygène actif. On peut utiliser des solutions aqueuses du commerce, de préférence des solutions d'eau oxygénée à 50 - 70 % en poids. Lateneur en les différents composants de la solution aqueuse utilisée dans le cadre de l'invention, comporte, de préférence (rapporté à la fraction de matière solide en solution) de 5 à 60 % en poids de carbonate de sodium sous la forme Na2C03 1 ,5 H2O2; 1 à 20 , en poids de 3203 sous la forme NaBO2 . 3H2O . H2O2; 0.05 à 5 % en poids de SiO2 sous la forme de silicate de sodium et 0,01 à 5 ss en poids de P205 sous la forme d1hexamétaphosphate de sodium. les spécialistes estimaient, jusqu'à présent, qu'une solution qui contient à la fois du percarbonate de sodium et du perborate de sodium ne pouvait s'utiliser en technique, car, de façon connue, le percarbonate de sodium se dissolvant comme composant le plus facilement soluble devait avoir un effet de dessalement sur le perborate de sodium plus difficilement soluble. Il est de ce fait surprenant qu'une telle solution selon le procédé de l'invention, puisse être réalisée et puisse s'utiliser en technique. Cette solution se réalise de la manière suivante La solution aqueuse à mélanger avec les germes prévus se compose en soi de deux solutions séparées0 La solution I contient les composants suivants s carbonate de sodium et métaborate de sodium suivant un rapport choisi approprié entre le percarbonate et le perborate ainsi que du silicate de sodium comme stabilisant, de préférence une solution de silicate de so dium à 380 Bé, et la quantité d'hexamétaphosphate de sodium nécessaire pour arriver à une sursaturation en percarbonate de sodium. La solution II contient la quantité équivalente en peroxyde d'hydrogène, de préférence sous la forme d'une sclution à 50 - 70 % en poids, et cela calculé pour la conversion quantitative d'une quantité Rrédéterminée de carbonate de sodium en percarbonate de sodium et de la quantité prédéterminée de métaborate en perborate de sodium Il est recommandé d'avoir un léger excédent en eau oxygénée allant jusqu'a. 10 % en poids au- delà de la quantité équivalente. Le mélange des solutions I et Il doit commencer suffisamment avant l'entrée dans l'organe de pulvérisation pour que la solution de mélange soit homogène à ce moment; le mélange ne doit pas être fait trop en amont-de ltorgane de pulvérisation car il se produirait une séparation. L'optimum ne peut se déterminer que par des essais préalables. PREPARATION DE LK SOLUTION I (exemple) Dans une quantité d'eau suffisante pour la fabrication dtune solution claire, on dissout tout d'abord de l'hexa- métaphosphate de sodium puis la quantité nécessaire de carbonate de sodium.. La quantité d'eau suffit en outre pour (en fonction du rapport choisi entre le percarbonate et le perborate) recevoir également la quantité cbrrespondante de métaborate de sodium de préférence sous la forme de soude caustique et de borax cristallisé Na2B4O7.10 H2O. Cette solution est alors ajoutée à la quantité déterminée au préalable de silicate de sodium à 380 Bé. La quantité de matière solide se détermine de façon simple par pesée des matières solides à ajouter, de la quantité d'eau et de la solution terminée. PREPARATION DE LA SOLUTION II (exemple) Il s'agit d'une quantité mesurée d'une solution d'eau oxygénée à 50 - 70 % en poids qui est sensiblement équivalente à la quantité de carbonate de sodium et de métaborate de sodium de la solution I. COmme germe de cristallisation, on fait appel au percarbonate de sodium ou au perborate de sodium obtenus soit par d'autres procédés de fabrication, soit également par la mise en oeuvre du procédé de l'invention, par exemple sous la forme dune poussière d'un cyclone et/ou de grains de grande dimension, broyés. Ces produits utilisés comme germes présentent en même temps une certaine teneur en percarbonate de sodium et en perborate de sodium en plus d'une certaine quantité de silicate et d'hexamétaphosphate de sodium. Comme organe de pulvérisation, on a utilisé de préférence des buses à deux alimentations recevant comme gaz moteur un gaz inerte, et de préférence de l'air. le procédé peut se mettre en oeuvre, soit de fa çon discontinue, soit de façon continue. le progrès technique du procédé de l'invention réside dans le fait