СВЯЗЫВАЮЩАЯ КАЛЬЦИЙ КОМПОЗИЦИЯ
CALCIUM BINDING COMPOSITION

Ссылка на родственные заявки
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании предварительной заявки США №61/477786, поданной 21 апреля 2011 года, содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к композициям, которые способны связывать ионы кальция, и частично получены из возобновляемого углеводного сырья. Связывающие кальций композиции представляют собой смеси, содержащие одну или несколько солей гидроксикарбоновой кислоты и одну или несколько солей алюминия.
Уровень техники
Гидроксикарбоновые кислоты и соли, гидроксикарбоновой кислоты были описаны как хелатирующие агенты, которые способны связывать ионы металлов в растворе (Mehltretter, 1953; Abbadi, 1999). Соли гидроксикарбоновой кислоты в качестве связывающих агентов для ионов металлов, таких как кальций и магний, в целом, действуют слабо по сравнению с обычными связывающими агентами, такими как триполифосфат натрия (STPP), этилендиаминтетраацетат (EDTA) или нитрилотриацетат (NTA). Несмотря на низкую способность связывания, интерес представляют соли гидроксикарбоновой кислоты, поскольку они в основном биоразлагаемые, нетоксические и получены из возобновляемых источников, таких как углеводы. Таким образом, преимущественным является применение солей гидроксикарбоновой кислоты в качестве замещающих связывающих агентов для STPP и EDTA, особенно в применениях, при которых соединения могут быть выделены в окружающую среду.
Много химических соединений, которые традиционно использовали в качестве связывающих металл агентов, являются на основе фосфора. Из-за экологических норм остается ограниченным использование фосфорсодержащих соединений в применениях, при которых вещество выделяется в поверхностную воду. Эти нормы создали потребность в экологически приемлемых материалах для применения в качестве связывающих металл агентов для различных применений.
Одним применением, при котором применимы связывающие металл агенты, является применение в моющих составах. Моющие средства представляют собой очищающие смеси, главным образом состоящие из поверхностно-активных веществ, основных компонентов, отбеливателей, ферментов и наполнителей. Двумя главными компонентами являются поверхностно-активные вещества и основные компоненты. Поверхностно-активные вещества отвечают за эмульгирование масла и жира, тогда как основные компоненты добавляют для усиления или улучшения очищающих свойств поверхностно-активного вещества. Основной компонент может быть отдельным веществом или смесью веществ, и обычно соответствует множеству функций. Важной функцией основного компонента является связывание катионов металла, типично, катионов кальция и магния, в жесткой воде. Основные компоненты действуют как смягчители воды путем связывания катионов кальция и магния и предотвращения образования не растворимых в воде солей между компонентами катиона и аниона в промывном растворе, таких как поверхностно-активные вещества и карбонат. В случае очищающих средств для белья основные компоненты также помогают предотвращать связывание катионов с хлопком, основанную причину грязеудержания на хлопковой ткани. Другие функции основных компонентов включают в себя увеличение щелочности моющих растворов, дефлокулирование мицелл поверхностно-активных веществ и ингибирование коррозии.
Первыми основными компонентам, используемыми в коммерческих очищающих средствах, были фосфатные соли и производные фосфатных солей. В одно время триполифосфат натрия (STPP) был наиболее распространенным основным компонентом как в потребительских, так и промышленных моющих средствах. Фосфатные основные компоненты также рекламируются как ингибиторы коррозии для металлических поверхностей стиральных и посудомоечных машин. В течение последних 40 лет фосфаты постепенно исключали из моющих средств, главным образом, из-за экологических факторов, касающихся выброса обогащенных фосфатами сточных вод в поверхностные воды, что обуславливает эвтрофикацию и, в конечном итоге, гипоксию (Lowe, 1978). Высокоэффективные замены фосфатов для моющих средств все еще ищут.
Обычные моющие средства используют при уходе за транспортным средством, в пищевой промышленности и промышленности напитков (например, в молочной, сырной, сахарной, мясной, пищевой и пивоварной, и в другой промышленности напитков), в промышленности для мытья посуды и стирки, включая щелочные моющие средства. Щелочные моющие средства, в особенности те, которые предназначены для учредительного и коммерческого применения, как правило, содержат фосфаты, нитрилотриуксусную кислоту (NTA) и этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA). Фосфаты, NTA и EDTA представляют собой компоненты, которые обычно используют в моющих средствах для удаления грязи и для связывания ионов металлов, таких как кальций, магний и железо.
В частности, NTA, EDTA или полифосфаты, такие как триполифосфат натрия, и их соли использовали в моющих средствах из-за их способности растворять ранее существующие неорганические соли и/или грязь. При оседании солей кальция, магния и железа кристаллы могут присоединяться к очищенной поверхности и вызывать нежелательные эффекты. Например, оседание карбоната кальция на поверхности продукта может отрицательно сказываться на эстетическом внешнем виде продукта, придавая ему загрязненный вид. В отрасли стирки, если карбонат кальция оседает и присоединяется к поверхности ткани, кристаллы могут оставлять ощущение жесткости ткани и грубости на ощупь. В пищевой промышленности и промышленности напитков остаток карбоната кальция может влиять на уровни кислотности пищевых продуктов. Способность NTA, EDTA и полифосфатов удалять ионы металлов способствует моющей способности раствора предотвращением осаждения жесткости, помогает удалять грязь и/или предотвращает повторное осаждение грязи в промывной раствор или промывную воду.
Несмотря на эффективность, фосфаты и NTA являются объектом правительственного контроля из-за проблем с окружающей средой и здоровьем. Хотя EDTA в настоящее время не регулирован, полагали, что правительственный контроль может быть осуществлен из-за сохраняемости в окружающей среде. Таким образом, в области техники существует потребность в альтернативной, и, предпочтительно, экологически благоприятной, очищающей композиции, которая может заменить свойства фосфорсодержащих соединений, таких как фосфаты, фосфонаты, фосфиты и акриловые фосфинатные полимеры, а также аминокарбоксилаты, такие как NTA и EDTA.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к связывающей кальций композиции, содержащей комбинацию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. Как правило, по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты включает в себя соли глукаровой кислоты, соли глюконовой кислоты, соли 5-кетоглюконовой кислоты, соли виннокаменной кислоты, соли тартроновой кислоты, соли гликолевой кислоты, соли глицериновой кислоты, соли ксиларовой кислоты, соли галактаровой кислоты или их смеси. Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя соль глукаровой кислоты. По меньшей мере одна соль глукаровой кислоты может включать в себя глюкарат монокалия, глюкарат кальция, глюкарат динатрия, глюкарат натрия-калия, глюкарат дикалия, глюкарат цинка, глюкарат диаммония, глюкарат дилития, глюкарат лития-натрия, глюкарат лития-калия, или их смеси. Согласно другому варианту осуществления по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты включает в себя соль глюконовой кислоты, такую как глюконат натрия, глюконат калия, глюконат лития, глюконат цинка, глюконат аммония, или их смеси. Согласно другому варианту осуществления по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты включает в себя соль 5-кетоглюконовой кислоты, такую как 5-кетоглюконат натрия, 5-кетоглюконат калия, 5-кетоглюконат лития, 5-кетоглюконат цинка, 5-кетоглюконат аммония, или их смеси. Согласно дополнительному варианту осуществления по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты включает в себя соль виннокаменной кислоты, такую как тартрат натрия, тартрат калия, тартрат лития, тартрат динатрия, тартрат натрия-калия, тартрат дикалия, тартрат дилития, тартрат лития-натрия, тартрат лития-калия, тартрат цинка, тартрат диаммония, или их смеси.
Нельзя не отметить, что по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя смесь по меньшей мере одной глюкаратной соли, по меньшей мере одной глюконатной соли, по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, по меньшей мере одной тартратной соли, по меньшей мере одной тартронатной соли и по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно одному варианту осуществления смесь гидроксикарбоновых кислот может содержать от приблизительно 30% до приблизительно 75% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 20% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь содержит от приблизительно 40% до приблизительно 60% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 3% до приблизительно 9% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 1% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит от приблизительно 45% до приблизительно 55% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 10% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 4% до приблизительно 6% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 3% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит приблизительно 50% по меньшей мере одной глюкаратной соли, приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, приблизительно 4% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартратной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартронатной соли и приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли.
