FI69093B - Koncentrerad vattenhaltig komposition innehaollande ett metallaldonat och/eller ammoniumaldonat - Google Patents

Description

1 69093 Väkevöity vesipitoinen koostumus, joka sisältää metalli-aldonaattia ja/tai ammoniumaldonaattia

Keksinnön kohteena on väkevöity vesipitoinen koos-5 tumus, joka sisältää metallialdonaattia ja/tai ammonium-aldonaattia ja jota koostumusta voidaan käyttää pullojen ja metallipintojen puhdistuksessa, alumiinin syövytyk-sessä, määrätyissä galvanointimenetelmissä, nahan parki-tuksessa, paperin valmistuksessa, tekstiilien käsittelys-10 sä, maalinpoistossa, laimentimina pcrausnesteissä, sementtiä ja kipsiä valmistettaessa, valokuvauksessa käytettävissä kiinnitekylvyissä, metallien siirtäjänä maanviljelyksessä ja valmistettaessa farmaseuttisia tuotteita .

15 Väkevöity vesipitoinen koostumus, joka sisältää metallialdonaattia ja/tai ammoniumaldonaattia, on esitetty US-patenttijulkaisussa 3 454 501. Siitä käy ilmi, että on vaikeaa valmistaa käytännössä taloudellisesti aldonaattien stabiileja väkevöityjä liuoksia ja erikoi-20 sesti glukonaatteja sisältäviä liuoksia. Esimerkiksi natriumglugonaatin liukoisuus veteen 25°C:ssa on vain 37 % (liuoksen kokonaispainosta laskettuna). Suuremman pitoisuuden omaavat liuokset ovat epästabiileja.

Mainitussa US-patentissa esitetään koostumusten 25 valmistus, jotka sisältävät sekä aldonaattia että vastaavaa aldonihappoa. Täten on mahdollista valmistaa natriumglugonaatin ja glukonihapon koostumuksia, jotka sisältävät 50-90 paino-% liuennutta materiaalia. Näitä koostumuksia voidaan saada suoraan sekoittamalla keske-30 nään eri aineosat. On kuitenkin edullista valmistaa näitä koostumuksia käymisen avulla, jolloin käymisväliaine valmistetaan osasta aldoosia ja loppuosa aldoosia lisätään myöhemmässä vaiheessa käymisprosessiin. Muodostunut aldonihappo on vain osittain neutraloitunut.

35 Esillä olevan keksinnön mukaiselle väkevöidylle vesipitoiselle koostumukselle, joka sisältää metallialdo- 2 69093 naattia ja/tai ammoniumaldonaattia, on tunnusomaista, että 3-61 paino-% aldonaatista on läsnä liuenneena ja 10-60 paino-% aldonaatista on läsnä suspendoituneena ja koostumus sisältää 0,01-10 paino-% kolloidisesti liuennut-5 ta kumia suspendoivana aineena, jolloin kaikki prosenttiluvut perustuvat koostumuksen kokonaispainosta.

Tämän keksinnön mukaisella koostumuksella on useita etuja edellämainitussa US-patenttijulkaisussa esitettyihin liuoksiin verrattuna. Kuljetuksen ja varastoinnin aika-10 na voi tapahtua, että koostumukset joutuvat alttiiksi erittäin matalille lämpötiloille. Keksinnön mukaiset koostumukset kestävät jäähdytys/sulatus-jaksoja vaurioitumatta. Mainituissa tunnetuissa liuoksissa tapahtuu kiteytymistä matalissa lämpötiloissa (-10°C). Siten sulaminen ei auto-15 maattisesti seuraa eikä saada uudestaan stabiilia liuosta. Lisäksi sulamisen jälkeen ja liuoksia uudestaan muodostettaessa on otettava huomioon, että saadaan aina sama pitoisuus.

Lisäksi muihin samankaltaisiin liuoksiin verrattu-20 na keksinnön mukaiset koostumukset sisältävät suuremman aldonaattipitoisuuden tilavuusyksikköä kohti. Tämä on eduksi siirron ja varastoinnin suhteen.

