专利名称：制备组合物的方法、由此方法制得的产物和使用该产物除去或溶解环境中的污染物的制作方法
相关申请本申请要求2000年8月4日提交的美国临时申请系列号60/223,064的优先权。
背景技术：
本发明涉及制备组合物的方法和由此方法制得的产物，其中所述组合物有效减少环境中污染物的浓度。
已知用于生产印刷材料的各种方法，如印刷方法和平板印刷术使用各种机器，这些机器包含几个零件，如辊、用于装液体和移动液体的装置(如软管和托盘)以及其它活动零件(如齿轮等)。这些机器被各种污染物污染，如有机沉积物、钙沉积物、细菌、真菌和使用本领域已知的各种有机基油墨和印刷生产液体产生的额外残留物。试图从机器的各个零件上减少污染物的浓度，较佳是除去这些污染物时遇到了很大的困难，部分地是因为难以到达这些机器的内部零件的缘故。
此外，当这些污染残留物经常不被除去时，已知它们会聚集起来，并随着时间而变硬，从而产生难以除去的残留物，导致在各个方法中产生不利的化学反应。过去除去这类残留物的方法包括机器的拆洗，这种方法需要拆散机器，以达到含有这些残留物的零件，然后采用机械的方法除去这些残留物，如用锤子击打、凿边等。这些机械方法需要机器停止工作足够的时间，并且对设备的风险增加，而且还涉及到除去这些残留物的个人。
还已知除了机械方法外除去这类残留物的各种方法，通常涉及液体如各种溶剂和表面活性剂的使用。但是，这类溶剂和表面活性剂不能完全除去这类残留物。此外，当这些溶剂和表面活性剂不能完全除去这些残留物时，这些残留物如上述开始聚集。因而，对于本领域以及从经济方面而言，能不采用机械方法从机器如印刷和平板印刷设备中基本完全除去污染物、且帮助防止这些残留物的聚集的组合物及其用于除去机器中的污染物的方法是个显著的贡献。
还已知生产产品的各种工业方法，这些方法使用各种系统，如包装系统、苯胺油墨系统、食品加工系统、漂白系统、冶金系统、酸洗系统、医兽产品系统、杀虫剂系统、肉类加工系统、家禽加工系统、牛奶加工系统、清洁系统等等以及它们的组合，这些系统包含几个部件，如齿轮、辊等等。这些部件可被各种污染物污染，如有机沉积物和钙沉积物、钙和淀粉基胶等等以及它们的组合。已知用于减少这些污染物的浓度或将其除去的各种组合物，使用由于环境调节难以被处理掉、并且能够带来重大安全隐患的组合物。因而，用于从这些系统中除去这些污染物的、无毒的、易于制备的、且勿需高成本处理过程即能处理掉的组合物对于本领域和经济而言也是显著的贡献。
还已知用于生产产品如纸张和纸浆产品的各种工业方法，这些方法使用各种含水系统。这些含水系统也在各种印刷系统、水处理系统、排水系统、锅炉系统、冷却系统等中使用。使用这些含水系统会产生几个问题，这些问题涉及由各种污染物如垢、藻类、真菌、细菌、表面活性剂、各种有机化合物等导致的这类含水系统的故障。这些污染物可使这类含水系统产生故障，以至于到达需要大量清洗它们以除去导致产品生产下降的这些污染物的程度。
可用于减少这类含水系统中的这些污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的已知各种组合物常常使用氯。但是，使用氯基组合物会产生各种环境问题和安全隐患，并且，处理由使用这些氯基组合物而产生的这类产物需要紧密的环境研究和调节。此外，这类氯基组合物常常以气态形式被利用，这需要使用大范围的安全设备和训练方法。因此，对于本领域和经济方面而言，用于从含有水基系统的环境中除去或溶解一种或多种污染物的、无毒的、便宜且易于制备的组合物具有显著的价值。
此外，用于减少环境中污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的含有一种以上组分的组合物通常需要先将一种组分加到环境中，然后再加入第二种组分。然后两种组分必须发生“原位”反应，从而产生可除去或溶解该环境中含有的污染物的组合物。由于难以决定组合物的各组分的加入量的缘故，这类组合物可能难以使用。因此，对于本领域和经济方面而言，用于从环境中减少污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的、可以各种浓度“离位”制备的、可加到环境中以除去或溶解污染物的组合物具有显著的贡献。
此外，用于从环境中减少污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的、可由易于获得的组分制得的、可采用简单的方法利用最少的制备装置制得的组合物，对于本领域和经济方面也具有显著的贡献。