Как правило, связывающая кальций композиция содержит от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно одному варианту осуществления композиция содержит от приблизительно 60% до приблизительно 95% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 5% до приблизительно 35% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления композиция содержит приблизительно 60% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 40% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно дополнительному варианту осуществления композиция содержит приблизительно 70% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 30% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления композиция содержит приблизительно 80% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 20% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно дополнительному варианту осуществления композиция содержит приблизительно 90% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 10% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Дополнительно нельзя не отметить, что по меньшей мере одна соль алюминия связывающей кальций композиции включает в себя алюминат натрия, хлорид алюминия или их смеси.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способу связывания ионов кальция из среды с диапазоном значений pH от приблизительно 8,5 до приблизительно 9,5, который предусматривает введение композиции, содержащей комбинацию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя соль глукаровой кислоты, соль глюконовой кислоты, соль 5-кетоглюконовой кислоты, соль виннокаменной кислоты, соль тартроновой кислоты, соль гликолевой кислоты, соль глицериновой кислоты, соль ксиларовой кислоты, соль галактаровой кислоты или их смеси. Кроме того, по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя смесь по меньшей мере одной глюкаратной соли, по меньшей мере одной глюконатной соли, по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, по меньшей мере одной тартратной соли, по меньшей мере одной тартронатной соли и по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно одному варианту осуществления смесь гидроксикарбоновых кислот может содержать от приблизительно 30% до приблизительно 75% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 20% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь содержит от приблизительно 40% до приблизительно 60% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 3% до приблизительно 9% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 1% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит от приблизительно 45% до приблизительно 55% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 10% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 4% до приблизительно 6% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 3% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит приблизительно 50% по меньшей мере одной глюкаратной соли, приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, приблизительно 4% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартратной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартронатной соли и приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Способ по настоящему варианту осуществления может предусматривать композицию, содержащую от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, от приблизительно 80% до приблизительно 98% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 2% до приблизительно 20% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, от приблизительно 85% до приблизительно 95% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 5% до приблизительно 15% по массе по меньшей мере одной соли алюминия и приблизительно 90% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 10% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль алюминия может включать в себя алюминат натрия, хлорид алюминия или их смеси.
Согласно дополнительному аспекту настоящее изобретение предусматривает способ связывания кальция из среды с диапазоном значений pH от приблизительно 9,5 до приблизительно 10,5, который предусматривает введение композиции, содержащей комбинацию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя соль глукаровой кислоты, соль глюконовой кислоты, соль 5-кетоглюконовой кислоты, соль виннокаменной кислоты, соль тартроновой кислоты, соль гликолевой кислоты, соль глицериновой кислоты, соль ксиларовой кислоты, соль галактаровой кислоты или их смеси. Кроме того, по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя смесь по меньшей мере одной глюкаратной соли, по меньшей мере одной глюконатной соли, по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, по меньшей мере одной тартратной соли, по меньшей мере одной тартронатной соли и по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь солей может содержать от приблизительно 30% до приблизительно 75% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 20% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь содержит от приблизительно 40% до приблизительно 60% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 3% до приблизительно 9% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 1% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит от приблизительно 45% до приблизительно 55% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 10% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 4% до приблизительно 6% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 3% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит приблизительно 50% по меньшей мере одной глюкаратной соли, приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, приблизительно 4% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартратной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартронатной соли и приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Способ может предусматривать связывающую кальций композицию, содержащую от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, от приблизительно 70% до приблизительно 90% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 10% до приблизительно 30% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, от приблизительно 75% до приблизительно 85% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 15% до приблизительно 25% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, и приблизительно 80% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 20% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль алюминия может включать в себя алюминат натрия, хлорид алюминия или их смеси.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение предусматривает способ связывания кальция из среды с диапазоном значений pH от приблизительно 10,5 до приблизительно 11,5, который предусматривает введение композиции, содержащей комбинацию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя соль глукаровой кислоты, соль глюконовой кислоты, соль 5-кетоглюконовой кислоты, соль виннокаменной кислоты, соль тартроновой кислоты, соль гликолевой кислоты, соль глицериновой кислоты, соль ксиларовой кислоты, соль галактаровой кислоты или их смеси. Кроме того, по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя смесь по меньшей мере одной глюкаратной соли, по меньшей мере одной глюконатной соли, по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, по меньшей мере одной тартратной соли, по меньшей мере одной тартронатной соли и по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь солей может содержать от приблизительно 30% до приблизительно 75% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 20% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь содержит от приблизительно 40% до приблизительно 60% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 3% до приблизительно 9% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 1% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит от приблизительно 45% до приблизительно 55% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 10% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 4% до приблизительно 6% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 3% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит приблизительно 50% по меньшей мере одной глюкаратной соли, приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, приблизительно 4% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартратной соли приблизительно 6% по меньшей мере одной тартронатной соли и приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли.
Способ может предусматривать связывающую кальций композицию, содержащую от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, от приблизительно 60% до приблизительно 80% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 20% до приблизительно 40% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, от приблизительно 65% до приблизительно 75% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 25% до приблизительно 35% по массе по меньшей мере одной соли алюминия, и приблизительно 70% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 30% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль алюминия может включать в себя алюминат натрия, хлорид алюминия или их смеси.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к моющей композиции, содержащей связывающую кальций композицию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. Моющая композиция дополнительно может содержать один или несколько дополнительных функциональных веществ, таких как, например, средство для полоскания, отбеливатель, дезинфицирующее/противомикробное средство, активаторы, очищающие добавки или наполнители, рН буферные агенты, компоненты для разглаживания тканей, смягчители тканей, грязеудаляющие агенты, противопенные агенты, агенты против повторного осаждения, стабилизаторы, диспергаторы, оптические отбеливатели, антистатики, разглаживающие агенты, агенты для поглощения запахов, агенты для защиты волокон, агенты для защиты цвета, красители/ароматизаторы, УФ-защитные агенты, антискатывающие агенты, водоотталкивающие агенты, отвердители/модификаторы растворимости, ингибиторы коррозии стекла и металлов, ферменты, агенты против накипи, окислители, растворители и репелленты.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена сравнительная способность связывания кальция композиции, содержащей очищенный глюкарат/алюминат, по сравнению с композицией, содержащей неочищенный глюкарат/алюминат, в водной среде со значением pH 9. В частности, на фиг.1 представлена способность каждого соединения связывать ионы кальция, измеряемая в мг связанного кальция на грамм связывающего агента, поскольку массовый процент гидроксикарбоксилатного соединения (очищенный глюкарат или неочищенный глюкарат) увеличен.
На фиг.2 представлена сравнительная способность связывания кальция композиции, содержащей очищенный глюкарат/алюминат, по сравнению с композицией, содержащей в себя неочищенный глюкарат/алюминат, в водной среде со значением pH 10. В частности, на фиг.2 представлена способность каждого соединения связывать ионы кальция, измеряемая в мг связанного кальция на грамм связывающего агента, поскольку массовый процент гидроксикарбоксилатного соединения (очищенный глюкарат или неочищенный глюкарат) увеличен.
На фиг.3 представлена сравнительная способность связывания кальция композиции, содержащей очищенный глюкарат/алюминат, по сравнению с композицией, содержащей в себя неочищенный глюкарат/алюминат, в водной среде со значением pH 11. В частности, на фиг.3 представлена способность каждого соединения связывать ионы кальция, измеряемая в мг связанного кальция на грамм связывающего агента, поскольку массовый процент гидроксикарбоксилатного соединения (очищенный глюкарат или неочищенный глюкарат) увеличен.
Подробное описание изобретения
В настоящем изобретении описаны новые связывающие кальций композиции, содержащие смеси солей гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. Гидроксикарбоновые кислоты представляют собой соединения, которые содержат одну или несколько гидроксильных групп, а также одну или несколько функциональных групп карбоновой кислоты. Гидроксильные группы этих соединений способны образовывать связывающие ионы металла комплексы при объединении с подходящими солями алюминия в воде. Было показано, что эти комплексы образуют стабильные, растворимые в воде комплексы с ионами металлов, таких как кальций и магний, в противоположность гидроксикарбоновым кислотам отдельно, которые типично образуют не растворимые в воде соли со многими ионами металлов, тем самым обеспечивая свойства связывания металлов.
