Связывающая кальций композиция

Связывающая кальций композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 п