发明概要本发明的一个目的是提供一种制备从环境中减少一种或多种污染物的浓度、较佳是将这些污染物除去或溶解的组合物的方法。该方法利用便宜和易于制备的组分。本发明的另一目的是提供一种制备组合物的方法，该方法采用简单而有效的方法提供具有所需特性的组合物，该所需特性如当与采用其它方法制得的组合物相比，由本方法制得的组合物减少环境中污染物的浓度、较佳是除去或溶解污染物的能力增强。
本发明的又一目的是提供一种减少环境中污染物的浓度、较佳是除去或溶解污染物的改进方法。
本发明的一个实施例是一种新颖的组合物，该组合物采用以下方法制得使过氧化氢、乙醇酸(也称为羟基乙酸)和水接触。
本发明的另一实施例是一种制备新颖组合物的方法，该方法包括使过氧化氢、乙醇酸和水接触。该方法还可包括使一种或多种额外的组分如异丙醇与上述物质接触。
本发明的新颖组合物可用于减少各种环境中的各种污染物的浓度、较佳是将这些污染物除去或溶解。这些污染物可包括元素周期表中的II-VIII族元素、藻类、真菌、细菌、表面活性剂、天然树胶、合成树胶、有机化合物、纸质填料、纸过滤器、粘土、亚硫酸盐、氧化物、粘附剂、淀粉等等以及它们的组合。所述环境可包括含水系统、纸张生产系统、纸浆生产系统、印刷系统、包装系统、苯胺印刷系统、食品加工系统、漂白系统、冶金系统、酸洗系统、医兽产品系统、杀虫剂系统、肉类加工系统、家禽加工系统、牛奶加工系统、清洁系统等等以及它们的组合。所述含水系统可包括游泳池、水处理系统、排水系统、锅炉系统、冷却系统、污水处理系统、灌溉系统、农用系统、冷却塔系统等以及它们的组合。
结合下文对本发明进行的详细描述和附带的权利要求，将会理解本发明的其它目的和优点。
发明的详细描述已发现，可采用一种新颖的制备方法制备减少环境中的一种或多种污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的组合物，从而可提高这些组合物在进行上述处理时的性能，该新颖的方法包括使过氧化氢和乙醇酸接触。
制备本发明组合物的方法通常包括使过氧化氢、乙醇酸和水接触。过氧化氢通常为过氧化氢溶液，含有过氧化氢和水。这种过氧化氢溶液在水中通常含有至少约0.1重量％至多约20重量％的过氧化氢，较佳是在水中至少约0.5重量％至多约15重量％的过氧化氢，更佳是在水中至少约1重量％至多约15重量％的过氧化氢。将稳定量的水加到商业获得的35重量％技术级的过氧化氢水溶液(FMC公司，Philadelphia，Pennsylvania)中，获得适用于本发明方法的过氧化氢溶液，从而制得用于本发明方法中的一个过氧化氢溶液例子。
适用于本发明方法的水较佳是低固相水，该水通常含有少于约10份/百万(ppm)溶解的固体，较佳少于约5ppm溶解固体，更佳少于约1ppm溶解固体，最佳约0ppm溶解固体。可用于本发明方法中的低固相水的一个例子是从PGT公司(Cedar Hill，得克萨斯州)购得的低固相水，该水是采用反渗透法制得的溶解固体少于约0.1ppm的低固相水。
用于本发明方法的水，较佳的是低固相水，可以通过已知的本领域制备水的任何适当方法来制备。尤其是低固相水，通常，用处理装置处理高固相水即可制得低固相水，所述处理装置选自反渗透装置、去离子化装置等等以及它们的组合。高固相水通常比低固相水含有更多的溶解固体。通常，高固相水含有超过约200ppm的溶解固体。
通常，水以稳定量存在，这为过氧化氢和乙醇酸根据本文所述的方法而接触作准备。通常，本文所述的稳定量的水应足够多，以防止过氧化氢和乙醇酸之间发生不可控制和预想不到的反应，本领域已知这种反应可在非稀释环境中发生。但是，本文所述的稳定量的水应足够少，以防止所得的组合物太稀，导致该组合物不再如本文所述具备减少环境中的污染物的浓度、较佳将污染物除去或溶解的能力。因此，本发明一个新颖的方面是存在稳定量的水，较佳是低固相水，该量大到足以使过氧化氢和乙醇酸以可预测和可控制的方式接触，而小到足以防止所得组合物过稀，从而使该组合物如本文所述有效减少环境中的污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解。