Lisäksi on huomattava, että käyttötarkoituksissa, joissa käytetään hyväksi metallin vaikutus ei aldonaatin 25 vaikutusta, aldonihapon läsnäolo on tarpeetonta ja joskus jopa haitallista. Näin on asia esimerkiksi käytettäessä sinkkiglukonaattia, magnesiumglukonaattia ja rautaglugo-naat.tia maanviljelyksessä ja farmaseuttisiin tarkoituksiin. Keksinnön mukaisten koostumusten käyttöala on siten 30 laajempi kuin aldonihappopitoisten liuosten käyttöala.

Lisäksi aldonihappopitoisten liuosten pH-arvo on pienempi kuin 6, kun taas keksinnön mukaisten liuosten pH-arvo on yleensä 6-8. Tämän vuoksi keksinnön mukaiset koostumukset ovat vähemmän korrodoivia, mikä saattaa olla 35 tärkeää otettaessa huomioon mahdolliset vaikutukset putkiin, pumppuihin ja vastaaviin.

3 69093

Tunnettujen liuosten käyttö on epäedullista lisäksi siksi, että ne täytyy ensin neutraloida. Tämä on suotavaa esimerkiksi silloin, kun koostumuksia käytetään kovettumista hidastavina aineina tai pehmentiminä se-5 menttiä ja kipsiä valmistettaessa.

Keksinnön mukaisen koostumuksen oleellinen ominaisuus on, että aldonaatti on osittain läsnä liuenneena ja osittain suspendoituneena. Kuten tiedetään, aldonaattien liukoisuus veteen on verrattain pieni. Suspendoimalla 10 aldonaattia sekä liuottamalla sitä on mahdollista saavuttaa pitoisuuksia, jotka ovat merkittävästi suurempia kuin aldonaatin liukoisuusraja. Tämä menetelmä sallii aldonaattipitoisuuden vaihtelemisen laajoissa rajoissa. Haluttu pitoisuus riippuu osaksi tarkoitetusta käy-15 töstä. On kuitenkin edullista, että keksinnön mukainen koostumus sisältää vähintään 10 paino-% ja vielä edullisemmin 20-60 paino-% aldonaattia suspendoituneena.

Aldonaatilla ymmärretään polyhydroksikarboksyyli-hapon suolaa, jolloin happo on saatu hapettamalla aldoo-20 sin aldehydiryhmä. Esimerkkejä aldonaateista ovat gluko-nihapon, mannoonihapon, gulonihapon, galaktonihapon, ara-bonihapon ja glukoheptonihapon suolat. Keksinnön mukainen koostumus voi luonnollisesti sisältää aldonaattien seoksia.

On edullista, jos keksinnön mukainen koostumus si-25 sältää glukonaattia. Esimerkkejä sopivista glukonaateista ovat natriumglukonaatti, kaliumglukonaatti, ammoniumglu-konaatti, kalsiumglukonaatti, magnesiumglukonaatti, sink-kiglukonaatti, kobolttiglukonaatti, magnaaniglukonaatti ja rautaglukonaatti. Useimmissa tapauksissa käytetään 30 natriumglukonaattia.

Toinen keksinnön mukaisen koostumuksen ominaisuus on, että se sisältää kolloidisesti liuennutta kumia. Tämän kumin käytöllä on tärkeä merkitys aldonaattiosasten pitämiseksi suspendoituneessa tilassa.

35 Kumeilla ymmärretään kaikkia aineita, jotka liuo tettuina veteen tai dispergoituina antavat viskoosin liuok- 4 69093 sen tai dispersion (ks. Kirk & Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, toinen painos, 1966, osa 10, sivut 741-742). Aldonaatista ja sen pitoisuudesta riippuen koostumus sisältää 0,01-10 paino-% kolloidisesti 5 liuennutta kumia. Kolloidisesti liuenneena kumina voidaan käyttää luonnosta saatuja, modifioituja tai täysin synteettisiä kumeja. Keksinnön mukainen koostumus sisältää edullisesti suspendoivana aineena karboksyyliryhmiä sisältävää kumia. Esimerkkejä sopivista kumeista ovat 10 luonnonkumit kuten guar-, tamarindi- ja traganttikumi, modifioidut kumit kuten ksantaanikumi ja Na-karboksi-metyyliselluloosa, svnteettiset kumit kuten karboksyyli-vinyylipolymeerit, joita myy Goodrich kauppanimellä Carbopol® ja poly(metyylivinyylieetteri/maleiinihappo-15 anhydridi),jota myy G.A.F.-Corporation kauppanimellä Gantrex Ais/®.