Как правило, используемый в настоящем описании термин "гидроксикарбоновая кислота" может учитывать любое окислительное производное углеводов или других полиоловых соединений. Подходящие для применения согласно настоящему изобретению смеси гидроксикарбоновой кислоты также подходяще получены окислением углевода или других полиоловых соединений. Окисление углеводных соединений может быть проведено различными известными способами, включая окисление азотной кислотой, окисление диоксидом азота, окисление воздухом или кислородом над металлическим катализатором и окисление тетраалкилнитроксилрадикальными соединениями, такими как TEMPO. Как правило, термин "полиол" определен как любое органическое соединение с двумя или несколькими спиртовыми гидроксильными группами. Подходящие углеводы или полиолы для окисления включают в себя: простые альдозы и кетозы, такие как глюкоза, ксилоза или фруктоза; простые полиолы, такие как глицерин, сорбит или маннит; восстанавливающие дисахариды, такие как мальтоза, лактоза или целлобиоза; восстанавливающие олигосахариды, такие как мальтотриоза, мальтотетроза или мальтотетралоза; невосстанавливающие углеводы, такие как сахароза, трегалоза и стахиоза; смеси моносахаридов и олигосахаридов (которые могут включать в себя дисахариды); глюкозные сиропы с различными значениями декстрозного эквивалента; полисахариды, такие как без ограничения крахмал, целлюлоза, арабиногалактаны, ксиланы, маннаны, фруктаны, гемицеллюлозы; смеси углеводов и другие полиолы, которые включают в себя один или несколько углеводов или полиолов, перечисленных выше. Конкретные примеры гидроксикарбоновых кислот, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, включают в себя без ограничения глукаровую кислоту, ксиларовую кислоту, галактаровую кислоту, глюконовую кислоту, виннокаменную кислоту, тартроновую кислоту, гликолевую кислоту, глицериновую кислоту и их комбинации. Согласно одному варианту осуществления гидроксикарбоновая кислота включает в себя глукаровую кислоту, ксиларовую кислоту и галактаровую кислоту. Кроме того, специалист настоящей области будет учитывать то, что гидроксикарбоновые кислоты согласно настоящему изобретению охватывают все возможные стереоизомеры, включая диастереоизомеры и энантиомеры, в основном чистой форме, а также при любом соотношении компонентов в смеси, включая рацематы гидроксикарбоновых кислот.
Связывающие кальций композиции согласно настоящему изобретению содержат солевую форму обсуждаемых здесь гидроксикарбоновых кислот. Специалист настоящей области будет учитывать то, что соли, как правило, представляют собой соединения, которые возникают в результате реакции нейтрализации кислоты и основания. Любое производное окисления углевода или другого полиола может быть включено в его солевой форме в настоящее изобретение. Неограничивающие примеры солей гидроксикарбоновой кислоты включают в себя глюкарат монокалия, глюкарат кальция, глюкарат динатрия, глюкарат натрия-калия, глюкарат дикалия, глюкарат дилития, глюкарат лития-натрия, глюкарат лития-калия, глюкарат цинка, глюкарат диаммония, ксиларат динатрия, ксиларат натрия-калия, ксиларат дикалия, ксиларат дилития, ксиларат лития-натрия, ксиларат лития-калия, ксиларат цинка, ксиларат диаммония, глюконат натрия, глюконат калия, глюконат лития, глюконат цинка, глюконат аммония, галактарат динатрия, галактарат натрия-калия, галактарат дикалия, галактарат дилития, галактарат лития-натрия, галактарат лития-калия, галактарат цинка, галактарат диаммония, тартрат динатрия, тартрат натрия-калия, тартрат дикалия, тартрат дилития, тартрат лития-натрия, тартрат лития-калия, тартрат цинка, тартрат диаммония, тартронат динатрия, тартронат натрия-калия, тартронат дикалия, тартронат дилития, тартронат лития-натрия, тартронат лития-калия, тартронат цинка, тартронат диаммония, гликолят натрия, гликолят калия, гликолят лития, гликолят цинка, гликолят аммония, глицерат натрия, глицерат калия, глицерат лития, глицерат цинка, глицерат аммония и их комбинации. Согласно другому варианту осуществления гидроксикарбоновая кислота может включать в себя без ограничения глюкарат монокалия, глюкарат кальция, глюкарат динатрия, глюкарат натрия-калия, глюкарат дикалия, глюкарат цинка, ксиларат динатрия, ксиларат натрия-калия, ксиларат дикалия, ксиларат диаммония, ксиларат цинка, галактарат динатрия галактарат, галактарат натрия-калия, галактарат дикалия, галактарат цинка и их комбинации.
Используемый в настоящем описании термин "соль алюминия" определен как любое растворимое в воде соединение алюминия, которое способно освобождать ионы алюминия при гидролизе. Подходящие примеры солей алюминия включают в себя без ограничения сульфат алюминия, нитрат алюминия, хлорид алюминия, формиат алюминия, алюминат натрия, бромид алюминия, фторид алюминия, гидроксид алюминия, фосфат алюминия, йодид алюминия, сульфат алюминия и их комбинации. Согласно одному варианту осуществления соль алюминия включает в себя алюминат натрия и хлорид алюминия.
Связывающая кальций композиция, как правило, содержит от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидрокарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Конкретные процентные составы по меньшей мере одной гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия могут изменяться в зависимости от необходимых характеристик композиции. Как правило, композиции с различными концентрациями компонентов гидроксикарбоновой кислоты и соли алюминия обладают переменными способностями связывать ионы металлов согласно значению pH среды, из которой ионы металла связаны. Также, в зависимости от значения pH желаемой среды, обработанной связывающим кальций агентом, относительное процентное соотношение гидроксикарбоновой кислоты и соли алюминия может меняться. Согласно одному варианту осуществления композиция содержит от приблизительно 60% до приблизительно 95% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 5% до приблизительно 40% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления композиция содержит приблизительно 60% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 40% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно дополнительному варианту осуществления композиция содержит приблизительно 70% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 30% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления композиция содержит приблизительно 80% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 20% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно дополнительному варианту осуществления композиция содержит приблизительно 90% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 10% по массе по меньшей мере одной соли алюминия.
Специалист настоящей области будет учитывать то, что дополнительные добавки могут быть включены в связывающие кальций композиции согласно настоящему изобретению, поскольку добавки отрицательно не воздействуют на способность связывающих кальций композиций связывать ионы металлов. Типичные добавки могут включать в себя без ограничения органические моющие средства, очистительные средства, средства для полоскания, отбеливатели, дезинфицирующие/противомикробные средства, активаторы, очищающие добавки или наполнители, противопенные агенты, агенты против повторного осаждения, оптические отбеливатели, красители/ароматизаторы, дополнительные модификаторы отвеждения/растворимости, поверхностно-активные вещества или любой другой природный или синтетический агент, способный менять свойства связывающей кальций композиции.
Связывающие кальций композиции согласно настоящему изобретению могут быть использованы в любом из применений, при котором необходимо связывание или захват ионов металлов. Подходящие примеры промышленных применений, при которых могут быть использованы композиции согласно настоящему изобретению, включают в себя без ограничения основные компоненты моющих средств, ингибиторы накипеобразования для обработки технической воды и применения в качестве возобновляемой замены этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), нитрилотриуксусной кислоты (NTA), триполифосфата натрия (STPP), и других общих агентов связывания.
Гидроксикарбоновые кислоты согласно настоящему изобретению могут быть получены при помощи любых способов, известных в настоящее время из области техники. Используемые в настоящее время коммерческие способы получения традиционных гидроксикарбоновых кислот или их солей являются в основном биологически вызванными преобразованиями или ферментациями, как, например, при получении виннокаменной кислоты (патент США №2314831), глюконовой кислоты (патент США №5017485) и лимонной кислоты (патент США №3652396). Также присутствуют химические способы окисления, хотя они не распространены при промышленном производстве. Некоторые химические способы окисления, подходящие для полиолового исходного сырья, предусматривают окисление кислородом над металлическими катализаторами (патент США №2472168) и окисление, опосредованное тетраалкилнитроксилрадикальными соединениями, такими как TEMPO (патент США №6498269). При дополнительных способах использовали азотную кислоту в качестве окислителя в водном растворе, и они были описаны в (Kiely, патент США №7692041). Квалифицированный специалист будет учитывать, что любой из описанных в настоящем описании способов, а также любая комбинация способов, могут быть использованы с целью получения гидроксикарбоновой кислоты.
Путем окисления полиолового исходного сырья, такого как глюкоза, как правило, получали смесь продуктов окисления. Например, окислением глюкозы любым из описанных выше способов получали глукаровую кислоту вместе с другими продуктами окисления, которые включают в себя глюконовую кислоту, глукаровую кислоту, виннокаменную кислоту, тартроновую кислоту и гликолевые кислоты, все из которых представляют собой гидроксикарбо новые кислоты и находятся в пределах объема настоящего изобретения. Одна из распространенных гидроксикарбоновых кислот, полученная этими способами окисления, включает в себя глукаровую кислоту. Из уровня техники известно, что продукт глукаровой кислоты может быть выборочно отделен от смеси других гидроксикарбоновых кислот титрованием основным соединением, таким как гидроксид калия, и затем быть использован в качестве компонента гидроксикарбоновой кислоты связывающих кальций композиций согласно настоящему изобретению. Такая композиция, содержащая глукаровую кислоту в качестве гидроксикарбоновой кислоты, выделенной из оставшихся гидроксикарбоновых кислот, полученных способами окисления, может называться "очищенная" глюкаратная композиция. Альтернативно, смесь гидроксикарбоновых кислот, полученная способами окисления, может быть использована в качестве компонента гидроксикарбоновой кислоты композиций согласно настоящему изобретению без выделения компонента глукаровой кислоты. Такая смесь называется "неочищенная" глюкаратная композиция. Таким образом, неочищенная глюкаратная композиция содержит смесь одной или нескольких гидроксикарбоновых кислот, полученных окислением исходного сырья, и может содержать глюконовую кислоту, 5-кетоглюконовую кислоту, глукаровую кислоту, виннокаменную кислоту, тартроновую кислоту и гликолевые кислоты. Применение неочищенной глюкаратной смеси в качестве компонента гидроксикарбоновой кислоты настоящих композиций обеспечивает много преимуществ по известному уровню техники, включая рентабельность из-за сокращенного числа стадий обработки, а также увеличение выхода продукта.
