КОНТЕЙНЕР
CONTAINER

2
2
Настоящее изобретение относится к контейнеру. Неорганические перкислородные соединения, особенно пероксид водорода и твердые перкислородные соединения, которые растворяются в воде, высвобождая пероксид водорода, такие как перборат натрия и карбонат-пергидрат натрия, длительное время применялись в качестве окислителей для целей дезинфекции и отбеливания. Окислительное действие данных веществ в разбавленных растворах сильно зависит от температуры; например, в случае HO или пербората в щелочных отбеливающих растворах достаточно быстрое отбеливание загрязненного текстиля достигается только при температурах выше примерно 80°С. При более низких температурах окислительное действие неорганических перкислородных соединений может быть повышено добавлением компонентов, называемых активаторами отбеливания, касательно которых в литературе были раскрыты многочисленные предложения, главным образом из классов N-ацил- и O-ацил-соединений, причем примерами являются полиацилированные алкилендиамины, особенно тетраацетилэтилендиамин, ацилированные гликольурилы, особенно тетраацетилгликольурил, N-ацилированные гидантоины, гидразиды, триазолы, гидротриазины, уразолы, дикетопиперазины, сульфуриламиды и цианураты, а также ангидриды карбоновых кислот, особенно фталевый ангидрид, эфиры карбоновых кислот, особенно нонаноилоксибензолсульфонат натрия, изононаноилоксибензолсульфонат натрия и ацилированные производные сахаров, такие как пентаацетилглюкоза. Добавлением данных веществ отбеливающее действие водных пероксидных растворов может быть усилено в такой степени, что даже при температурах около 60°С имеет место по существу та же активность, что и в случае самого пероксидного раствора при 95°С.
Учитывая интерес к энергосберегающим способам стирки и отбеливания, в последние годы приобрели важность температуры применения значительно ниже 60°С, в частности ниже 45°С, вплоть до температуры холодной воды ниже 20°С.
Ранее было описано применение солей переходных металлов и комплексов переходных металлов, например в заявках на Европейский патент ЕР 392592, ЕР 443651, ЕР 458397, ЕР 544490, ЕР 549271 и WO 01/48138, именуемых катализаторами отбеливания.
В настоящее время обнаружено, что текстиль, особенно окрашенный текстиль, выцветает после ряда моек в присутствии катализатора отбеливания. Предполагают, что некоторые ранее использовавшиеся катализаторы не только катализируют активность перкислородного соединения, но также остаются по меньшей мере частично на поверхностях текстиля, подвергаемых отбеливанию, и даже после завершения операции очистки. Данные соли переходных металлов впоследствии могут окисляться и, таким образом, вызывать повреждение цвета и в предельных случаях риски окислительного повреждения текстиля, поскольку они непосредственно контактируют с текстилем. Например, отложение Мn (II) легко окисляется до диоксида Мn (IV), который является очень сильным окислителем, особенно в отношении легко окисляемых веществ, таких как органические красящие соединения.
Все из известных катализаторов отбеливания имеют недостаток, заключающийся в том, что они приводятся в тесный контакт с поверхностями обрабатываемых изделий и по этой причине типично часть катализатора сцепляется с указанными поверхностями или даже проникают в указанные поверхности. Это приводит к риску нежелательных изменений цвета и в редких случаях могут даже иметься дыры/разрывы как результат повреждения волокон.
Согласно первому аспекту изобретения предоставлен контейнер, содержащий детергентную композицию, включающий в себя первичную (основную) огораживающую стенку, которая является проницаемой для воды, и вторичную (дополнительную) огораживающую стенку, которая содержит добавку катализатора отбеливания и материал-основу.
Было найдено, что контейнер настоящего изобретения имеет ряд обеспечивающих преимущество свойств. Принципиальным обеспечивающим преимущество свойством является то, что катализатор отбеливания, особенно его переходный металл, если он присутствует (в случае использования в операции мойки/отбеливания), не присутствует на предмете, подвергаемом мойке или отбеливанию. Таким образом, вредное повреждение предмета в значительной степени уменьшается.
Другим преимуществом настоящего изобретения (в случае использования в операции мойки/отбеливания) является катализ окисляющего действия и отбеливающего действия неорганического перкислородного соединения при низких температурах. Эффективный катализ наблюдается ниже 80°С и, в частности, от примерно 12°С до 40°С.
Другое преимущество настоящего изобретения (в случае использования в операции мойки/отбеливания) заключается в том, что оно позволяет уменьшить количество перкислородного соединения и/или активатора отбеливания (например, TAED) в очищающей композиции при сохранении отбеливающих характеристик, что, таким образом, делает возможным уменьшение издержек.