Keksinnön mukainen koostumus voi luonnollisesti sisältää myös näiden suspendoivien aineiden seoksia.

Edellä mainituista suspendoivista aineista ksan-20 taanikumi on suositeltava. Sitä lisätään koostumukseen yleensä 0,05-5,0 paino-% ja edullisesti 0,1-0,5 paino-%. Täten valmistettujen koostumusten stabiilisuus ja varas-tointiominaisuudet ovat erinomaiset.

Koostumuksen viskositeetti riippuu aldonaatin 25 pitoisuudesta, suspendoitujen osasten koosta ja suspen-doivan aineen valinnasta ja lisätystä määrästä.

On myös mahdollista valmistaa tahnoja sekä valettavia koostumuksia. Valinta riippuu tarkoitetusta käytöstä.

30 Koostumukset voivat lisäksi sisältää tavanomai sia lisäaineita, kuten biosideja. Biosidina on suositeltavaa käyttää formaldehydiä 0,01-1 paino-% :in suuruinen määrä.

Keksinnön mukaiset suspensiot voidaan valmistaa 35 sinänsä tunnetulla tavalla ja tavanomaisilla laitteilla. Esimerkiksi suspensiot voidaan valmistaa sekoittamalla suspendoiva aine aldonaatin kanssa ja suspendoimalla tämä 5 69093 seos sitten veteen sekoittaen. Vaihtoehtoisesti voidaan suspendoiva aine lisätä ensin veteen ja aldonaatti lisätään sitten. Tai aldonaatti voidaan lisätä ensimmäisenä aineosana. Kaikissa näissä menettelyissä aldonaattia voi-5 daan käyttää kiinteässä muodossa, liuotettuna ja lietteenä .

Suspensio voidaan valmistaa myös haihduttamalla aldonaatin liuosta, jolloin suspendoiva aine lisätään etukäteen, haihdutuksen aikana tai sen jälkeen. Tavalli-10 sesti suspensio valmistetaan 15-100°C:n lämpötilassa.

Kuten jo edellä todettiin, voidaan keksinnön mukaisia koostumuksia käyttää useisiin eri tarkoituksiin.

Natriumglukonaattisuspensioita esimerkiksi käytetään edullisesti pesuaineina pulloja ja metallipintoja 15 varten ja kovettumista hidastavana aineena tai pehmenti-menä sementtiä tai kipsiä käsiteltäessä.

Seuraavat esimerkit kuvaavat tarkemmin keksintöä.

Esimerkki 1

Taulukossa 1 mainitut natriumglukonaattikoostu-20 mukset valmistettiin seuraavasti:

Kolloidisesti veteen liukenevien suspcndoivien aineiden liuoksia valmistettiin huoneen lämpötilassa sekoittaen (Ultra-Turrax Type T45 sekoitinta käyttäen). Näihin liuoksiin lisättiin vähitellen sekoittaen pieniä 25 osuuksia kuivaa natriumglukonaattia. Jos käytetty polymeeri oli yhteensopimaton liuenneen Na-glukonaatin suuren pitoisuuden kanssa, tapahtui liejuisen massan mudostumis-ta ennen kyllästyspisteen saavuttamista.

Kuitenkin liuoksiin, jotka olivat yhteensopivia 30 natriumglukonaatin kanssa, glukonaatin lisäämistä jatkettiin, kunnes muodostuneet suspensiot sisälsivät natriumglukonaattia osaksi liuenneena ja osaksi suspendoitu-neena. Sienikasvun estämiseksi lisättiin vielä 0,2 % 37-%:tista formaldehydiliuosta.