Настоящее изобретение также предусматривает способы связывания кальция из различных сред с переменными уровнями pH. Специалисту настоящего уровня техники будет понятно, что любая среда, включающая в себя без ограничения жидкости, гели, полутвердые и твердые вещества, может быть обработана связывающими кальций агентами согласно настоящему изобретению. Как правило, композиции согласно настоящему изобретению эффективны в связи с тем, что по меньшей мере одна гидроксикарбоновая кислота и по меньшей мере одна соль алюминия образуют комплекс, который подходит для связывания ионов металлов. Образование гидроксакарбоксилатного/алюминатного комплекса зависит от pH, так что комплекс образуется более быстро, поскольку значение pH возрастает и связывание кальция улучшается с увеличением значения pH. Кроме того, полагают, что глюкарат обеспечивает лучшую альтернативу для связывания ионов кальция из-за структурных характеристик соединения. Как ни удивительно, было обнаружено, что неочищенная глюкаратная/алюминатная композиция (содержащая комбинацию глюкарата с другими гидроксикарбоксилатами) проявляет подобные свойства, и в некоторых случаях даже лучше, чем очищенная глюкаратная/алюминатная композиция (содержащая только глюкарат) при связывании ионов кальция в различных диапазонах pH.
Отмечено, что связывающие кальций композиции согласно настоящему изобретению могут быть использованы для связывания ионов кальция из сред с различными уровнями значений pH. Как правило, композиции могут быть использованы для связывания ионов кальция из среды с диапазоном значений pH от приблизительно 6 до приблизительно 14. Согласно одному варианту осуществления настоящее изобретение относится к способ у связывания ионов кальция из среды с диапазоном значений pH от приблизительно 8,5 до приблизительно 9,5, который предусматривает введение композиции, содержащей комбинацию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты включает в себя соль глукаровой кислоты, соль глюконовой кислоты, соль 5-кетоглюконовой кислоты, соль виннокаменной кислоты, соль тартроновой кислоты, соль гликолевой кислоты, соль ксиларовой кислоты, соль галактаровой кислоты и их комбинации. Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя смесь по меньшей мере одной глюкаратной соли, по меньшей мере одной глюконатной соли, по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, по меньшей мере одной тартратной соли, по меньшей мере одной гликолятной соли и по меньшей мере одной тартронатной соли.
Смесь по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя гидроксикарбоксилатные компоненты в любом соотношении. Согласно одному варианту осуществления смесь гидроксикарбоновых кислот может содержать от приблизительно 30% до приблизительно 75% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 20% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь содержит от приблизительно 40% до приблизительно 60% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 3% до приблизительно 9% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 1% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит от приблизительно 45% до приблизительно 55% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 10% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 4% до приблизительно 6% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 3% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит приблизительно 50% по меньшей мере одной глюкаратной соли, приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, приблизительно 4% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартратной соли приблизительно 6% по меньшей мере одной тартронатной соли и приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Отмечено, что процентные соотношения всех гидроксикарбоксилатов основаны на массе гидроксикарбоксилатной части связывающей кальций композиции без учета дополнительной массы соли алюминия. Так, процентные соотношения каждой из гидроксикарбоксилатных солей представлены относительно других гидроксикарбоксилатных солей в смеси, и не представляют собой процентное соотношение всей массы композиции.
Как правило, способ связывания ионов кальция из среды с диапазоном значений pH от 8,5 до приблизительно 9,5 предусматривает применение связывающей кальций композиции, содержащей от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит от приблизительно 80% до приблизительно 98% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 2% до приблизительно 20% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно дополнительному варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит от приблизительно 85% до приблизительно 95% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 5% до приблизительно 15% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит приблизительно 90% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 10% по массе по меньшей мере одной соли алюминия.
Согласно другому варианту осуществления настоящее изобретение предусматривает способ связывания кальция из среды с диапазоном значений pH от приблизительно 9,5 до приблизительно 10,5, который предусматривает введение композиции, содержащей комбинацию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя соль глукаровой кислоты, соль глюконовой кислоты, соль 5-кетоглюконовой кислоты, соль виннокаменной кислоты, соль тартроновой кислоты, соль гликолевой кислоты, соль глицериновой кислоты, соль ксиларовой кислоты, соль галактаровой кислоты и их комбинации. Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя смесь по меньшей мере одной глюкаратной соли, по меньшей мере одной глюконатной соли, по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, по меньшей мере одной тартратной соли, по меньшей мере одной гликолятной соли и по меньшей мере одной тартронатной соли.
Смесь по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты может содержать компоненты гидроксикарбоксилата в любом соотношении. Смесь гидроксикарбоксилатов может содержать от приблизительно 30% до приблизительно 75% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 20% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь содержит от приблизительно 40% до приблизительно 60% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 3% до приблизительно 9% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 1% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит от приблизительно 45% до приблизительно 55% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 10% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 4% до приблизительно 6% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 1% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 7% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 3% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит приблизительно 50% по меньшей мере одной глюкаратной соли, приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, приблизительно 4% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартратной соли приблизительно 6% по меньшей мере одной тартронатной соли и приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли.
Как правило, способ связывания ионов кальция из среды с диапазоном значений pH от 9,5 до приблизительно 10,5 предусматривает применение связывающей кальций композиции, содержащей от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит от приблизительно 70% до приблизительно 90% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 10% до приблизительно 30% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит от приблизительно 75% до приблизительно 85% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 15% до приблизительно 25% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно дополнительному варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит приблизительно 80% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 20% по массе по меньшей мере одной соли алюминия.
Согласно другому варианту осуществления настоящее изобретение предусматривает способ связывания кальция из среды с диапазоном значений pH от приблизительно 10,5 до приблизительно 11,5, причем способ предусматривает введение связывающей кальций композиции, содержащей комбинацию по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли алюминия. По меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя соль глукаровой кислоты, соль глюконовой кислоты, соль 5-кетоглюконовой кислоты, соль виннокаменной кислоты, соль тартроновой кислоты, соль гликолевой кислоты, соль глицериновой кислоты, соль ксиларовой кислоты, соль галактаровой кислоты и их комбинации. Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты может включать в себя смесь по меньшей мере одной глюкаратной соли, по меньшей мере одной глюконатной соли, по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, по меньшей мере одной тартратной соли, по меньшей мере одной гликолятной соли и по меньшей мере одной тартронатной соли.
Смесь солей может содержать от приблизительно 30% до приблизительно 75% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 20% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 0% до приблизительно 10% по меньшей мере одной гликолятной соли. Смесь содержит от приблизительно 40% до приблизительно 60% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 3% до приблизительно 9% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 10% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 1% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит от приблизительно 45% до приблизительно 55% по меньшей мере одной глюкаратной соли, от приблизительно 10% до приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, от приблизительно 4% до приблизительно 6% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 1% по меньшей мере одной тартратной соли, от приблизительно 5% до приблизительно 1% по меньшей мере одной тартронатной соли и от приблизительно 3% до приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли. Согласно другому варианту осуществления смесь содержит приблизительно 50% по меньшей мере одной глюкаратной соли, приблизительно 15% по меньшей мере одной глюконатной соли, приблизительно 4% по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, приблизительно 6% по меньшей мере одной тартратной соли приблизительно 6% по меньшей мере одной тартронатной соли и приблизительно 5% по меньшей мере одной гликолятной соли.
Как правило, способ связывания ионов кальция из среды с диапазоном значений pH от 10,5 до приблизительно 11,5 предусматривает применение связывающей кальций композиции, содержащей от приблизительно 50% до приблизительно 99% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 1% до приблизительно 50% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно одному варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит от приблизительно 60% до приблизительно 80% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 20% до приблизительно 40% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно другому варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит от приблизительно 65% до приблизительно 75% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и от приблизительно 25% до приблизительно 35% по массе по меньшей мере одной соли алюминия. Согласно дополнительному варианту осуществления связывающая кальций композиция содержит приблизительно 70% по массе по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и приблизительно 30% по массе по меньшей мере одной соли алюминия.
