JP2004512950A

JP2004512950A - 自動指示中性化組成物

Info

Publication number: JP2004512950A
Application number: JP2002541047A
Authority: JP
Inventors: バッフェンバーガー，ジュリー　ケー．; ルー，ランハイ; グラウアー，ズビ
Original assignee: エムビーティー　ホールディング　アーゲー
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2004-04-30
Also published as: WO2002038506A3; BR0107466A; ECSP024284A; AU2002214987A1; CA2396170A1; EP1335883A2; MXPA02006743A; WO2002038506A2

Abstract

中和剤、結合剤、およびｐＨ指示薬を含むユニット化された自動指示中性化組成物。該組成物は、随意的に、さらに崩壊剤を含んでいてもよい。該組成物は、使用に便利であり、および特にセメント組成物からの洗浄水の中性化に有効である。

Description

【０００１】
発明の背景
高いアルカリ性または酸性の物質にさらされた設備を清浄にするために使用される洗浄水、たとえば、セメント混合装置の洗浄に使用される水は、洗浄後にｐＨが中性でないことはしばしばである。したがって、洗浄水は、環境基準に従うために、廃棄前に中性化することが要求される。これには通常、中和剤（ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇａｇｅｎｔ）の添加により達成され、および適切なｐＨの達成は、テストにより証明される。これには、時間を要することがある。くわえて、ミキサー車、固定ミキサー、および現場でのシュートなどのセメント混合装置の場合は、残余材料の総量は可変的であり、そしてこれが中和剤の量の評価を困難にする。これは、中和剤の複数の追加およびその後のテストが、しばしば必要とされることを意味する。
【０００２】
当該技術分野で必要とされるものは、ｐＨの測定の必要なしに、溶液が中性化されたときに、指示することができる中和剤である。
【０００３】
発明の概要
本発明は、中和剤、結合剤およびｐＨ指示薬を含む、ユニット化された、自動指示の、中性化組成物（ｎｅｕｔｒａｌｉｚｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を提供する。
【０００４】
本発明は、中和剤、結合剤およびｐＨ指示薬を含む、ユニット化された、自動指示中性化組成物の十分量を、溶液がｐＨ指示薬によりおよそ中性であると指示されるまで、溶液に添加することを含む、溶液をおよそ中性のｐＨに中性化する方法であって、中性化組成物が中性化を行うため溶液に溶解する方法もまた提供する。
【０００５】
詳細な説明
組成物は、溶液への組成物の添加における使いやすさを供給するために、ユニット化されている。「ユニット化された」とは、組成物が固形であり、および、およそ粉体とは対照的に、好適な大きさの単一のユニットであることを意味する。このようなユニットは、一般的に圧縮により調製される。粉体化された材料または薄片化された固体材料を圧縮する任意の既知の方法を、自動指示中性化組成物の製造に使用してもよい。そのような方法の例は、自動指示中性化組成物の押出し成形、加圧、打ち抜きまたはタブレット化（ｔａｂｌｅｔｔｉｎｇ）、および溶解して成形された型の中への注入などによる成形化を含む。組成物は、任意の所望の形状に、好ましくは、タブレット状またはパック（ｐｕｃｋ）状にユニット化することができる。圧縮が不必要な場合もある。これらは、以下でさらに議論される。
【０００６】
任意のそのような圧縮の結果は、組成物が取り扱いができるほど充分な強さを有しているが、また、使用条件下で壊れ、そして組成物がその機能を果たすことができるほど充分にもろくあるべきである。
【０００７】
組成物は、ｐＨが中性でない溶液に、それをおよそ中性の、すなわち約５．５〜約８．５のｐＨにするために、添加される。
中和剤は、酸または塩基であってもよい。好ましくは、中和剤は、有機化学物質を含む。
【０００８】
適する中和剤の例は、クエン酸、酢酸、リン酸、コハク酸、フタル酸、尿酸、ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、シュウ酸、酒石酸、リンゴ酸、乳酸、炭酸、ホウ酸、硫酸、硝酸、塩酸、安息香酸、クエン酸一ナトリウム、クエン酸一カリウム、ＫＨＳＯ_４、ＮａＨＳＯ_４、ＫＨ_２ＰＯ_４、およびそれらの混合物が含まれるが、これに限定されるものではない。一般的に、中和剤は、組成物の重量に対して４５％〜８５％の範囲で存在する。好ましくは、中和剤は、組成物の重量に対して６５％〜７５％の範囲で存在する。
【０００９】
結合剤の例は、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール付加物、ステアリン酸ポリオキシエチレン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、パラフィン、ポリビニルアセテート、ポリビニルメチルエーテル−無水マレイン酸（ＰＶＭ／ＭＡ）、セルロース、タルク、クレイ（ｃｌａｙ）、ケイ酸塩、シリカフューム、「アエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）」（登録商標）などのフュームドシリカ、沈降シリカゲル、有機顔料、合成樹脂、およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されるものではない。一般的に、結合剤は、組成物の重量に対して５％〜２５％存在する。好ましくは、結合剤は、組成物の重量に対して６％〜１５％存在する。
