Vergrauung? Wieviel Schmutz kann meine Flotte entfernen?

Vergrauung?
Wieviel Schmutz kann meine Flotte entfernen?
(AiF-Vorhaben „Pigmentschmutztragevermögen“ Nr. 17562 N)
Dr. Jan Beringer & Dipl.-Chem. Eva Gierling · Hohenstein Institute
Ausgangssituation
Während der letzten 10 Jahre:
• Optimierung der Waschprozesse in den gewerblichen
Wäschereien hinsichtlich Energie- und Ressourceneffizienz
• Erhöhung der Nachhaltigkeit der Wiederaufbereitungsprozesse
• Reduzierung des Wasserverbrauchs + höhere
Schmutzkonzentration =
folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 2; 11.11.2015 © Hohenstein Institute
Erhöhung des Schmutztragevermögens notwendig
• Redeposition von nicht dispergiertem Schmutz führt zu
Vergrauung
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Ziele
Erhöhung des Pigmentschmutztragevermögens von Waschflotten in modernen,
effizienten gewerblichen Waschverfahren
(Hotelwäsche bzw. Berufskleidung) mittels
folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 3; 11.11.2015 © Hohenstein Institute
Anti-Redepositions-Additive
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Auswahl der Additive (gängig)
Bezeichnung
Chemische Klassifizierung
CMC
Carboxymethylcellulose, Na-Salz
Sokolan CP5
Maleinsäure/Acrylsäure Copolymer
ca. 70 000 g/mol
Sokolan CP9
Maleinsäure/Olefin Copolymer
ca. 12 000 g/mol
MA-CP1
Maleinsäure-Copolymer, modifiziert
-
MA-CP2
4
Maleinsäure-Copolymer, hydrophob
modifiziert
Sonstiges
Substitutionsgrad
0,5-0,7
-
Auswahl der Additive (Marktprodukte)
5
AA-CP1
Acrylsäure-Copolymer, hydrophob modifiziert
-
AA-CP2
Acrylsäure-Copolymer, hydrophil modifiziert
-
AA-CP3
Acrylsäure-Copolymer, hydrophil modifiziert
-
Sokolan PA15
Polyacrysäure, Na-Salz
ca. 1 200 g/mol
Sokolan PA30 CL
Polyacrylsäure, Na-Salz
ca. 8 000 g/mol
Sokolan CP12
Polyacrylsäure, modifiziert
ca. 3 000 g/mol
P
Phosphonat
-
PA-P1
Phosphonat/Polyacrylat
-
PA-P2
Phosphonat/Polyacrylat
-
PA-P3
Phosphonat/Polyacrylat
-
Auswahl der Additive (neu, innovativ)
Bezeichnung
Chemische Klassifizierung
Sonstiges
LS
Ligninsulfonat, Na-Salz
ca. 52 000 g/mol
SM
Kondensationsprodukt,
-
AAE
Alkylarylethoxylat, sulfatiert
-
AAP
Alkylarylpolyglykolether
-
Sokolan HP22 G
Nichtionisches Copolymer
ca. 24 000 g/mol
I1
-
I2
-
I3
I4
6
Naphthalensulphonsäure-Formaldehyd-
Tributyltetradecylphosphonium
dodecylbenzolsulfonat
1-Ethyl-3-methylimidazolium
ethyl sulfat
725 g/mol
236 g/mol
Experimentelles Setup: Schmutzdefinition
Schmutz „Hotel“
Schmutz „Berufskleidung“ Schmutz „PQ Allgemein“
Zugabe als künstliche Verschmutzung im Waschprozess
Produktion von Fleck-Sets
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Experimentelles Setup (Beispiel Hotel)
Frottierware
Sekundärwaschwirkung
Primärwaschwirkung
Verhalten gegenüber
Polyquaternium-haltiger
Anschmutzung
+
8
Evaluierung der Ergebnisse mit statistischer Software (TOPSIS)
Bestimmung der Primärwaschwirkung
Beispiele
Bedingungen
Ungewaschen
Waschversuche mit Flecken-Sets
•
•
•
•
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Herstellung mittels Siebdruck
1 Woche Lagerung
Grundmaterial: CO/PES (50/50)
1 Waschzyklus bei 60 °C
Ohne Additiv
Mit Additiv