Настоящее изобретение также предусматривает моющие композиции, содержащие связывающие кальций композиции согласно настоящему изобретению и описанное выше. Моющие композиции могут содержать одно или несколько функциональных веществ, которые обеспечивают необходимые свойства и функциональные характеристики для моющих композиций. В контексте настоящей заявки термин "функциональные вещества" включает в себя вещество, которое при диспергировании или растворении в используемом и/или концентрированном растворе, таком, как водный раствор, обеспечивает полезное свойство в конкретном применении. Примеры таких функциональных веществ включают в себя без ограничения: органические моющие вещества, очищающие агенты; средства для полоскания; отбеливатели; дезинфицирующие/противомикробные средства; активаторы; очищающие добавки или наполнители; противопенные агенты, агенты против повторного осаждения; оптические отбеливатели; красители/ароматизаторы; вторичные отвердители/модификаторы растворимости; пестициды для применений при борьбе с вредителями; или т.п., или широкое разнообразие других функциональных веществ, в зависимости от необходимых характеристик и/или функционального назначения моющей композиции.
Функциональное вещество может быть композиций для полоскания, например, составом для полоскания, содержащим смачивающий или распределяющийся по поверхности агент, объединенный с другими необязательными ингредиентами в композиции твердых веществ, полученных с применением связывающего агента. Компоненты ополаскивателя способны уменьшать поверхностное натяжение промывочной воды, чтобы способствовать равномерному распределению по поверхности и/или предупредить образование пятен или полос, вызванное каплями воды после завершения полоскания, например, при мытье посуды. Примеры распределяющихся по поверхности агентов включают в себя без ограничения: полиэфирные соединения, полученные из этиленоксида, пропиленоксида или смеси в гомополимерной, или блок-, или гетерополимерной структуре. Такие полиэфирные соединения известны как полимеры полиалкиленоксида, полимеры полиоксиалкилена или полимеры полиалкиленгликоля. Таким распределяющимся по поверхности агентам необходима область относительной гидрофобности и область относительной гидрофильности для придания молекуле свойств поверхностно-активного вещества.
2
2
Функциональное вещество может быть отбеливателем для осветления или отбеливания субстрата, и может включать в себя отбеливающие соединения, способные освобождать активные частицы галогена, такие как Cl, Br, -OCl-, и/или -OBr-, или т.п., при условиях, с которыми, как правило, сталкивались в течение процесса очистки. Примеры подходящих отбеливателей включают в себя без ограничения: хлорсодержащие соединения, такие как хлор, гипохлорит или хлорамины. Примеры подходящих галогенвысвобождающих соединений включают в себя без ограничения: дихлоризоцианураты щелочных металлов, гипохлориты щелочных металлов, монохлорамин и дихлорамин. Также могут быть использованы инкапсулированные источники хлора с целью усиления стабильности источника хлора в композиции. Отбеливатель также может включать в себя агент, содержащий или действующий как источник активного кислорода. Соединение активного кислорода действует для обеспечения источника активного кислорода, и может высвобождать активный кислород в водных растворах. Соединение активного кислорода может быть неорганическим, органическим, или их смесями. Примеры подходящих соединений активного кислорода включают в себя без ограничения: соединения перкислорода, аддукты соединения перкислорода, пероксид водорода, пербораты, пероксигидраты карбоната натрия, пероксигидраты фосфата, пермоносульфат калия и моно- и тетрагидрат пербората натрия, с присутствием или без активаторов, таких как тетраацетилэтилендиамин.
Функциональное вещество может быть дезинфицирующим агентом (или противомикробным агентом). Дезинфицирующие агенты, также известные как противомикробные агенты, представляют собой химические композиции, которые могут быть использованы с целью предотвращения микробного загрязнения и ухудшения материальных систем, поверхностей и т.д. Как правило, эти материалы попадают в конкретные классы, включая фенольные смолы, соединения галогенов, соединения четвертичного аммония, производные металлов, амины, алканоламины, нитропроизводные, анилиды, сероорганические и сероазотные соединения, и смешанные соединения.
Представленный противомикробный агент, в зависимости от химической композиции и концентрации, может просто ограничивать дополнительное распространение некоторого количества микробов или может уничтожать всю или часть микробной популяции. Как правило, термины "микробы" и "микроорганизмы" главным образом относятся к бактерии, вирусу, дрожжам, спорам и грибковым микроорганизмам. Как правило, используемые противомикробные агенты образованы в твердое функциональное вещество, которое при разбавлении или диспергировании необязательно, например, с применением водного потока, образует водную обеззараживающую или дезинфицирующую композицию, которая может находиться в контакте со многими поверхностями, что приводит к предотвращению роста или уничтожению части микробной популяции. Тройное уменьшение логарифма микробной популяции приводит к дезинфицирующей композиции. Противомикробный агент может быть инкапсулирован, например, с целью улучшения своей стабильности.
Примеры подходящих противомикробных агентов включают в себя без ограничения, фенольные противомикробные средства, такие как пентахлорфенол; ортофенилфенол; хлор-пара-бензилфенолы; пара-хлор-мета-ксиленол; соединения четвертичного аммония, такие как алкилдиметилбензилхлорид аммония; алкилдиметилэтилбензилхлорид аммония; октилдецилдиметилхлорид аммония; диоктилдиметилхлорид аммония; и дидецилдиметилхлорид аммония. Примеры подходящих галогенсодержащих противобактериальных агентов включают в себя без ограничения: трихлоризоцианурат натрия, дихлоризоцианат натрия (безводный или дигидрат), комплексы йод-поли(винилпиролидинона), соединения брома, такие как 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол, и четвертичные противобактериальные агенты, такие как бензалконийхлорид, дидецилдиметилхлорид аммония, дийодхлорид холина и тетраметилфосфонийтрибромид. Другие противомикробные композиции, такие как гексагидро-1,3,5-трис(2-гидроксиэтил)-s-триазин, дитиокарбаматы, такие как диметилдитиокарбамат натрия, и различные другие вещества известны из области техники для своих противомикробных свойств.
Также следует понимать, что соединения активного кислорода, такие, как обсуждались выше в разделе отбеливателей, также могут действовать как противомикробные агенты, и даже могут обеспечивать дезинфицирующее действие. На самом деле, согласно некоторым вариантам осуществления способность соединения активного кислорода действовать как противомикробный агент снижает потребность в дополнительных противомикробных агентах в композиции. Например, были представлены перкарбонатные композиции с обеспечением отличного противомикробного действия.
Согласно некоторым вариантам осуществления противомикробная активность или отбеливающая активность моющих композиций могут быть усилена добавлением вещества, которое при использовании моющей композиции взаимодействует с активным кислородом с образованием активированного компонента. Например, согласно некоторым вариантам осуществления образована перкислота или перкислотная соль. Например, согласно некоторым вариантам осуществления тетраацетилэтилендиамин может быть включен в моющую композицию для взаимодействия с активным кислородом и образования перкислоты или перкислотной соли, которая действует как противомикробный агент. Другие примеры активаторов активного кислорода включают в себя переходные металлы и их соединения, соединения, которые содержат карбоновый, нитрильный или сложноэфирный фрагмент, или другие такие соединения, известные из области техники. Согласно варианту осуществления активатор включает в себя тетраацетилэтилендиамин; переходной металл; соединение, содержащее карбоновый, нитрильный или сложноэфирный фрагмент; или их смеси. Согласно некоторым вариантам осуществления активатор соединения активного кислорода объединяется с активным кислородом с образованием противомикробного агента.
1
10
Функциональное вещество может быть очищающим наполнителем, который не обязательно действует как очищающий агент в чистом виде, но может взаимодействовать с очищающим агентом для усиления всей очищающей способности композиции. Примеры подходящих наполнителей включают в себя без ограничения: сульфат натрия, хлорид натрия, крахмал, сахара и C-Cалкиленгликоли, такие как пропиленгликоль.
Могут быть составлены моющие композиции, так что в течение применения при водных процессах, например, при водных очистках, промывная вода будет обладать необходимым значением pH. Например, композиции, предназначенные для использования при обеспечении композиции для замачивания, могут быть составлены таким образом, что в течение применения при водных очистках промывная вода будет обладать значением pH в диапазоне от приблизительно 6,5 до приблизительно 12, и согласно некоторым вариантам осуществления - в диапазоне от приблизительно 7,5 до приблизительно 11. Составы жидкого продукта согласно некоторым вариантам осуществления обладают значением (10% разбавление) pH в диапазоне от приблизительно 7,5 до приблизительно 11,0, и согласно некоторым вариантам осуществлении - в диапазоне от приблизительно 7,5 до приблизительно 9,0.