que l'on obtienne un persel en une seule phase opératoire, ce persel étant plus facilement soluble que le perborate, prés ente une plus forte teneur en oxygène actif que le perborate ainsi qu'une stabilité plus grande à la décomposition dans l'air humide. Il est en outre important de fabriquer un persel dans les limites déterminées dont la teneur en percarbonate et en perborate puisse se fixer à une valeur quelconque. Cela est important pour l'utilisation ultérieure dans les lessives. Un tel procédé permettant le choix de la teneur en percarbonate/perborate dans un seul et même produit, qui présente, en outre les caractéristiques mentionnées ci-dessus, n'était pas connu jusqu'à présent.Ce procédé n'était pas non plus évident car les spécialistes étaient d'avis, comme déjà mentionné, qu'une solution aqueuse qui contiendrait en même temp du percarbonate de sodium et du perborate de sodium, ne pouvait se réaliser ni se manipuler du fait de la précipitation du perborate de sodium. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à laide des exemples ci-joints EXEMPIM 1 Dans un tambour rotatif (diamètre 250 mm, hauteur 250 mm), qui comporte 4 nervures d'entratnement équidistantes ayant une largeur de 15 mm, on a disposé sur une inclinaison de 15 et pour une rotation de 30 tours par minute, 700 g de percarbonate de sodium d'une granulomètrie inférieure à 0,4 mm. On mélange chaque fois un cinquième de 520 g d'une solution (solution I) contenant 5 g d'hexamétaphosphate de sodium, 102,1 g de carbonate de sodium, 7,2 g de métaborate de sodium et 30,5 g de silicate de sodium à 380 Bé, avec 15 g d'eau oxygénée à 70 % en poids (solution II); on réalise un mélange homogène avant la pulvérisation. La solution à pulvériser, ainsi réalisée, est pulvérisée à l'aide d'une buse à deux entrés au cours d'une première phase opératoire. Puis on a séché le produit pulvérisé pendant environ 1 heure à 55 - 600C dans une armoire de séchage. On a exécuté les opérations des exemples 2 à 5 comme dans l'exemple 1 décrit ci-dessus. EXEMPTE 2 - Comme dans 1' exemple 1, on a mis dans un tambour rotatif incliné à 150 tournant à 30 tours par minute, 700 g de percarbonate de sodium d'une granulomètrie inférieure à 0,4 mm. On a mélangé chaque fois un cinquième de 559 g d'une solution (solution I) contenant 5 g d'hexamétaphosphate de sodium, 90,7 g de carbonate de sodium, 14,4 g de métaborate de sodium et 30,5 g de silicate de sodium à 380 Bé avec 13,6 g d'eau oxygénée à 70 % en poids (solution II) comme à l'exemple 1. Ce mélange a été fait avant la pulvérisation. La solution de pulvérisation ainsi réalisée a été pulvérisée à l'aide d'une buse à double alimentation comme dans le premier procédé décrit. Puis on a séché le produit ainsi pulvérisé pendant une heure à 55 - 600C dans une armoire de séchage. EXEMPLE 3 Comme à l'exemple 1 décrit ci-dessus, on met dans un tambour rotatif incliné à 15 , tournant à 30 tours par minute, 700 g de percarbonate de sodium d'une granulomètrie inférieure à 0,4 mm. On mélange chaque fois un cinquième de 545g d'une solution (solution I) contenant 5 g d'hexamétaphosphate de sodium, 88,9 g de carbonate de sodium, 21,5 g de métaborate de sodium et 3,5 g de silicate de sodium à 380 Bé avec 15,4 g d'eau oxygénée à 70 % en poids (solution II) comme à l'exemple 1, avant la pulvérisation. On pulvérise la solution de pulvérisation ainsi réalisée à l'aide d'une buse de pulvérisation à deux alimentations comme dans le premier procédé. Puis, on sèche le produit pulvérisé pendant envi Ron 1 heure à 55 - 60 C, dans une armoire de séchage. EXEMPLE 4 Comme à l'exemple 1, on place dans un tambour rotatif incliné à 150, tournant à 30 tours par minute, 700 g de percarbonate de sodium d'une granulomètrie inférieure à 0,4 mm. On mélange chaque fois un cinquième de 559g d'une solution (solution I) contenant 5 g d'hexamétaphosphate de sodium, 77,6 g de carbonate de sodium, 28p7 g de métaborate de sodium et 50,5 g de silicate de sodium à 780 Bé, à 14,7 g d'eau oxygénée à 70 % en poids (solution II) comme à l'exemple 1 avant d'effectuer la pulvérisation. On pulvérise la solution de pulvérisation ainsi réalisée dans une buse à deux alimentations au cours d'une première phase opératoire. Puis lton sèche le produit pulvérisé