【００１０】
ｐＨ指示薬の例は、フェノールレッド、フェノールフタレイン、クレゾールレッド；メタニルイエロー；ｍ−ニトロフェノール；クルクルミン（ｃｕｒｃｕｒｍｉｎ）；アリザリン；アリザリンイエローＲ；アリザリンブルー；メチルオレンジ；リトマス；コンゴレッド；ブロモチモールブルー；クロルフェノールレッド；クレゾールパープル；ブリリアントジアゾールイエロー；フェノールフタレインの塩；ニュートラルレッド；アシッドＲホスフィン（ａｃｉｄＲｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）；クレーブ酸（Ｃｌｅｖｅｓａｃｉｄ）；クマル酸；３，６−ジオキシフタリックジニトリル；８−ヒドロキシキノリン酸マグネシウム；β−メチルウンベリフェロン；１−ナフトール−４−スルホン酸；オルシナウリン（ｏｒｃｉｎａｕｒｉｎｅ）；パテントホスフィン（ｐａｔｅｎｔｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）；チオフラビン；ウンベリフェロン；およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されるものではない。好ましくは、フェノールフタレインの塩は、ナトリウム、二ナトリウム、カリウム、およびそれらの混合物からなる群から選択される。一般的に、ｐＨ指示薬は、組成物の重量に対して０．００１％〜０．８％存在する。好ましくは、ｐＨ指示薬は、組成物の重量に対して０．１％〜０．８％存在する。より好ましくは、ｐＨ指示薬は、組成物の重量に対して、０．１％〜０．４％存在する。
【００１１】
さらに、組成物は、溶液中で組成物の溶解を補助する崩壊剤を含んでいてもよい。好ましくは、崩壊剤は、中性化する水溶液との接触により活性化される、発泡性の崩壊剤である。好適な崩壊剤の例は、これらに限定されるものではないが、炭酸リチウム、重炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸セシウム、重炭酸セシウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸セシウム、リン酸アンモニウム、ホウ砂、クエン酸との炭酸マグネシウム、重酒石酸カリウム、重フタル酸カリウム、シュウ酸カリウム、フタル酸水素カリウム、アルカリ性過ホウ酸塩、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、塩素酸塩、四ホウ酸カリウム、炭酸ナトリウム過酸化物（ｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｐｅｒｏｘｉｄｅ）、酒石酸、ロシェル塩（酒石酸カリウム−ナトリウム）、クエン酸、酒石酸水素カリウム、炭酸ＮＲ_４ ^＋塩（（ＮＲ_４ ^＋）_２ＣＯ_３）、重炭酸ＮＲ_４ ^＋塩（ＮＲ_４ ^＋ＨＣＯ_３）、過酸化物、超酸化物、窒素を遊離する材料、およびそれらの混合物を含み、ここで、ＲはＣ_ｎＨ_２ｎ＋１、Ｃ_６Ｈ_４Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１、またはＣ_６Ｈ_４Ｘであり、ここで、ｎは１〜２４の整数であり、およびＸはＣＯＯＨ、ポリエチレンオキサイド、スルホン酸アルキル、およびそれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、ｎは８〜１８の整数である。窒素を遊離する好適な材料の例は、ヒドラジン、アゾ基を含む化合物、およびアジドを含むが、これらに限定されるものではない。一般的に、崩壊剤は、組成物の重量に対して１％〜３０％の範囲で存在する。好ましくは、崩壊剤は、組成物の重量に対して３％〜２１％の範囲で存在する。
【００１２】
また、組成物は、必要に応じ、製造のための他の添加剤をも含むことができる。他の添加剤の例は、染料、顔料、染色助剤、着色剤、タンニン、コロイド状の材料、トナー、クレイ、タルク、バライト粉、白色化剤、離型剤、潤滑剤、およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されるものではない。一般的に、存在する添加剤の量は組成物の重量に対して７０％までである。好ましくは、添加剤は、組成物の重量に対して１２％までの範囲で存在する。
【００１３】
ユニット化された組成物が、圧縮により形成されるものであるときは、自動指示中性化組成物に不活性充填剤が加えられることが好ましい。これは、個々のユニットを、物理的な取り扱いおよび貯蔵に関して構造上安定にすること、および／または水溶液に加えたときに、ユニットの溶解および／または分解による急速な崩壊を容易にすることに役立つ。これらの特徴は、所望の物理的な完全性および安定性、ならびに所望の溶解性、破砕性または分解性（ｆｒａｇｍｅｎｔａｂｉｌｉｔｙ）を有する自動指示中性化組成物ユニットを提供するために、不活性充填剤の添加パーセントと圧縮圧のバランスをとることにより得られる。好適な構造的安定性の提供は、常法の従来技術の範囲内である。
【００１４】
充填剤の唯一の機能が充填剤としてのものである場合、充填剤は、自動指示中性化組成物中に、組成物の重量の５０％までの量で存在してもよい。しかしながら、充填剤として働くことに加え、充填剤が組成物中で他の機能を果たす場合は、組成物の重量に対して９５％までの量で存在することができる。好ましくは、組成物中の充填剤の量は、組成物の重量に対して５％〜１５％である。