Например, подкисляющий агент может быть добавлен к таким моющим композициям, в которых pH ткани приблизительно совпадает с соответствующим pH обработки. Подкисляющий агент представляет собой мягкую кислоту, используемую для нейтрализации остаточных щелочей и понижения значения pH ткани, при котором, если одежда соприкасается с человеческой кожей, ткань не раздражает кожу. Примеры подходящих подкисляющих агентов включают в себя без ограничения: фосфорную кислоту, муравьиную кислоту, уксусную кислоту, кремнефтористоводородную кислоту, насыщенные жирные кислоты, дикарбоновые кислоты, трикарбоновые кислоты и любые их комбинации. Примеры насыщенных жирных кислот включают в себя без ограничения: содержащие 10 или более атомов углерода, например, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту и арахиновую кислоту (С20). Примеры дикарбоновых кислот включают в себя без ограничения: щавелевую кислоту, виннокаменную кислоту, глутаровую кислоту, янтарную кислоту, адипиновую кислоту и сульфаминовую кислоту. Примеры трикарбоновых кислот включают в себя без ограничения: лимонную кислоту и трикарбаллиловую кислоту.
Функциональное вещество может быть средством для разглаживания складок, добавленным к моющим композициям, для улучшения гладкого внешнего вида поверхности ткани. К моющим композициям может быть добавлен смягчитель ткани для смягчения ощущения поверхности ткани.
Функциональное вещество может быть грязеудаляющим агентом, который может быть обеспечен в покрытии волокон ткани для снижения тенденции прилипания грязи к волокнам.
Функциональное вещество может быть противопенным агентом для уменьшения стабильности пены. Примеры подходящих противопенных агентов включают в себя без ограничения: силиконовые соединения, такие как диспергированный в полидиметилсилоксане диоксид кремния, жирные амиды, углеводородный воск, жирные кислоты, сложные эфиры жирных кислот, жирные спирты, мыло жирных кислот, этоксилаты, минеральные масла, сложные эфиры полиэтиленгликоля и сложные эфиры алкилфосфата в качестве моностеарилфосфата.
Функциональное вещество может быть агентом против повторного осаждения, способным облегчать непрерывную суспензию грязи в очищающем растворе и предотвращающим повторное осаждение удаленной грязи на очищенную подложку. Примеры подходящих агентов против повторного осаждения включают в себя без ограничения: амиды жирной кислоты, фторуглеродные поверхностно-активные вещества, комплекс сложных фосфатных эфиров, полиакрилаты, сополимеры стиролмалеинового ангидрида и производные целлюлозы, такие как гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза.
Функциональное вещество может быть стабилизатором. Примеры подходящих стабилизаторов включают в себя без ограничения: борат, ионы кальция/магния, пропиленгликоль и их смеси.
Функциональное вещество может быть диспергатором. Примеры подходящих диспергаторов, которые могут быть использованы в моющих композициях, включают в себя без ограничения: сополимеры малеиновой кислоты/олефина, полиакриловой кислоты и их смеси.
Функциональное вещество может быть оптическим отбеливателем, также называемым флуоресцентным отбеливающим агентом или флуоресцентным отбеливателем, и может обеспечивать оптическую компенсацию желтого отлива в волоконных субстратах.
Флуоресцентные соединения, принадлежащие группе оптических отбеливателей, в основном представляют собой ароматические или ароматические гетероциклические вещества, часто содержащие конденсированную кольцевую систему. Особенностью этих соединений является присутствие непрерывной цепи конъюгированных двойных связей, связанных с ароматическим кольцом. Число таких конъюгированных двойных связей зависит от заместителей, а также от плоскостности флуоресцентной части молекулы. Большинство отбеливающих соединений являются производными стильбена или 4,4’-диаминостильбена, бифенила, пятичленных гетероциклов (триазолов, оксазолов, имидазолов и т.д.) или шестичленных гетероциклов (нафтамидов, триазинов и т.д.). Выбор оптических отбеливателей для применения в композициях будет зависеть от некоторых факторов, таких как тип композиции, природа других компонентов, присутствующих в композиции, температура промывной воды, степень перемешивания и соотношение вещества, вымываемого в заполняемый барабан. Выбор отбеливателя также зависит от типа очищаемого вещества, например, хлопка, синтетики и т.д. Поскольку большинство продуктов для очистки белья использовали для очистки различных тканей, моющие композиции могут содержать смесь отбеливателей, эффективных для различных тканей. Предпочтительно, совместимыми являются отдельные компоненты такой отбеливающей смеси.
Примеры подходящих оптических отбеливателей являются коммерчески доступными и будут учитываемыми специалистами настоящей области техники. По меньшей мере некоторые коммерческие оптические отбеливатели могут классифицироваться на подгруппы, включая без ограничения: производные стильбена, пиразолин, карбоновую кислоту, метинцианины, дибензотиофен-5,5-диоксид, азолы, 5-и 6-членные кольцевые гетероциклы и другие смешанные агенты. Примеры особенно подходящих оптически отбеливающих агентов включают в себя без ограничения: натриевую соль дистирилбафенилдисульфоновой кислоты и натриевую соль цианурхлорида/диаминостильбендисульфоновой кислоты.
Подходящие стильбеновые производные включают в себя без ограничения: производные бис(триазинил)аминостильбена, бисациламинопроизводные стильбена, триазоловые производные стильбена, оксадиазоловые производные стильбена, оксазоловые производные стильбена и стириловые производные стильбена.
Функциональное вещество может быть антистатиком, таким, которое главным образом используют в индустрии для сушки белья с обеспечением антистатических свойств. Антистатики могут обеспечивать по меньшей мере приблизительно 50% антистатического действия по сравнении с тканью, которую не подвергали обработке. Антистатическое действие может быть более 70%, и оно может быть более чем 80%. Пример антистатика включает в себя без ограничения агент, содержащий четвертичные группы.
Функциональное вещество может быть агентом для разглаживания ткани с обеспечением свойств для разглаживания ткани. Примеры подходящих агентов для разглаживания ткани включают в себя без ограничения: силоксан- и силиконсодержащие соединения и соединения четвертичного аммония. Особенно подходящие примеры разглаживающих ткань агентов включают в себя без ограничения: полидиметилсилоксандичетвертичный аммоний, сополиол силикона и жирного четвертичного аммония и полидиметилсилоксан с полиоксиалкиленами.
Функциональное вещество может быть агентом для поглощения запахов. В общем, полагали, что агенты для поглощения запахов действуют путем поглощения или захвата определенных молекул, обеспечивающих запах. Примеры подходящих агентов для поглощения запахов включают в себя без ограничения: циклодекстрины и рицинолеат цинка.
Функциональное вещество может быть агентом для защиты волокон, который покрывает волокна ткани для уменьшения или предотвращения расщепления и/и ли разрушения волокон. Пример агента для защиты волокон включает в себя без ограничения полимеры на основе целлюлозы.
Функциональное вещество может быть агентом для защиты цвета для покрытия волокон ткани с целью снижения тенденции выделения красителей из ткани в воду. Примеры подходящих агентов для защиты цвета включают в себя без ограничения: соединения четвертичного аммония и поверхностно-активные вещества.
Различные красители, ароматизаторы, включающие в себя отдушки, и другие усиливающие эстетический вид агенты также могут быть включены в моющие композиции. Примеры подходящих ароматизаторов или отдушек включают в себя без ограничения: терпеноиды, такие как цитронеллол, альдегиды, такие как амилкоричный альдегид, жасмин, такой как C1S-жасмин, или жасмал, и ванилин.
Функциональное вещество может быть УФ-защитным агентом для обеспечения волокон усиленной УФ-защитой. Полагают, что в случае одежды при нанесении УФ-защитных агентов на одежду является возможным снижение вредных воздействий ультрафиолетового излучения на кожу, находящейся под одеждой. Поскольку одежда становилась легче по массе, УФ-излучение обладало большей тенденцией проходить через одежду и кожа под одеждой могла становиться загорелой.
Функциональное вещество может быть антискатывающим агентом, который действует на части волокон, которые торчат или выступают из волокнистого слоя. Антискатывающие агенты могут быть доступны в качестве ферментов, таких как целлюлозные ферменты.
Функциональное вещество может быть водоотталкивающим агентом, который может быть нанесен на ткань для усиления водоотталкивающих свойств. Примеры подходящих водоотталкивающих агентов включают в себя без ограничения: перфторакрилатные сополимеры, углеводородный воск и полисилоксаны.