Предпочтительно, катализатор отбеливания включает соединение переходного металла на основе одного или более из марганца, меди, железа, серебра, платины, кобальта, никеля, титана, циркония, вольфрама, молибдена, рутения, церия, лантана или ванадия. Наиболее предпочтительно, катализатор отбеливания включает соединение переходного металла на основе марганца.
Марганцевый катализатор отбеливания может быть выбран из широкого диапазона соединений марганца. Подходящие неорганические соединения (часто соли) марганца (например, Мn (II)) включают гидратированный/безводный галогенид (например, хлорид/бромид), сульфат, сульфид, карбонат, нитрат, оксид. Дополнительные примеры подходящих соединений (часто солей) марганца (например, Мn (II)) включают гидратированный/безводный ацетат, лактат, ацетилацетонат, циклогексанбутират, фталоцианин, бис(этилциклопентадиенил), бис(пентаметилциклопентадиенил).
Наиболее предпочтительно, катализатор отбеливания включает тетрагидрат ацетата марганца (II) и/или моногидрат сульфата марганца (II).
Альтернативно, катализатор отбеливания может включать
хлорид (1,8-диэтил-1,4,8,11-тетраазациклотетрадекан)марганца (II) [Mn-TACTD].
Альтернативно, катализатор отбеливания может включать
марганцевый (III) катализатор с органическим триподальным лигандом.
Альтернативно, катализатор отбеливания может включать
В общем, катализатор отбеливания представляет собой от 0,001% до 10,00%, предпочтительно от 0,01% до 5,00%, более предпочтительно от 0,15% до 2,5% второй огораживающей стенки, причем остаток композиции включает матрицу-основу.
Может быть использована смесь двух или более перечисленных выше катализаторов отбеливания.
Вторичная стенка предпочтительно имеет форму пленки. Предпочтительная толщина пленки находится в диапазоне от 0,10 мм до 1,0 мм, более предпочтительно от 0,20 до 0,40 мм. Размер частиц катализатора, используемый в производстве вторичной стенки, составляет предпочтительно от 50 микрон до 125 микрон.
Матрица-основа вторичной стенки обычно включает полимерный материал. Подходящие полимерные материалы могут быть выбраны из группы полиуретанов; полиолефинов/углеводородов, например полипропилена (РР), полипропилена, содержащего малеиновый ангидрид, полипропилена, смешанного с полиэтиленом, полиэтилена (РЕ), смешанного с этиленвинилацетатом РЕ (PE/VA), сополимера полиэтилена с этиленэтилакрилатом (РЕ/ЕЕА), полистирола, полибутадиена; полиамидов; поливинилхлорида; сложных полиэфиров, например полиметилметакрилата, поливинилацетата, этиленвинилацетата; фенольных смол; сополимеров, например полиметилметакрилата с н-бутилакрилатом и стиролом; природных/модифицированных природных полимеров, например целлюлозы, каучука, латекса, стирол-бутадиенового каучука, бутилкаучука, хлорированного/гидрохлорированного каучука, нитрильного каучука, вулканизированного каучука, силиконизированного каучука; поликарбонатов; силиконовых смол; фторированных смол, например PTFE.
Смесь двух или более пластиковых материалов, перечисленных выше, также может быть использована для матрицы.
Пленка может быть изготовлена любым подходящим способом. Предпочтительные способы включают литье и экструзию. Может быть использована дополнительная обработка, такая как обработка валковой машиной горячего гибочного прессования.
Предпочтительно, литье включает растворение основы в подходящем растворителе с последующим суспендированием/диспергированием твердого катализатора в виде мелкого порошка в смеси растворителя и основы. За этим предпочтительно следует осаждение дисперсии на поверхности (например, из нержавеющей стали или полупроводящего материала) и испарение растворителя (при комнатной температуре или при повышенной температуре). Подходящие растворители включают: хлорированные органические растворители (например, хлороформ), кетоны (например, ацетон или метилэтилкетон), диметилсульфоксид (DMSO), спирты, алифатические или ароматические углеводороды, простые эфиры гликоля или органические кислоты (например, уксусную кислоту или муравьиную кислоту), тетрагидрофуран (THF).
Предпочтительно, экструзия и соэкструзия включает пропускание композиции, включающей основу и катализатор, через экструзионную машину или прессовочную машину. Экструзию предпочтительно проводят при повышенной температуре, на которую можно влиять нагреванием или давлением, прикладываемым экструдером.