【００１５】
好適な充填剤の例は、ケイ砂、シリカフューム、他の天然のまたは合成のシリカベースの材料、「ミクロ−セル」（登録商標）Ｅシリカ（セライト社）、ケイ酸塩、ケイ酸アルミン酸カルシウム、アルミノケイ酸塩、クレイ、酸化アルミニウム、アランダム（登録商標）アルミノケイ酸塩（ノートン）、ゼオライト、セラミック球、フライアッシュ、石灰粉、および細かく分割したまたは粉末化したプラスチックを含む。
【００１６】
好ましくは、組成物中の中和剤、ｐＨ指示薬、結合剤、崩壊剤、および他のいくつかの添加剤は、固体である。液体の成分を使用することを所望する場合、上記の不活性充填剤が有利である担体に、それらを吸着することにより、固体の圧縮されたユニットに加工してもよい。圧縮の前に担体を、液体成分に接触させ、そして好ましくは、空気乾燥などにより少なくとも部分的に乾燥させる。水−アルコール−媒介の材料については、圧縮のときに、他の成分との反応を防止するために、担体は完全に乾燥させる。担体は、好ましくは組成物の重量の５％〜２５％で組成物中に存在する。
【００１７】
本発明のさらにもう１つの態様では、可溶性の固形自動指示中性化組成物材料は水などの好適な液体溶媒に溶解し、そして、生じた溶液を溶液と担体を接触させることにより担体に含浸または吸着させ、および好ましくは、圧縮前に少なくとも部分的に乾燥させてもよい。同様に、不溶性の固形混合物を液体中にスラリー状にし、そして圧縮前に、被覆担体を形成するために担体をスラリーと接触させてもよい。
【００１８】
本発明による自動指示中性化組成物ユニットは、所望の、または標準化された量の水溶液に、事前測定した自動指示中性化組成物の選択された量を供給するために、大きさが決められる。
【００１９】
与えられた量の水溶液に複数のユニットを使用することは、本発明の範囲内である。さらに、より少量の水溶液に、選択された、構造的に安定な部分を提供するために、自動指示中性化組成物１１を、分離できるユニット１０に、圧縮物のミシン目（ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎｓ）１２などを提供することなどにより、圧縮することは、本発明の範囲内である（図１）。
【００２０】
実際上の配慮として、最も効率のよい荷姿および取り扱いの容易性を提供するために、ユニットの大きさは好ましくは小さい。ユニットの好ましい大きさは、約１５リットルに充分な自動指示中性化組成物が供給できるような大きさである。
【００２１】
取り扱いやすさと貯蔵性のために、自動指示中性化組成物の圧縮されたユニットは、いくらか耐湿性があるものが好ましい。このような耐湿性は、適切な結合剤の選択により与えられ、好ましくは、水溶液中のユニットが経験するｐＨ１１およびそれ以上であるかもしれないｐＨで崩壊する結合剤である。そのような結合剤が使用される場合は、自動指示中性化組成物の製品を圧縮することなしに製造することができる。
【００２２】
組成物ユニットが、実質的に水のない環境で貯蔵されなければならない状況においても、それらを単独で貯蔵してもよいが、「ジップ−ロック」という商標で販売されているものなどの、密封可能なプラスチックバックに多数を貯蔵することが好ましい。しかしながら、任意の水不溶性の容器は、非透水性であり、かつ水分解性でない限りは、そのような貯蔵に適している。
【００２３】
本発明のさらなる態様では、圧縮されたユニットが、すくなくとも部分的に水に不溶性である材料で被覆されている。実質的に水に不溶である材料で圧縮されたユニットを被覆することは、湿った環境での圧縮されたユニットの貯蔵性を高め、および自動指示中性化組成物中に存在する任意の含水成分を保護する。そのような水不溶性の被覆は、水溶液のｐＨで崩壊または溶解することができ、および好ましくは薄く、０．０２５〜０．２５ｍｍのオーダーであるべきである。加えて、該材料は、最終製品に要求される特性にとって、有害であってはならない。被覆は、圧縮されたユニットの保護のために、および／または、自動指示中性化組成物中の任意の危険な材料から使用者を保護するために選択してもよい。好適な実質的に水不溶性の材料の例としては、クレイ、ラテックス、ポリスチレン、ポリウレタン、および、水酸基がアルキルで置換されているセルロースを含む。
【００２４】
材料のユニット化に関するさらなる情報は、参照により本明細書に組み込まれている、Ｂｕｒｙらによる米国特許第５，７２８，２０９号で、見いだすことができる。
【００２５】
また、本発明は、溶液をおよそ中性のｐＨに中性化する方法も含む。ユニット化された組成物を溶液に加え、そして溶液に溶解する。およそ中性のｐＨを指示する色にｐＨ指示薬が変わらない場合は、その後追加のユニット化された組成物を、ｐＨ指示薬がおよそ中性のｐＨを指示するまで加えてもよい。
【００２６】
本発明による自動指示中性化組成物の圧縮されたユニットのさらなる利点は、液体組成物とは異なり、それらが低温で、凍結、スラッシュ（ｓｌｕｓｈ）、または分離を起こしにくいという点である。本発明による自動指示中性化組成物の圧縮されたユニットの使用は、粉体に関係する、現場での粉塵の問題を克服し、現場での液体または流動性の固体成分のための、測定用、分配用の大型の装置の使用を回避し、および自動指示中性化組成物の成分を別々に使用することに伴う、流出の懸念を克服する。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動指示中性化組成物がより小さなユニットに分離できる、本発明の１つの態様を図示したものである。