Функциональное вещество может быть отвердителем. Примеры подходящих отвердителей включают в себя без ограничения: амид, такой как стеариновый момоэтаноламид или лауриновый диэтаноламид, алкиламид, твердый полиэтиленгликоль, твердый блок-сополимер ЕО/РО, крахмалы, которые были растворимыми в воде посредством способа обработки кислотой или щелочью, и различные неорганические вещества, которые придают свойства затвердевания нагретой композиции после охлаждения. Такие соединения также могут изменять растворимость композиции в водной среде в течение применения, так что очищающий агент и/или другие активные ингредиенты могут быть высвобождены из твердой композиции в течение длительного периода времени.
Функциональное вещество может быть ингибитором коррозии металлов в количестве до приблизительно 30% по массе, до приблизительно 6% по массе и до приблизительно 2% по массе. Ингибитор коррозии включен в состав моющей композиции в количестве, достаточном для обеспечения применения раствора, который проявляет скорость коррозии и/или гравировку стекла, которая меньше скорости коррозии и/или гравировки стекла для другого идентичного применения раствора без ингибитора коррозии. Примеры подходящих ингибиторов коррозии включают в себя без ограничения: силикат щелочного металла или его гидрат.
2
2
2
2
Эффективное количество силиката щелочного металла или его гидрата может быть использовано в композициях и способах согласно настоящему изобретению для образования стойкой твердой моющей композиции с металлозащитным свойством. Используемыми в композициях согласно настоящему изобретению силикатами являются те, которые традиционно использовали в твердых моющих составах. Например, типичные силикаты щелочного металла являются порошкообразными, дисперсными или гранулированными силикатами, которые являются или безводными, или предпочтительно содержат воду гидратации (от приблизительно 5% до приблизительно 25% по массе, особым образом, от приблизительно 15% до приблизительно 20% по массе воды гидратации). Эти силикаты предпочтительно представляют собой силикаты натрия, и они характеризуются соотношением NaO:SiO от приблизительно 1:1 до приблизительно 1:5, соответственно, и типично содержат доступную воду в количестве от приблизительно 5% до приблизительно 25% по массе. В общем случае, силикаты характеризуются соотношением NaO:SiO от приблизительно 1:1 до приблизительно 1:3,75, особенно от приблизительно 1:1,5 до приблизительно 1:3,75 и наиболее особенно от приблизительно 1:1,5 до приблизительно 1:2,5.
2
2
2
2
Наиболее предпочтительным является силикат с соотношением NaO:SiO приблизительно 1:2 и от приблизительно 16% до приблизительно 22% по массе воды для гидратации. Например, такие силикаты доступны в порошкообразной форме, как GD силикат, и в гранулярной форме, как Britesil Н-20, доступный от PQ Corporation, Valley Forge, Ра. Эти соотношения могут быть получены с индивидуальными силикатными композициями или комбинациями силикатов, которые на основании комбинации приводят к предпочтительному соотношению. Были обнаружены гидратированные силикаты при предпочтительных соотношениях, соотношение NaO:SiO от приблизительно 1:1,5 до приблизительно 1:2,5, с обеспечением оптимальной металлозащиты и быстрым образованием твердого моющего средства.
Силикаты могут быть включены в моющую композицию с обеспечением металлозащиты, но, кроме того, они известны для обеспечения щелочности, и, кроме того, действуют в качестве агентов против повторного осаждения. Типичные силикаты включают в себя без ограничения: силикат натрия и силикат калия. Моющая композиция может быть обеспечена без силикатов, но если силикаты содержатся, то они могут быть включены в состав в количествах, которые обеспечивают необходимую металлозащиту. Концентрат может включать в себя силикаты в количествах по меньшей мере приблизительно 1% по массе, по меньшей мере приблизительно 5% по массе, по меньшей мере приблизительно 10% по массе и по меньшей мере приблизительно 15% по массе. Кроме того, для обеспечения достаточного пространства для других компонентов в концентрате, может быть обеспечен силикатный компонент на уровне менее чем приблизительно 35% по массе, менее чем приблизительно 25% по массе, менее чем приблизительно 20% по массе и менее чем приблизительно 15% по массе.
Функциональное вещество может быть ферментом. Ферменты, которые могут быть включены в состав моющей композиции, включают в себя такие ферменты, которые способствуют удалению пятен крахмала и/или белка. Иллюстративные типы ферментов включают в себя без ограничения: протеазы, альфа-амилазы и их смеси. Используемые иллюстративные протеазы включают в себя без ограничения: полученные из Bacillus licheniformix, Bacillus lenus, Bacillus alcalophilus и Bacillus amyloliquefacins. Иллюстративные альфа-амилазы включают в себя Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaceins и Bacillus licheniformis. Концентрат не должен включать в себя фермент, но если концентрат содержит фермент, он может быть включен в количестве, которое обеспечивает необходимую ферментативную активность, если моющая композиция обеспечена в качестве применяемой композиции. Иллюстративные диапазоны фермента в концентрате включены до приблизительно 10% по массе, до приблизительно 5% по массе и до приблизительно 1% по массе.
Функциональное вещество может быть агентом против накипи. Согласно одному варианту осуществления агент против накипи включает в себя от приблизительно 0,25 масс.% до приблизительно 10 масс.% моющей композиции. Согласно некоторым вариантам осуществления агент против накипи включает в себя от приблизительно 2 до приблизительно 5 масс.% моющей композиции. Согласно другим вариантам осуществления агент против накипи включает в себя от приблизительно 0,5 до приблизительно 1,5 масс.% моющей композиции. Следует понимать, что все значения и диапазоны между этими значениями и диапазонами охватываются настоящим изобретением.
Согласно некоторым вариантам осуществления эффективное количество агента против накипи использовали для производственного оборудования пищевой промышленности, таким образом, накипь на оборудовании в основном была удалена. Согласно некоторым вариантам осуществления из оборудования удалено по меньшей мере приблизительно 10% отложения накипи. Согласно другим вариантам осуществления удалено по меньшей мере приблизительно 25% отложения накипи. Согласно другим вариантам осуществления удалено по меньшей мере приблизительно 50% отложения накипи. Согласно некоторым вариантам осуществления удалено приблизительно 90% отложения накипи.
Согласно некоторым вариантам осуществления эффективное количество агента против накипи использовали для производственного оборудования пищевой промышленности, таким образом, образование накипи на оборудовании существенно предотвращено. Согласно некоторым вариантам осуществления предотвращено по меньшей мере приблизительно 10% отложения накипи. Согласно другим вариантам осуществления предотвращено по меньшей мере приблизительно 25% отложения накипи. Согласно другим вариантам осуществления предотвращено по меньшей мере приблизительно 50% отложения накипи. Согласно некоторым вариантам осуществления предотвращено приблизительно 90% отложения накипи.
Функциональное вещество может быть окислительным агентом или окислителем, таким как пероксид или пероксикислота. Подходящими ингредиентами являются такие окислители, как хлориты, бром, броматы, хлористый бром, йод, хлористый йод, йодаты, перманганаты, нитраты, азотная кислота, бораты, пербораты, и газообразные окислители, такие как озон, кислород, диоксид хлора, хлор, диоксид серы и их производные. Подходящими являются пероксидные соединения, которые включают в себя пероксиды, и различные пероксикарбоновые кислоты, включающие в себя перкарбонаты.
3
n
3
n
5
11
5
11
5
11
5
11
5
11
3
n
1
4
Как правило, пероксикарбоновые (или перкарбоновые) кислоты характеризуются формулой R(COH), где, например, R представляет собой алкильную, арилалкильную, циклоалкильную, ароматическую или гетероциклическую группу, и n равно одному, двум или трем, и n названию исходной кислоты добавлен префикс перокси. Группа R может быть насыщенной или ненасыщенной, а также замещенной или незамещенной. Средняя цепь пероксикарбоновых (или перкарбоновых) кислот может характеризоваться формулой R(COH), где R представляет собой C-C алкильную группу, C-Cциклоалкил, C-C арилалкильную группу, C-C арильную группу или C-C гетероциклическую группу; и n равно одному, двум или трем. Жирные кислоты с короткой цепью могут характеризоваться формулой R(COH), где R представляет собой C-C, и n равно одному, двум или трем.
Примеры подходящих пероксикарбоновых кислот включают в себя без ограничения: пероксипентановую, пероксигексановую, пероксигептановую, пероксиооктановую, пероксинонановую, пероксиизононановую, пероксидекановую, пероксиундекановую, пероксидодекановую, пероксиаскорбиновую, пероксиадипиновую, пероксилимонную, пероксипимелиновую или пероксипробковую кислоту, смеси или т.п.
Примеры подходящей пероксикарбоновой кислоты с разветвленной цепью включают в себя без ограничения: пероксиизопентановую, пероксиизононановую, пероксиизогексановую, пероксиизогептановую, пероксиизооктановую, пероксиизонанановую, пероксиизодекановую, пероксиизоундекановую, пероксиизододекановую, пероксинеопентановую, пероксинеогексановую, пероксинеогептановую, пероксинеооктановую, пероксинеононановую, пероксинеодекановую, пероксинеоундекановую, пероксинеододекановую, их смеси или т.п.