35 Kaikkien koostumusten stabiilisuus testattiin varastoimalla niitä huoneen lämpötilassa 4 viikkoa 6 69093 kirkkaan, läpinäkyvän yläosassa olevan kerroksen erottumisen tarkistamiseksi. Koostumukset arvosteltiin stabiileiksi, jos niissä oli vähemmän kuin 2 ml kirkasta kerrosta 100 g kohti suspensiota. Koostumuksten 5 eri aineosat ja ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1

Na-glukonaatti Suspendoiva aine Paino- Suspension paine *·% yhdiste % ominaisuu- _det__ ^ <40 metyyliselluloosa suspendoi- (Henkel C 2006 K 25 2 va aine saostuu <40 hydroksibutyylime- tyyliselluloosa 0,7 sama

(Methocel HB

15 <40 hydroksipropyylime- 9 tyyliselluloosa sama (Methocel F 50) <40 hydroksipropyylisel- luloosa(Klucel) 0,7 sama <40 polyvinyylipyrro- lidoni 3,5 sama (PVK K 15 G.A.F.

<40 polyvinyylialkoho- li(Mowiol 18-88) 2 sama 70 hydroksietyylisellu- loosa 25 (Natrosol 250 HHR) 0,35 sama (Natrosol 250 HR) 0,7 sama jNatsorol 180 HHWR]_ _1_ _sama _____ 60 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,2 stabiili, valettava 30 60 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,5 stabiili, 70 karboksivinyylipoly- tahna meerin natriumsuola „ .. stabiili, (Carbopol 934) ' valettava 70 CMC-natriumsuola . , 35 (Ak*° H 921) ?ahna ' 7 69093

Taulukko 1 (jatkoa)

Na-glukonaatti Suspendoiva aine Paino- Suspension paino-%_yhdiste_%_ominaisuudet 5 70 metyylivinyylieet- 3 stabiili, terin ja maleiini- ohut happoanhydridin tahna sekapolymeeri (Gantrex AN 139) 70 guar-kumi 0,5 stabiili, tahna 70 tamarind-kumi 0,5 stabiili, tahna 70 ksantaanikumi 0,15 stabiili, (Rhodopol 23) valettava 75 ksantaanikumi 0,15 stabiili, (Rhodopol 23) tahna ^ 83,3 ksantaanikumi 0,08 stabiili, (Rhodopol 23) jäykkä tahna 86,6 ksantaanikumi 0,07 stabiili, (Rhodopol 23) jäykkä _______tahna_ 20 Ensimmäiset yhdeksän tulosta on annettu vertailua varten. Näissä kokeissa suspendoiva aine ei liuennut kol-loidisesti natriumglukonaattiliuokseen eikä siten saatu stabiileja suspensioita. Muut suspensiot ovat keksinnön mukaisia suspensioita. Koska natriumglukonaatin liukoisuus 25 veteen 25°C:ssa on vain 37 paino-%, sisältävät nämä koostumukset verrattain suuren määrän natriumglukonaattia suspendoituneena, mikä kuitenkaan ei vaikuta haitallisesti koostumusten stabiilisuuteen. Tulokset osoittavat myös, että koostumusten viskositeettiin vaikuttavat glukonaatin 30 ja suspendoivien aineiden pitoisuudet.

Esimerkki 2 61,2 paino-osaa Na-glukoheptonaatti (2 H20):ta, 38,65 paino-osaa 30-%:tista natriumglukoheptonaattiliuosta vedessä ja 0,15 paino-osaa ksantaanikumia (Rhodopol 23) 35 sekoitettiin huolellisesti keskenään huoneen lämpötilassa (Ultra-Turrax Type T45 sekoittimen avulla), kunnes 8 69093 saatiin homogeeninen/ ohutjuoksuinen, valettava tahna, joka sisälsi 65 paino-% natriumglukoheptonaattia.

Tätä suspensiota pidettiin huoneen lämpötilassa eikä siinä esiintynyt erottumista 4 viikon varastoinnin 5 jälkeen huoneen lämpötilassa.

