Способ получения детергента в макротвердом виде

Способ получения детергента в макротвердом виде

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 диэлектричес