Условия экструзии зависят отчасти от конкретной природы экструдируемой композиции и от типа используемой машины. Подходящая рабочая температура экструзии составляет, например, 90-260°С. Подходящая рабочая скорость винта при экструзии составляет, например, 25-250 об/мин (обороты в минуту), предпочтительно 50-125 об/мин. Подходящее рабочее давление экструзии составляет, например, 30-250 бар. Подходящая крутящая сила для экструзионного процесса находится в диапазоне 10-100 А. Экструдат имеет предпочтительно форму пленки, гранул или тяжа или лент.
Первичная стенка является водопроницаемой.
2
Под термином "водопроницаемый" авторы подразумевают, что материал позволяет воде проходить сквозь при условиях, в которых используется продукт. Предпочтительно, материал имеет воздухопроницаемость по меньшей мере 1000 л/м/с при 100 Па согласно DIN EN ISO 9237. Кроме того, сеть не должна быть настолько проницаемой, чтобы она не могла быть способна удержать гранулированную композицию, препятствующую переносу красителя (например, не должна иметь размер пор более 150 микрон).
Традиционные материалы, применяемые в производстве чайных пакетиков или в производстве гигиенических или пеленочных продуктов, могут подходить для первичной стенки. Предпочтительные материалы включают полимерные волокна, такие как полиолефины (в особенности полиэтилен и полипропилен), поли(галоолефины), поли(виниловый спирт), сложные полиэфиры, такие как этиленвинилацетат, полиамиды, полиакриловые полимеры, белковые волокна и целлюлозные волокна (например, хлопок, вискоза и искусственный шелк).
Удобно, когда первичная стенка включает нетканый материал. Способы производства нетканых материй могут быть сгруппированы в четыре основные категории, ведущие к четырем основным типам нетканых продуктов, а именно относящимся к текстилю, относящимся к бумаге, относящимся к экструзионной переработке полимеров, и гибридным сочетаниям.
Текстиль. Технологии текстиля включают разволокнение, прочесывание и аэродинамическое формование волокон в избирательно ориентированные сети. Материи, полученные данными системами, именуют неткаными материалами сухого холстоформирования и они носят термины, такие как разволокненные, прочесанные и пневмоуложенные материи. Нетканые материи на основе текстиля или волокнисто-сетчатые структуры производят с помощью машинного оборудования, предназначенного для обработки текстильных волокон в сухом состоянии. В данную категорию также включены структуры, сформированные с использованием пучков волокон или жгута кудели, и материи, образованные штапельными волокнами и сшивающими нитками.
В общем, процессы на основе технологии текстиля обеспечивают максимальное разнообразие продукции, поскольку можно использовать большинство текстильных волокон и связующих систем.
Бумага. Технологии на основе бумаги включают системы пульпы сухого холстоформирования и мокрого холстоформирования (получения модифицированной бумаги), предназначенные принимать короткие синтетические волокна, а также волокна древесной пульпы. Материи, полученные данными системами, именуют пульпой сухого холстоформирования и неткаными материалами мокрого холстоформирования. Нетканые материи на основе бумаги производят с помощью машинного оборудования, предназначенного для обработки коротких волокон, суспендированных в текучей среде.
Экструзии. Экструзии включают системы скрепления скрученных волокон (спанбонд), выдувания расплава (мелтблаун) и пористых пленок. Материи, полученные данными системами, именуют, в отдельности, неткаными материями из скрепленных скрученных волокон, из выдутых из расплава волокон и из текстурированных или имеющих отверстия пленок, или в общем неткаными материалами холстоформирования полимеров. Нетканые материалы на основе экструзии производят с помощью машинного оборудования, объединенного с экструзией полимеров. В системах холстоформирования полимеров волокнистые структуры одновременно формируют и обрабатывают.
Гибриды. Гибриды включают системы объединения волокон/листов, системы комбинирования и композитные системы. Системы объединения используют технологию послойного нанесения или формирование по меньшей мере одной основной нетканой сети или технологию уплотнения, чтобы соединить две или более подложки материи. Системы комбинирования используют по меньшей мере один элемент формирования основной нетканой сети, чтобы усилить по меньшей мере одну подложку материи. Композитные системы интегрируют две или более технологии формирования основной нетканой сети, чтобы получить сетевые структуры. Гибридные процессы сочетают технологические преимущества для конкретных вариантов применения.