pendant environ i heure à 55 - 600C dans une armoire de séchage. Les phases opératoires 2 à 5 sont exécutées comme dans la phase opératoire n 1. Dans les exemples 4 à 4, on a utilisé divers rapports de mélange du-percarbonate de sodium et du perborate de sodium. l'expression perborate de sodium concerne dans cette description, comme cela est usuel, le composé tétrahydraté. A mesure que la teneur en perborate de sodium augmente, le temps de mise en solution augmente, mais également la stabilité en atmosphère humide, Dans le tableau I, on a : Pc = percarbonate de sodium Pb = perborate de sodium tétrahydraté. ExEMPIE5 Comme décrit à exemple 1, on met dans un tambour rotatif incliné à 150 et tournant à 70 tours par minute, 700 g de persel d'une granulomètrie inférieure à 0,4 mm. On mélange chaque fois un cinquième de 559 g d'une solution (solution I) contenant 5 g d'hexamétaphosphate de sodium, 90,7 g de carbonate de sodium, 1494 g de métaborate de sodium et 30,5 g de silicate de sodium à 380 Bé avec 13,6 g d'eau oxygénée à 70 % en poids (solution II) comme à l'exemple 1, avant de faire la pulvérisation. La solution de pulvérisation ainsi obtenue est pulvérisée à l'aide d'une buse à double alimentation au cours dBune première phase opératoire. Puis on sèche le produit pulvérisé pendant environ 1 heure à 55- 600C. On exécute les phases opératoires 2 à 5, comme la phase opératoire 1. Le tableau 2 montre que la combinaison du produit final se distingue à peine des germes mis en place, à l'exception de la teneur en SiO2. R E V E N D I C À T I O N S i.- Procédé de fabrication d'un persel stable de carbonate de sodium et de perborate de sodium par réunion d'un germe de cristallisation et d'une solution aqueuse d'un persel et évaporation de l'eau du produit obtenu, procédé caractérisé en ce qu'on réunit des germes contenant du percarbonate et/ou du perborate avec une solution aqueuse qui est sursaturée en carbonate de sodium et en perborate de sodium et contient, en outre, du silicate de sodium ainsi que de l'hexamétaphosphate de sodium. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition des germes à réaliser correspond pratiquement à celle de la matière solide de la solution à introduire. 3.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse qui contient du carbonate de sodium, de l'eau oxygénée, de l'hexamétaphosphate de sodium, du borax, de la soude caustique, et du silicate de sodium. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse dont la teneur totale en particules solides dissoutes, est comprise entre 20 et 40 % en poids. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une solution aqueuse qui, rapporté à la teneur en particules solides en solution, représente entre 5 et 60 % en poids de carbonate de sodium sous la forme Na2CO3 . 1,5 0; 1 à 20 % en poids de E203 sous la forme NaBO2 .3H2O.H2O2; 0,05 à 5 o en poids de SiO2 sous la forme de silicate de sodium et de 0,01 à 5 % en poids de P205 sous la forme d'hexamétaphosphate de sodium. T A B L E A U 1 Matière Produits d'essai Première Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 Pc Pb Pc Pb Pc Pb Pc Pb 9 1 8 2 7 3 6 4 Oxygène actif (Ca) % 13,68 13,68 13,56 133,66 13,66 Na2O % 37,51 37,20 37,20 37,28 37,20 B2O3 % - 1,39 1,74 1,92 2,26 CO2 % 27,10 26,20 26,00 25,60 25,40 SiO2 % 0,01 0,80 0,82 0,79 0,81 Temps de dissolution (minutes) 0,5 1,55 1,30 1,55 2,10 Densité apparente Kg/l 0,91 0,79 0,78 0,81 0,81 Granulomètrie 0,8 mm % 0 4 8 4 4 0,5 mm % 0 55 66 62 61 0,4 mm % 1 20 15 16 18 0,2 mm % 70 21 11 18 17 0,1 mm % 28 0 0 0 0 reste % 1 0 0 0 0 Décomposition Oa après 10 jours à 30 C et sous 92,9 % d'humidité relative 95,5 11,5 12,4 10,2 9,0 Fraction granulomètrique mise en oeuvre comme germes mm 0,315 0,315 0,315 TABLEAU 2 t Matière Produits Première d'essai Oxygène actif (Oa) % 13,70 13,85 Na2O % 35,24 36,33 B2O3 % 5,66 5,12 CO2 % 21,22 21,94 P2O5 % 1,82 1,92 SiO2 % 1,02 2,92 Temps de dissolution (minutes) 2,2 2,5 Densité apparente kg/l 0,82 0,78 Granulomètrie 0,8 mm % : O t 4 0,5 mm g : O 50 0,4 mm 5 : 1 t 25 0,2 mm % 65 21 0,1 mm : : 33 : O Reste % 1 0 Décomposition Oa après 10 jours à 30 C : et sous 92,9 % d'humidité relative 12,0 8,5 Fraction granulomètrique mise en oeuvre: o comme germes mm - > - > 0,315 0,315