通常，稳定量的水，较佳的是低固相水，其存在的量占过氧化氢、乙醇酸和水总量的至少约50％，最多约为99.9重量％。较佳的是，以过氧化氢、乙醇酸和水的总重计，水的稳定量是指至少约为60重量％，最多约为97重量％。更佳的是，以过氧化氢、乙醇酸和水的总重计，水的稳定量是指至少约为70重量％，最多约为95重量％。
乙醇酸较佳是含有乙醇酸和水的乙醇酸溶液。这种乙醇酸溶液通常含有至少约1重量％的乙醇酸到至多约15重量％的乙醇酸，较佳至少约1重量％到最多约10重量％的乙醇酸，更佳是含有至少约1重量％到至多约5重量％的乙醇酸。通过将本文所述的低固相水加到商业获得的70重量％技术级乙醇酸水溶液(DupontChemical，Wilmington，Delaware)中，获得5重量％的乙醇酸溶液，从而获得可用于本发明方法中的一个乙醇酸溶液例子。
可采用任何适当的装置，以任何适当的顺序使过氧化氢、乙醇酸和水接触，由此获得有效减少环境中的污染物浓度、较佳将污染物除去或溶解的本发明组合物。较佳的是，这种接触包括使用本领域已知的任何适当的用于混合一种水性溶液和另一种水性溶液的混合装置进行混合。更佳的是，将本文所述的过氧化氢溶液与本文所述的乙醇酸溶液混合。在接触过程中，过氧化氢与乙醇酸的重量比通常至少约为1∶1，至多约为30∶1，较佳至少约为2∶1到至少约20∶1，更佳至少约为2∶1到至多约10∶1，最佳至少约为2∶1到至多约6∶1。
过氧化氢、乙醇酸和水接触过程中的温度，较佳是过氧化氢溶液和乙醇酸溶液的接触过程中的温度，可以是可提供本文所述的有效减少环境中的污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的组合物的任何温度。通常，接触过程中的温度至少约为0°F至多约为100°F，较佳至少约为10°F至多约为90°F，更佳至少约为20°F至多约为80°F。接触过程中的压力可以是可产生本文所述的组合物的任何压力。压力通常至少约为大气压至多约为每平方英寸绝对100磅(psia)，较佳约为大气压。接触的时间可以是能产生本文所述的组合物的任何时间长短。接触的时间通常至少约为0.1分钟至多约为60分钟，较佳至少约为0.1分钟至多约为30分钟。
产生本发明组合物的方法还可包括使含有异丙醇的另一种组分与上述组分接触。通常，异丙醇的纯度至少约为95％，较佳至少约为98％，更佳至少约为99％。
除了与异丙醇接触外，或者可代替的，本发明的方法还可包括与选自以下的一种或多种组分接触单过硫酸钾、银、酸、酯、醇、α羟基酸、β羟基酸等等以及它们的组合。适当的酯的例子包括但不限于乙氧基酯等和它们的组合。适当的酸的例子包括但不限于乙酸、硫酸、甲酸、过乙酸等以及它们的组合物。适当的α羟基酸和β羟基酸的例子包括但不限于柠檬酸、乳酸、马来酸等以及它们的组合物。
这些额外的组分可以任何量加入，只要该量能产生如本文所述的有效减少环境中的污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的组合物即可。通常，这些额外组分存在时，这些额外组分以占最终组合物总重的至少约0.1重量％至多约20重量％的比例存在，较佳是至少约0.1重量％至多约10重量％，更佳至少约0.1重量％至多约5重量％。
制备本发明组合物的优选方法包括将35重量％的过氧化氢水溶液和稳定量的低固相水混合，形成含有约80重量％的低固相水、余下部分为过氧化氢溶液的混合物，其中该低固相水含有少于约1ppm的溶解固体。然后将所得的混合物与5重量％的乙醇酸溶液接触，该乙醇酸溶液通过将70重量％乙醇酸溶液与含有少于约1ppm溶解固体的低固相水接触而制得，从而得到pH约为1.9-3.5的组合物。这种组合物特别适用于减少通常在波状盒制造和印刷以及苯胺印刷过程中产生的钙和淀粉胶以及有机物质和矿物残留物的浓度、尤其是将这些物质除去或溶解。
制备本发明组合物的另一优选方法包括将35重量％的过氧化氢水溶液与稳定量的含有少于1ppm溶解固体的低固相水混合，产生含有约43重量％低固相水、余下为过氧化氢溶液的混合物。然后将该所得的混合物与5重量％乙醇酸溶液接触，该乙醇酸溶液是将70重量％的乙醇酸溶液与含有少于约1ppm溶解固体的低固相水接触而获得的，从而得到pH约为1.9-3.5的组合物。该所得的组合物特别适用于减少通常存在于含水系统中的污染物的浓度、尤其是将这些污染物除去或溶解。
制备这些组合物的另一优选方法是，再将该所得的组合物与纯度约为99％的异丙醇接触，异丙醇的量为约占最终组合物总重的5重量％。