Первичная стенка контейнера может сама действовать в качестве дополнительного средства модифицирования воды, например, обладая способностью улавливать нежелательные частицы в воде и/или высвобождать полезные частицы. Таким образом, материал стенки мог бы представлять собой текстильный материал с ионулавливающими и/или ионвысвобождающими свойствами, например описанный выше материал, и такой продукт может быть создан следуя идеям, изложенным в публикации WO 02/18533, которая описывает подходящие материалы. Альтернативно и более предпочтительно, стенка может быть модифицирована, чтобы обеспечивать функцию улавливания красителя/грязи. Такая функция может быть обеспечена физическим/химическим включением агента, улавливающего краситель/грязь, в материю стенки/на поверхности материи стенки. Предпочтительным примером такого материала является соединение на основе четвертичного аммония.
Продукт может включать средство индикации, которое служит для того, чтобы показывать степень выполнения функции препятствования переносу красителя. Предпочтительным примером такого средства индикации является изменение окраски продукта. Данное изменение окраски может происходить на пакетике и/или на теле, содержащемся внутри пакетика. Предпочтительный способ достижения изменения окраски представляет собой использование улавливающего цвет соединения, которое закреплено на пакетике и/или на теле внутри пакетика.
Формование контейнера может быть проведено в горизонтальной или в вертикальной плоскости из двух или более рулонов материала, которые соединяют вместе, чтобы сформировать стенки пакетика.
Машинные узлы для формования, наполнения и запечатывания пакетиков могут быть получены от VAI, IMA, Fuso для вертикальных машин; Volpack, Iman Pack для горизонтальных машин для изготовления пакетиков; Rossi, Optima, Cloud для горизонтальных капсульных машин.
Открытому контейнеру предпочтительно придана конфигурация мешочка или пакетика, предпочтительно запечатанного или иным образом закрытого по трем краям, и который может быть заполнен через крайнюю, например четвертую, открытую сторону.
Заполнение открытого контейнера может быть проведено с использованием различных объемных дозаторов, таких как дозировочный шнек или мерная чашка. Типичная точность дозирования, требуемая при постоянной плотности продукта, составляет предпочтительно +/-1% по массе, минимум +/-5% по массе.
Устройства заполнения поставляются упомянутыми выше компаниями как часть комплекта машины.
Могут быть установлены механизмы управления обратной связи, влияющие на скорость дозировочного шнека или на объем мерной чашки, чтобы поддержать высокую точность дозирования, когда плотность продукта изменяется.
Прочность запечатывающего соединения важна, поскольку контейнер не должен открываться в ходе цикла мойки или другого типа очистки или операции смягчения воды, иначе любые нерастворимые в воде ингредиенты могли бы загрязнить подвергнутый мойке предмет.
Прочность запечатывающего соединения составляет по меньшей мере 5 Н/20 мм, предпочтительно по меньшей мере 10 Н/20 мм и наиболее предпочтительно по меньшей 15 Н/20 мм при измерении согласно способу испытания ISO R-527 перед тем, как запечатанный пакетик подвергается мойке. Прочность любого запечатывающего соединения весьма сильно зависит от использованных материалов и условий способа запечатывания, например, чтобы создать запечатывающие соединения хорошего качества применяются следующие условия:
2
- термическое запечатывание, предпочтительно используя плоские запечатывающие планки, 5 мм на 100 мм, из покрытой тефлоном нержавеющей стали, типично 1 с при 150°С +/-1°С при истинном давлении запечатывания 20 кг/см, что достигается на стендовом аппарате термического запечатывания Корр и на устройствах термического запечатывания большинства упомянутых ранее поставщиков машин;
2
- ультразвуковое запечатывание, предпочтительно используя желобчатые запечатывающие планки, 5 мм на 150 мм, рисунок с диагональными желобками под углом 45 градусов к стороне запечатывающего соединения, шаг 15 мм и ширина планки 5 мм, при номинальной охватываемой площади запечатывания 33%, при от 0,1 до 0,3 с при 20 кГц и амплитуде колебаний 70 микрон, истинное давлениЕ запечатывания от 10 до 60 кг/см, типичная поглощенная мощность от 300 до 1200 Вт, типичная поглощенная энергия от 30 до 180 Вт, используя ультразвуковое запечатывающее оборудование, произведенное компаниями, такими как Mecasonic или Branson или Hermann или Sonic или Dukane или Sonobond;
2
- клеевое запечатывание, например нанося 10 г/м горячего расплавленного клея, такого как Prodas 1400, РР, от Beardow Adams. Также могут быть использованы полиэтилен (РЕ) или полиамиды или полиуретаны или УФ-отверждаемые акриловые клеи или эпоксидные смолы.
Таким образом, в целом способ может включать:
a) формирование открытого контейнера из двух или более сетей;
b) заполнение открытого контейнера композицией, препятствующей переносу красителя; и
с) запечатывание контейнера.