2
2
Типичные пероксидные соединения включают в себя пероксид водорода (HO), перуксусную кислоту, пероктановую кислоту, персульфат, перборат или перкарбонат.
Количество окислителя в моющей композиции, если присутствует, составляет до приблизительно 40 масс.%. Приемлемые уровни окислителя составляют до приблизительно 10 масс.%, с особенно подходящим уровнем до приблизительно 5%.
Функциональное вещество может быть растворителем для усиления свойств удаления грязи или для регулирования вязкости готовой композиции. Применимые при удалении гидрофобных загрязнений подходящие растворители включают в себя без ограничения: окисленные растворители, такие как низшие алканолы, низшие алкильные эфиры, гликоли, арилгликолевые эфиры и низшие алкилгликолевые эфиры. Примеры других растворителей включают в себя без ограничения: метанол, этанол, пропанол, изопропанол и бутанол, изобутанол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, смешанные этиленпропиленгликолевые эфиры, этиленгликольфенильный эфир и пропиленгликольфенильный эфир. В основном растворимые в воде гликольэфирные растворители включают в себя без ограничения: пропиленгликольметиловый эфир, пропиленгликольпропиловый эфир, дипропиленгликольметиловый эфир, трипропиленгликольметиловый эфир, этиленгликольбутиловый эфир, диэтиленгликольметиловый эфир, диэтиленгликольбутиловый эфир, этиленгликольдиметиловый эфир, этиленгликольпропиловый эфир, диэтиленгликольэтиловый эфир, триэтиленгликольметиловый эфир, триэтиленгликольэтиловый эфир, триэтиленгликольбутиловый эфир и т.д.
Если растворитель включен в состав моющей композиции, он может быть включен в количестве до приблизительно 25% по массе, особым образом, до приблизительно 15% по массе и конкретнее до приблизительно 5% по массе.
Функциональное вещество может быть средством от насекомых, таким как противомоскитный репеллент. Примером коммерчески доступного средства от насекомых является DEET. Кроме того, раствор водного носителя может включать в себя фунгициды, которые уничтожали плесень, и аллергиды, которые понижали аллергический потенциал, существующий на определенных тканях, и/или обеспечивали свойства защиты от микробов.
Также может быть включено большое разнообразие других ингредиентов, применимых при обеспечении особой моющей композиции, сформулированной, чтобы обладать необходимыми свойствами или функциональными характеристиками. Например, моющие композиции могут содержать другие активные ингредиенты, очищающий фермент, носители, технологические добавки, растворители для жидких составов или другие и т.д.
Моющие композиции могут быть использованы, например, для ухода за транспортными средствами, применениях для мытья посуды, применениях для стирки и применениях при производстве пищи и напитков. Такие применения включают в себя без ограничения: ручное мытье посуды и в машинах, предварительное замачивание, очистку белья и ткани и удаление окрашивания, очистку ковра и удаление окрашивания, применения для очистки и ухода за транспортными средствами, очистку поверхности и удаление окрашивания, очистку кухни и ванной и удаление окрашивания, очистку пола и удаление окрашивания, очистку в месте проведения действий, универсальную очистку и удаление окрашивания, и промышленные или бытовые очистители.
Соединения и способы согласно настоящему изобретению будут лучше поняты исходя из следующих примеров, которые предназначены для иллюстрации и не для ограничения объема изобретения. В каждом примере представлен по меньшей мере один способ получения различных промежуточных соединений, и дополнительно представлено каждое промежуточное соединение, используемое в общем процессе. Они являются определенными предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые не предназначены ограничивать объем настоящего изобретения. Напротив, настоящее изобретение относится ко всем альтернативам, модификациям и эквивалентам, которые могут быть включены в объем формулы изобретения и обычное экспериментирование.
Пример 1: Связывание кальция из воды
Для исследования способности связывать кальций композиций согласно настоящему изобретению один грамм композиции очищенного глюкарата/алюмината сравнивали с одним граммом композиции неочищенного глюкарата/алюмината для определения относительной способности связывать кальций из водной среды с применением стандартной процедуры турбидиметрического титрования (Wilham, 1971). Один грамм композиции очищенного глюкарата/алюмината исследовали и сравнивали с одним граммом композиции неочищенного глюкарата/алюмината на каждом из трех уровней pH (9, 10 и 11). В частности, связывающий агент (1,0 г сухой массы) растворяли в воде с 18 мегаом с получением 50 г всего раствора. После добавления 2% водного оксалата натрия (3 мл) значение pH регулировали соответственно с применением или разбавленной НС1, или 1 М раствора гидроксида натрия. Испытуемый раствор титровали до начинающейся мутности 0,7% водным хлоридом кальция. Каждый мл добавленного 0,7% хлорида кальция является эквивалентным 2,53 мг связанного Ca.
Результаты испытаний связывания кальция при pH 9, 10 и 11 представлены на фигурах 1-3. Оптимальной композицией очищенного глюкарата/алюмината для максимальной способности связывать кальций в диапазоне pH является 70% глюкарата монокалия и 30% алюмината натрия. В случае неочищенного глюкарата/алюмината оптимальная композиция изменялась в зависимости от значений pH. При pH 9 оптимальная композиция неочищенного глюкарата/алюмината содержит смесь 10% алюмината натрия и 90% неочищенного глюкарата. При pH 10 оптимальной композицией является 20% алюмината натрия и 80% неочищенного глюкарата, и при pH 11 оптимальной композицией неочищенного глюкарата/алюмината является 30% алюмината натрия и 70% неочищенного глюкарата. Во всех случаях часть неочищенного глюкарата содержит 50% глюкарата, 15% глюконата, 4% 5-кетоглюконата, 6% тартрата, 6% тартроната и 5% гликолята. При pH 9 (фиг.1) очищенный глюкарат/алюминат характеризуется способностью связывать кальций 29,5 мг кальция на грамм связывающего агента, тогда как неочищенный глюкарат/алюминат с тем же соотношением алюмината характеризуется способностью связывать кальций 20,2 мг кальция на грамм связывающего агента. Тем не менее, при 90% неочищенного глюкарата и 10% алюмината натрия способность связывать кальций улучшена до 27,3 мг кальция на грамм по сравнению с оптимизированной очищенной композицией глюкарата/алюмината. Неожиданно, при pH 10 (фиг.2) оптимизированная композиция неочищенного глюкарата/алюмината характеризуется способностью связывать кальций 56,4 мг кальция на грамм на 40% выше способности оптимизированной композиции очищенного глюкарата/алюмината (40,2 мг кальция на грамм). При pH 11 (фиг.3) оптимизированная композиция очищенного глюкарата/алюмината характеризуется способностью связывать 143 мг кальция на грамм, и оптимизированная смесь неочищенного глюкарата/алюмината - 111,4 мг кальция на грамм связывающего агента.
Специалист настоящей области техники будет учитывать, что композиция высокочистого глюкарата (очищенного глюкарата) должна проявлять более высокие показатели в комбинации с алюминатом, чем композиция глюкарата низкой чистоты (неочищенного глюкарата). Эта тенденция выражена при pH 11, как видно на фиг.3, где очищенный глюкарат/алюминат проявляет способность связывать кальций на 30% выше, чем неочищенный глюкарат/алюминат. Тем не менее, при уровнях pH ниже 11, ожидаемая тенденция не сохраняется, и способность связывать кальций неочищенного глюкарата/алюмината превосходит или сопоставима со способностью очищенного глюкарата/алюмината. Эта неожиданная тенденция выражена на фиг.2 при pH 10, где способность связывания неочищенного глюкарата/алюмината на 40% выше, чем очищенного глюкарата/алюмината, и на фиг.1 при pH 9, где разница между способностью связывать кальций неочищенного глюкарата/алюмината и очищенного глюкарата/алюмината менее чем 10%.
Источники информации
1. Abbadi, A.; Gotlieb, K.F.; Meiberg, J.В.М.; Peters, J.A.; van Bekkum, Н. New Са-Sequestering Materials Based on the Oxidation of the Hydrolysis Products of Lactose. Green Chem. 1999, 231-235.
2. Wilham, C.A.; Mehltretter, C.L. Organic Acids as Builders in Linear Alkylbenzene Sulfonate Detergent Formulations. J. Am. Oil Chem. Soc. 1971, 48(11), 682-683.
3. Lowe, E.J.; Adair, W.D.; Johnston, E. Soaps and Detergents. - The Inorganic Components. J. Am. Oil Chem. Soc. 1978, 55, 32-35.