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Verbesserung
Bereich
Grundrezeptur
Besser als Grundrezeptur
Einfluss der Primärwaschwirkung auf den
Farbabstand dE (TO389/ 1 Zyklus/ 60 °C)
Bestimmung der Sekundärwaschwirkung
Beispiele
Bedingungen
Ohne Additiv
• Schmutzkonzentration: 3 g/l
• Einsatzmenge des Grundwaschmittels:
1,5 g/l
Komponente A (Tensid):
Komponente B (Buildersystem): 3,0 g/l
• 3 Waschzyklen bei 60 °C
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Mit Additiv
Übertrag auf größeren Maßstab I
Bedingungen
• Schmutzkonzentration: 3 g/l
Grundrezeptur
Mit Additiv
Bewertung
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• Additivkonzentration 150 ppm
Additive
Gemeinsame
Bewertung
G
MA-CP2
PA15
HP22 G
AAP
Score
0,02
0,03
0,53
0,95
0,95
Übertrag auf größeren Maßstab II
Bedingungen
• Schmutzkonzentration: 0,5 g/l
• Additivkonzentration 20 ppm
Mit Additiv
Grundrezeptur
Bewertung
13
Additive
Gemeinsame
Bewertung
G
CMC/HP22G
AA-CP3
HP22G
AAP
Score
0,00
0,80
0,85
0,91
0,99
Wirkung gegenüber Polyquaterniumhaltiger Anschmutzungen
Bedingungen
• Schmutzkonzentration: 3 g/l
• Einsatzmenge
des Grundwaschmittels:
Komponente A (Tensid): 1,5 g/l
Komponente B (Buildersystem): 3 g/l
• 1 Waschzyklus bei 60 °C
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Mit PQ10haltiger
Formulierung
angeschmutzter
Prüfling
Mit PQ7-haltiger
Formulierung
angeschmutzter
Prüfling
Ohne Additiv
Mit Additiv
Mit PQ7-Lösung
imprägnierte
Frottierware
Ergebnisse:
Verhalten gegenüber Polyquaterniumhaltiger Anschmutzungen
Mit Schmutzart „Hotel“
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Mit „Olivenöl/ Ruß“
Mit „PQ-Schmutz
„Allgemein“
Ergebnisse:
Verhalten gegenüber Polyquaterniumhaltiger Anschmutzungen (Einzelkomponenten)
Ölhaltig
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Kohlehydrathaltig
Proteinhaltig
Mischung
Ergebnisse:
Verhalten gegenüber Polyquaterniumhaltiger Anschmutzungen (Entfernbarkeit)
Waschprozess: ohne Verschmutzung
anschließende Anfärbung
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Einfluss der Lagerung bei einer
Beispielformulierung mit AAP
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Zusammenfassung
AAP als neues, innovatives Additiv zeigt
gute Ergebnisse
• ist lagerstabil
• jedoch hochviskos neue Dosierungsmethoden
oder Formulierungsansätze
Bewertungsmatrix für Additive in
Waschmittelformulierungen verfügbar
Neue Additive für Waschmittelformulierungen zur
Erhöhung des Pigmentschmutztragevermögens
von Waschflotten sind somit quantitativ bewertbar
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Danksagung
Das IGF-Vorhaben 17562 N „ Pigmentschmutztragevermögen“ der Forschungsvereinigung
Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstraße 12-14, 10117 Berlin wurde über die AiF
im Rahmen des Programms zu Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und
-entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines
Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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Danke für Ihre
Aufmerksamkeit!
Dr. Jan Beringer · Dipl.-Chem. Eva Gierling
E-Mail: [email protected]
[email protected]
Web: www.hohenstein.de