Контейнер является предпочтительно плоским, то есть с одной размерностью, толщиной контейнера, по меньшей мере в 5 раз меньшей, предпочтительно по меньшей мере в 10 раз меньшей, в идеале по меньшей мере в 30 раз меньшей, чем две другие размерности, ширина и длина пакетика (которые являются одинаковыми, соответствуя диаметру пакетика, если он является круглым по форме). Предпочтительные значения толщины находятся в диапазоне 10-20 мм, например 10 мм, 15 мм или 20 мм.
2
2
Предпочтительно, контейнер покрывает поверхность (то есть продукт ширины и длины (когда пакетик является прямоугольным)) от 80 до 300 см, в идеале от 100 до 200 см. Предпочтительные длины/ширины находятся в диапазоне 5-30 см, например, 6 см, 10 см, 12 см, 15 см, 20 см, 25 см или 30 см.
Контейнер может включать гибкое тело по меньшей мере 10 мм в одном измерении и 10 мм в другом направлении.
Предпочтительно, тело является таковым, что отсутствует измерение более 20 мм. В идеале такое измерение составляет 10-20 мм, например 12 мм, 15 мм или 18 мм.
Телу может быть придана конфигурация, которая обеспечивает функцию увеличения объема, например, за счет его упругости, так что оно расширяется при удалении сжимающих сил. Было показано, что включение такого увеличивающего объем элемента (при использовании в операции автоматической мойки) уменьшает частоту случаев застревания устройства в уплотнении загрузочного отверстия, прилипания устройства к уплотнению загрузочного отверстия, облегчает обнаружение устройства после операции мойки и может способствовать течению воды через устройство.
Это в свою очередь оказывает положительное действие с экологической точки зрения путем уменьшения количества упаковочного материала, требуемого для каждой упаковки. Когда производят и продают большое число упаковок, это также оказывает положительное влияние на транспортные расходы.
В предпочтительном варианте осуществления тело включает пеноматериал, который может включать любой подходящий материал, такой как полипропилен, сложный полиэфир и/или PE/EVA. Тело может включать ряд отдельных элементов, причем каждый сформирован из отличного от других материала.
Предпочтительно, детергентная композиция представляет собой композицию для мытья посуды, для стирки, очистки твердых поверхностей и/или для дезинфекции. В общем, композиция предназначена для применения в подходящей операции мойки в моечной машине или в другом сосуде для мойки, таком как раковина, ведро и так далее. Альтернативно, композиция может быть использована в добавке (например, в добавках, которые дополняют детергентный продукт, используемый в операции мойки) или в дополнение к продукту, который содержит отбеливатель.
Детергентная композиция может включать гомогенный продукт, например однородный порошок/жидкость, или, альтернативно, детергентная композиция может иметь множество индивидуальных фаз, например, таких как многофазная таблетка.
Детергентная композиция типично включает по меньшей мере один из компонентов: поверхностно-активное вещество (анионное, неионогенное, катионное или амфотерное), моющий компонент, отбеливатель, активатор отбеливателя, стабилизатор отбеливателя, катализатор отбеливания, фермент, полимер, вспомогательный моющий компонент, подщелачивающий агент, подкисляющий агент, предотвращающий повторное осаждение агент, агент защиты серебра, краситель, оптический осветлитель, УФ-стабилизатор, смягчитель материи, ароматизатор, грязеотталкиватель, противосминатель, антибактериальное вещество, агент защиты окраски, ингибитор изменения окраски, витамин, филлосиликат, вещество, комплексующее запах, вспомогательное средство прополаскивания, ингибитор пенообразования, пенообразователь, консерватор или вспомогательное средство.
Согласно второму аспекту изобретения представлено применение контейнера согласно первому аспекту изобретения в операции мытья посуды, стирки и/или очистки твердых поверхностей и/или операции санитарной обработки/дезинфекции.
Контейнер может быть помещен с предметом, подлежащим мойке, в автоматическую моечную машину.
Альтернативно, контейнер может быть помещен на пути потока прополаскивающей или моющей воды машины, предназначенной для мойки изделий, так что вода вынуждена течь через него.
Теперь изобретение иллюстрируется следующими неограничивающими примерами.
Пример 1: Получение пленки
Основное использованное оборудование:
- Одновинтовой экструдер Brabender PL 2000 PLE 650, присоединенный к Brabender Plasti-Corder.
- Гибочная машина Brabender Т 300А Electronic-Roller Hot
Press.