Suspensiossa, joka oli valmistettu samalla tavalla paitsi, että ksaantaanikumia ei käytetty, havaittiin jo 1 tunnin kuluttua 4 millilitran suuruinen kirkas erottunut kerros 100 grammaa kohti suspensiota.

10 Esimerkki 3

Taulukossa 2 esitetyt glukonaattikoostumukset valmistettiin seuraavalla tavalla.

Huoneen lämpötilassa sekoittaen (Ultra-Turrax Type T45 sekoitinta käyttäen) valmistettiin liuoksia tau-15 lukossa esitetyistä, kolloidisesti veteen liukenevista polymeereistä. Näihin liuoksiin lisättiin eri metallien glu-konaattiliuoksia ja sekoitettiin huolellisesti. Saaduista suspensioista määritettiin taulukossa esitetyt ominaisuudet ja niitä varastoitiin 4 viikkoa huoneen lämpöti-20 lassa, minkä jälkeen tutkittiin kirkkaan nesteen erottuminen esimerkissä 1 esitetyllä tavalla.

Kaikki koostumukset todettiin stabiileiksi. Koostumusten eri aineosat ja täten saatujen koostumusten ominaisuudet on esitetty taulukossa 2. Taulukossa esitettyjen 25 liukoisuusarvojen perusteella on arvioitu suspendoituneena olevan glukonaatin määrä.

Il 69093 9

Taulukko 2 .

M-glukonaatti Suspendoiva aine Ominaisuudet 5 M Pitoisuus Liukoisuus (paino-%) (paino-%) Yhdiste paino- 25°C:ssa % 2 4*

Ca 24 3 ksantaanikumi j (Rhodopol 23) 0,4 jhyvin valet- ! tava 10 2 +

Zn 23 10 ksantaanikumi hyvin valet- (Rhodopol 23) 0,4 tava

Zn2 + 23 10 Na-CMC 0,8 pehmeä tahna (Akzo CMC H921) 2 +

Zn 23 10 karboksivinyyli- polymeerin Na- 15 suola 0,8 jäykkä tahna (Carbopol 934) 2 +

Zn 31 10 ksantaanikumi 0,37 jäykkä tahna (Rhodopol 23)

Mg2+ 31 13 Na-CMC (Akzo CMC H921) 0,75 pehmeä tahna 20 Mg 39 13 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,35 pehmeä tahna 2+

Co 37 16 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,35 pehmeä tahna 2 +

Fe 46 7 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,33 valettava 25 Fe2+ 65 7 ksantaanikumi 0,3 tahna (Rhodopol 23) 2+

Mn 46 9 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,33 valettava 2 +

Mn 69 9 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,3 valettava 30 K+ 66 51 ksantaanikumi (Rhodopol 23) 0,3 valettava

Edellä esitetyt tulokset osoittavat, että stabiileja suspensioita voidaan valmistaa myös muilla glukonaattisuoloilla kuin natriumglukonaatilla.

10 69093

Esimerkki 4 2.25 g ksantaanikumia (Rhodopol 23) suspendoitiin 445 millilitraan vettä Ultra-Turrax sekoittimen avulla (tyyppi T45). Kun koostumuksen oli annettu seistä 30 mi- 5 nuuttia lisättiin 1050 g kuivaa natriumglukonaattia uu destaan sekoittaen. Sekoitusta jatkettiin 5 minuuttia. Saadun suspension lämpötila oli 45°C. Koostumukseen lisättiin 3 g 37-%:tista formaldehydiliuosta.

Seuraavana päivänä suspensiosta poistettiin il- 3 10 ma tyhjössä. Suspension tiheys oli 1,430 kg/m .