Claims

中和剤、結合剤、およびｐＨ指示薬を含む、ユニット化された自動指示中性化組成物。
崩壊剤、充填剤、および担体の少なくとも１つをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
崩壊剤が存在する場合は、その崩壊剤が発泡剤である、請求項２に記載の組成物。
中和剤が、組成物の重量に対し４５％〜８５％存在し、結合剤が組成物の重量に対し５％〜２５％存在し、ｐＨ指示薬が組成物の重量に対し０．００１％〜０．８％存在する、請求項１に記載の組成物。
充填剤が存在する場合は、その充填剤が組成物の重量に対し９５％まで存在し、崩壊剤が組成物の重量に対し１％〜３０％存在し、および担体が組成物の重量に対し５％〜２５％存在する、請求項２に記載の組成物。
中和剤が、有機化学物質を含む、請求項１に記載の組成物。
充填剤が存在する場合は、その充填剤が、ケイ砂、シリカフューム、天然のまたは合成のシリカベースの材料、ケイ酸塩、ケイ酸アルミン酸カルシウム、アルミノケイ酸塩、クレイ、酸化アルミニウム、ゼオライト、セラミック球、フライアッシュ、石灰粉、細かく分割したまたは粉末化したプラスチック、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
組成物が、組成物上に設置された、すくなくとも部分的に水に不溶性の被覆をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
溶液をおよそ中性のｐＨに中性化する方法であって、中和剤、結合剤、およびｐＨ指示薬を含むユニット化された自動指示中性化組成物の十分量を、溶液がｐＨ指示薬により指示されたおよそ中性のｐＨになるまで、溶液に添加することを含み、ここで中性化組成物が溶液に溶解する、前記方法。
溶液がセメント組成物からの洗浄水である、請求項９に記載の方法。