Использованные сырьевые материалы
Ингредиент
Коммерческое название
Поставщик
Внешний вид
Катализатор (CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn·4H<sub>2</sub>O
Тетрагидрат ацетата марганца
Kemira
Розовый тонкий порошок 50-125 мкм
Катализатор (CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn
Безводный ацетат марганца
Aldrich
Розовый весьма тонкий порошок
Катализатор MnSO<sub>4</sub>·1H<sub>2</sub>O
Моногидрат сульфата марганца, 99%
Fluka
Розовый весьма тонкий порошок 50-125 мкм
Основа Полиметилметакрилат PMMA
PMMA VM 100ALTUGLAS
Arkema
Гранулы 3×3×2,5 мм, блестящие, прозрачные
ОсноваСополимер полипропилена
Сополимер PP401-CA20
BP
Гранулы 3×3×2,5 мм, белые/непрозрачные
Основа Полипропилен + малеиновый ангидрид
Fusabond PP MD-511D
Du Pont
Гранулы 3×3×2,5 мм, белые
Смазочный материал Парафиновое масло
Вазелин
A. Sella
Вязкое масло, прозрачное
Фаза 1: Подготовка сырьевого материала
Тетрагидрат ацетата марганца от Kemira измельчали в тонкий порошок, используя лабораторную дробилку. После просеивания выбирали продукт с гранулометрическими свойствами 50-125 мкм для получения пленки.
Моногидрат сульфата марганца от Fluka также просеивали, выбирали продукт с гранулометрическими свойствами 50-125 мкм для получения пленки.
PMMA VM 100 нагревали в печи в течение 2 часов при 80°С, чтобы удалить следы воды.
Полипропилен РР использовали в том виде, как он был получен от поставщика, без высушивания.
Фаза 2: Получение премиксов
Подготавливали несколько премиксов массой 500 г. Соотношение/количество сырьевых материалов выбирали, чтобы иметь одинаковую молярную концентрацию марганца в конечных прототипах пленки (рассчитанная концентрация марганца=4800 частей на миллион Mn).
Ингредиент (г)
Премикс 3
Премикс 4
Премикс 5
Премикс 6
Премикс 7
Премикс 8
(СН<sub>3</sub>СОО)<sub>2</sub>Mn
--
--
7,6
7,6
--
--
MnSO<sub>4</sub>.1 H<sub>2</sub>O
7,3
7,6
--
--
--
--
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn.4H<sub>2</sub>O
--
--
--
--
11,0
11,0
PMMA VM 100
492,4высушен-ный
492,4Высушен-ный
492,4 высушен-ный
492,4высушен-ный
492,4высушен-ный
492,4высушен-ный
Парафиновое масло
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Ингредиент (г)
Премикс 9
Премикс 10
Премикс 11
Премикс 12
Премикс 13
MnSO<sub>4</sub>.1 H<sub>2</sub>O
7,7
--
7,7
--
--
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn.4H<sub>2</sub>O
--
11,0
--
11,1
--
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn безводный
--
--
--
--
7,8
PP Полипропилен
PP401CA20492,4
PP401CA20489,0
Fusabond492.5
Fusabond489.0
Fusabond492.2
Парафиновое масло
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Фаза 3: Экструзия
Температуры трех зон нагрева экструдера устанавливали следующим образом:
Зона нагрева T1
Зона нагрева T2
Зона нагрева T3
Головка T4
Температура, °C
170
175
180
184-185
Средняя скорость винта составляла 30 об/мин. Отверстие в головке устанавливали равным 0,3 мм.
Для гибочной машины устанавливали температуру 60°С при скорости 2,2 метра в минуту.
Данные технологические параметры устанавливали в начале испытания и поддерживали постоянными в ходе получения, используя РММА. В представленной ниже таблице суммированы данные для испытаний и полученных пленок:
Испытание
Катализатор
Основа
Вращающий момент, амперы
Данные наблюдений
Пленка 3
MnSO<sub>4</sub>·1H<sub>2</sub>O
PMMA
60
Непрозрачная белая гладкая пленка Хорошее распределение соли. Средняя толщина 0,18-0,22 мм
Пленка 4
MnSO<sub>4</sub>·1H<sub>2</sub>O
PMMA
60
Непрозрачная белая гладкая пленка Хорошая дисперсия соли. Средняя толщина 0,18-0,22 мм
Пленка 5
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn
PMMA
60
Полупрозрачная розовая грубая пленка. Хорошее распределение соли. Средняя толщина 0,25 мм
Пленка 6
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn
PMMA
60
Полупрозрачная розовая грубая пленка. Хорошее распределение соли. Средняя толщина 0,25 мм
Пленка 7
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn·4H<sub>2</sub>O
PMMA
55
Полупрозрачная бежевая пленка Грубая поверхность. Средняя толщина 0,35 мм
Пленка 8
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn·4H<sub>2</sub>O
PMMA
55
Полупрозрачная бежевая пленка. Грубая поверхность. Средняя толщина 0,35 мм
Средняя производственная мощность составляла 2 кг/ч.