Osaa suspensiosta varastoitiin sitten 56 vuorokautta 20°C:ssa ja toista osaa sama aika 30°C:ssa. Sitten 28 ja 56 vuorokauden jälkeen tutkittiin kuinka paljon kirkasta nestettä oli erottunut. Suspensiossa, jota 15 oli pidetty 20°C:ssa, määrät oli 0,5 ja 3,0 ml/500 g vastaavasti ja 30°C:ssa varastoidussa suspensiossa olivat määrät 3,0 ja 7,0 ml/500 g suspensiosta. Nämä arvot osoittavat, että keksinnön mukaisten koostumusten varastointi-stabiilisuus on hyvä. Lisäksi 56 vuorokauden kuluttua ei 20 havaittu sienikasvua.

Esimerkki 5 2.25 g ksantaanikumi (Rhodopol 23) suspendoitiin 645 grammaan 30-%:tista natriumglukonaattiliuosta Ultra-Turrax sekoituslaitteen avulla (tyyppi T45). Kun koostu- 25 muksen oli annettu seistä 30 minuuttia, lisättiin 855 g kuivaa natriumglukonaattia sekoittaen. Osaa koostumuksesta säilytettiin sitten 56 vuorokautta 20°C:ssa ja saman ajan pidettiin toista osaa 30°C:ssa. Sitten määrättiin 56 vuorokauden kuluttua, kuinka paljon kirkasta liuosta oli 30 erottunut. Suspensiossa, jota oli pidetty 20°C:ssa, määrä oli nolla ja 30°C:ssa varastoidusta suspensiosta oli erottunut liuosta 0,5 ml/500 g. Nämä tulokset vahvistavat sen, että keksinnön mukaisten koostumusten varastointistabiili-suus on erinomainen.

35 Esimerkki 6

Liete, joka sisälsi 60 paino-% natriumglukonaattia, homogenisoitiin Ultra-Turrax T45 tyyppisellä sekoittajal- it 11 69093 la. 2000 grammaan tätä lietettä lisättiin sitten sekoittaen 2 minuutin aikana 4 g ksantaanikumia (Rhodopol 23). Kun koostumuksen oli annettu seistä 30 minuuttia, sekoitettiin siihen 670 g kuivaa natriumglukonaattia. Sitten 5 osaa suspensiosta varastoitiin 56 vuorokautta 20°C:ssa ja toista osaa pidettiin sama aika 30°C:ssa 56 vuorokauden kuluttua erottuneet määrät olivat vastaavasti 0,5 ja 1,5 ml/500 g. Nämä arvot vahvistavat esimerkeissä 4 ja 5 saadut tulokset.

Claims (8)

1. Väkevöity vesipitoinen koostumus, joka sisältää metallialdonaattia ja/tai ammoniumaldonaattia ja jota koos- 5 tumasta voidaan käyttää pullojen ja metallipintojen puhdistuksessa, alumiinin syövytyksessä, määrätyissä galva-nointimenetelmissä, nahan parkituksessa, paperin valmistuksessa, tekstiilien käsittelyssä, maalinpoistossa, laimentimina porausnesteissä, sementtiä ja kipsiä valmis- 10 tettaessa, valokuvauksessa käytettävissä kiinnitekylvyis- sä, metallien siirtäjänä maanviljelyksessä ja valmistettaessa farmaseuttisia tuotteita, tunnettu siitä, että 3-61 paino-% aldonaatista on läsnä liuenneena ja 10-60 pai-no-% aldonaatista on läsnä suspendoitunena ja koostumus 15 sisältää 0,01-10 paino-% kolloidisesti liuennutta kumia suspendoivana aineena, jolloin kaikki prosenttiluvut perustuvat koostumuksen kokonaispainosta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se sisältää 20-60 paino-% suspen- 20 doitunutta aldonaattia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että koostumuksen sisältyvä aldo-naatti on glukonaatti.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen koostumus, t u n - 25. e t t u siitä, että koostumuksen sisältämä aldonaatti on natriumglukonaatti.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen koostumus, tunnettu siitä, että koostumus sisältää karboksyyliryhmiä sisältävää kumia suspendoivana aineena.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen koostumus, tun nettu siitä, että suspendoiva aine on ksantaanikumi.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen koostumus, tunnettu siitä, että koostumus sisältää biosidiä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen koostumus, tun nettu siitä, että biosidi on formaldehydi. 13 Patentkrav 6 9 0 9 3