Пример 2: Химическая характеризация полученной пленки
Химические анализы были проведены для пленки 4, пленки 6 и пленки 8, чтобы оценить содержание присутствующего марганца в твердой пленки. Аналитические результаты, найденные для конечного - твердого - прототипа, - подтвердили теоретическое/рассчитанное количество добавленного марганца по массе в премиксе:
Пленка
Mn (металл), части на миллион
Пленка 4
4545
Пленка 6
4721
Пленка 8
4838
PMMA сам по себе (без добавления катализатора)
<0,005 (ниже предела обнаружения)
Пример 3: Исследование катализатора окисления
В деионизированной воде готовили следующие реагенты и растворы.
Раствор
Реагент
г/л
A
PCB Перкарбонат натрия (2Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>·3H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)+TAED Тетраацетилэтилендиамин+шафран
1,380,300,035
B
PCB+TAED+(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn×4H<sub>2</sub>O+шафран
0,005
C
PCB+TAED+MnSO<sub>4</sub>·1H<sub>2</sub>O+шафран
0,0034
D
PCB+TAED+Пленка 4 (из примера 1)+шафран
0,25
E
PCB+TAED+Пленка 6 (из примера 1)+шафран
0,25
F
PCB+TAED+Пленка 8 (из примера 1)+шафран
0,25
Раствор, содержащий перкарбонат натрия и TAED, сравнивали с раствором, содержащим РСВ, TAED и катализатор в гомогенной фазе (ацетат марганца или сульфат марганца), и с раствором, содержащим PCB+TAED+соответствующие катализаторы в формате твердой пленки (пленка 4, пленка 6 или пленка 8).
Использованный протокол: Испытание с использованием шафрана в стакане
Раствор шафрана (свежий, защищен от света)
Деионизированная вода
Температура: 20°С
Реакцию исследовали в течение 30 минут.
В УФ/видимой области при 430 нм измеряли поглощение, чтобы отследить скорость окисления субстрата, посредством измерения обесцвечивания раствора шафрана.
Результаты лабораторного экспериментального измерения остаточного поглощения спустя 30 минут суммированы в следующей таблице
A
B
C
D
E
F
Остаточное поглощение(%)
70
58
62
66
65
62
Приведенные данные представляют собой среднее двух измерений/экспериментальных прогонов.
Результаты показывают, что пленка 4, пленка 6 и пленка 8 эффективны в качестве катализаторов окисления (относительно отсутствия катализатора), причем пленка 8 дает наибольшую каталитическую эффективность отбеливания шафрана.
Пример 4: Анализ промывных жидкостей
Растворы шафрана из вышеописанного исследования по окислению (пример 3) фильтровали, чтобы удалить твердый катализатор, подкисляли и анализировали посредством атомной абсорбции, чтобы оценить присутствие марганца в случае, если какой-либо металл (Mn) высвобождался из твердой пленки в водный раствор. Результаты суммированы следующим образом:
A
B
C
D
E
F
Mn, части на миллион
0,042
0,775
0,573
0,057
0,050
0,074
Аналитические данные на присутствие Мn показывают, что не имеется существенного высвобождения Мn из твердой пленки:
найденное содержание соответствует Мn, найденному в растворе А, содержащем традиционную отбеливающую систему PCB/TAED и субстрат шафран (шафран использован в качестве субстрата окисления).
Пример 5: Рабочие характеристики в условиях мойки
Пленку 8 использовали для испытания в моечной машине, чтобы оценить каталитическую активность по отбеливанию стандартных загрязнений. Испытание в условиях мойки, соответствующих используемым потребителем, проводили, сравнивая моющие рабочие характеристики, показываемые компактным детергентом для стирки в одиночку (Tandil Ultra Plus, дозировка 68 г/мойка, содержащий традиционную систему отбеливателя на основе перкарбоната и TAED), с рабочими характеристиками, показываемыми тем же детергентом при добавлении при мойке твердого катализатора в формате пленки (пленка 8, дозировка 5 г/мойка).
Использовали следующий протокол испытания.
Жесткость воды: 25°F
Температура: 30°С
Программа: Цикл - хлопок (сильное загрязнение)
Загрузка: 3,5 кг нового хлопка
Моечная машина: Производство ЕС, фронтальная загрузка; мойка на 14,5 литра
Повторы: 4
Сушка: комнатная температура, лен
Глажка: бытовой утюг
Оценка: Спектрофотометр Datacolour 650
Были получены следующие результаты:
Детергент Ultra Plus 68 г
Детергент Ultra Plus
+твердый катализатор отбеливания (5г)
Пятна
68 г/мойка
Пленка PMMA+ацетат Mn
Чай на хлопке
Empa 167
63,8
67,7
Чай на PES/хлопок
Empa 168
64,9
67,3
Красное вино на хлопке
WFK 10LI
76,6
78,3
Кофе на хлопке
WFK 10K
80,7
81,1
Смородина на хлопке
CFT CS-12
63,1
65,2
Сок черники на хлопке
CFT CS-15
72,4
73,4
Персиковый сок на хлопке
CFT CS-19
81,2
82,2
Чай на хлопке
BC-01
62,2
63,0
Чай на PES/хлопок
BC-03
58,4
59,0
Шпинат на хлопке
CFT CS-25
83,9
84,3
Результаты данного испытания рабочих характеристик ясно показывают, что добавление твердого катализатора в формате пленки значительно увеличивает и улучшает результаты работы/чистящее действие.
Пример 6: Получение пленки
Основное использованное оборудование:
Одновинтовой экструдер Brabender PL 2000 PLE 650, присоединенный к Brabender Plasri-Corder.
- Гибочная машина Brabender Т 300А Electronic-Roller Hot Press.
Использованные сырьевые материалы
Ингредиент
Коммерческое название
Поставщик
Внешний вид
Катализатор (CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn
Безводный ацетат марганца
Aldrich
Розовый весьма тонкий порошок, менее 50 микрон
Катализатор CAT 3657
Цикламового типа, Mn
Clariant
Весьма тонкий бежевый порошок
Основа EEA Этиленэтилакрилат (PE/EEA)
LOTRIL
Arkema
Гранулы 3×3×2,5 мм, белые
Основа EVA (PE/EVA)
OREVAC, ESCORENE
Arkema, Exo Mobil
Гранулы 3×3×2,5 мм, белые
Смазочный материал Парафиновое масло
Вазелин
A.Sella
Вязкое масло, прозрачное
Фаза 1: Подготовка сырьевого материала
ЕЕА предварительно сушили в печи при 90°С в течение 2-4 часов.
PE/EVA не подвергали предварительной сушке.
Фаза 2: Премиксы
Подготавливали несколько премиксов массой 500 г. Соотношение/количество сырьевых материалов выбирали, чтобы иметь одинаковую молярную концентрацию марганца в конечных прототипах пленки (рассчитанная концентрация марганца=4800 частей на миллион Mn).
Ингредиент (г)
Премикс 20
Премикс 21*
Премикс 22
Премикс 23
Премикс 23бис
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn Безводный
7,6
--
--
7,6
7,6
CAT 3657
--
7,0
--
--
--
EEA
492,1
184,0
--
--
--
EVA
--
--
100
492,1
491,7
Парафиновое масло
0,3
0,3
0,3
0,3
0,4
Предварительно измеренные пластиковые гранулы помещали в пластиковый РЕ-мешок. Вазелиновое масло добавляли используя пипетку. Смесь перемешивали вручную до гомогенного распределения масла на гранулах. Марганцевый катализатор добавляли в мешок и смешение возобновляли.
Фаза 3: Экструзия
Температуры трех зон нагрева экструдера устанавливали следующим образом:
Головка T4
Зона нагрева T3
Зона нагрева T2
Зона нагрева T1
Температура, °C
180
175
173
170
Средняя скорость винта составляла 30 об/мин. Отверстие в головке устанавливали равным 0,3 мм.
Для гибочной машины устанавливали температуру 60°C при скорости 3,0 метра в минуту.
Испытание
Катализатор
Основа
Вращающий момент, А
Данные наблюдений
Пленка 20
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn
EEA
14
Гладкая и мягкая пленка, гомогенная дисперсия катализатора.
Пленка 21
CAT 3657
EEA
14
Хорошая дисперсия катализатора
Пленка 22
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn
EVA
16
Хорошая дисперсия катализатора/ Эластичная прозрачная пленка
Пленка 23
(CH<sub>3</sub>COO)<sub>2</sub>Mn
EVA
13
Хорошая дисперсия катализатора
Средняя производственная мощность составляла 2 кг/ч. Процедуру очистки применяли после каждого испытания/каждого получения пленки.