本发明的组合物pH通常至少约为1.5至多约为4.5，较佳至少约为1.7到至多约为4，更佳至少约为1.9至多约为3.8。
本发明的组合物的比重通常至少约为1.0到至多约为1.5，较佳至少约为1.1到至多约为1.4，更佳至少约为1.3到至多约为1.4，最佳约为1.35。
虽然不想被任何理论所限制，但是可以认为本发明的组合物为含两个碳原子、四个氢原子和四个氧原子的分子。还可以认为四个氢原子中的两个和四个氧原子中的两个以羟基存在。
可使用采用本文所述的本发明方法制得的本发明组合物减少各种环境中的各种污染物的浓度，尤其是将这些污染物除去或溶解。这些方法通常包括使这些污染物与一定浓度的本发明组合物接触，该组合物根据本文所述的方法制得，其浓度有效减少这些环境中的这些污染物的浓度，较佳是将污染物除去或溶解。适当的污染物的例子包括但不限于元素周期表上的II-VIII族元素(也称为II族元素、III族元素、IV族元素、V族元素、VI族元素、VII族元素、VIII族元素)、藻类、真菌、细菌、表面活性剂、天然树胶、合成树胶、有机化合物、纸纤维、纸过滤器、粘土、亚硫酸盐、硫酸盐、氧化物、粘附剂、淀粉等等以及它们的组合。
合适的环境包括但不限于含水系统、纸张生产系统、纸浆生产系统、印刷系统、包装系统、苯胺印刷系统、食品加工系统、漂白系统、冶金系统、酸洗系统、医兽产品系统、杀虫剂系统、肉类加工系统、家禽加工系统、牛奶加工系统、清洁系统等等以及它们的组合。术语“系统”指以任何方法或方式与所公开类型的系统相关的任何方法、过程、装置、组件等等以及它们的组合。例如，术语“含水系统”指以任何方法或方式与含水系统或污染物相关的本领域已知的任何方法、过程、装置、组件等等以及它们的组合。还例如，术语“食品加工系统”指以任何方法或方式与食品加工相关的本领域已知的任何方法、过程、装置、组件等等以及它们的组合。还例如，术语“印刷系统”指以任何方法或方式与印刷相关的本领域已知的任何方法、过程、装置、组件等以及它们的组合。
适当的含水系统的例子包括但不限于游泳池、水处理系统、排水系统、锅炉系统、冷却系统、污水处理系统、灌溉系统、农用系统、冷却塔系统等等以及它们的组合。
本发明的组合物可在任何适当的条件下以任何适当的方式与本文所述的一种或多种污染物接触，所述组合物有效减少环境中这些污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。接触条件也称为污染物接触条件，包括本文所述的组合物的浓度、接触温度、接触压力和接触时间，这些可以是有效减少本文所述的环境中的污染物的浓度、较佳是将污染物除去或溶解的任何接触条件。接触条件通常依赖于污染物的类型和浓度以及环境的类型。例如，与污染物以较低浓度存在时所需的接触条件相比，当一种或多种污染物的浓度增加时，接触条件通常也具有增加的组合物浓度、温度、压力和时间。例如，当本发明的组合物用于游泳池冲击处理以开始减少污染物的浓度、较佳将污染物除去或溶解时，与使用本发明组合物维持该游泳池在例如30天的时间中污染物的减少量相比，组合物的浓度将明显地增加，时间将减少。基于环境中污染物的浓度而选择正确的接触条件是本领域熟练的技术人员所已知的。
当环境包括液体介质时，如本文所述的含水系统，组合物的浓度通常至少约为0.1体积份组合物每百万份环境(ppmv)至多约为25体积％，较佳至少约为0.5ppmv至多约为20体积％，更佳至少约为1ppmv至多约为15体积％。当环境不含有液体介质时，如当组合物直接用于污染物时，组合物的浓度通常至少约为为0.1重量份组合物每百万份环境(ppm)至多约为20重量％，较佳至少约为0.5ppm至多约为10重量％，更佳至少约为1ppm至多约为5重量％。
通常，接触温度(也称为污染物接触温度)至少约为50°F至多约为200°F，较佳至少约为70°F至多约为150°F。接触压力(也称为污染物接触压力)通常至少约为大气压至多约为每平方英寸绝对100磅(psia)，较佳约为大气压。接触时间(也称为污染物接触时间)通常至少约为0.1分钟至多约为30天，较佳至少约为0.5分钟至多约为20天，更佳至少约为1分钟至多约为10天。
本发明组合物适当的用途例子包括但不限于下述。
本发明的组合物可用作去垢剂、杀生物剂、杀粘菌剂、絮凝剂等以及它们的组合，用于减少生产纸张和纸浆的机器和装置中的垢、藻类等及其组合的浓度，较佳将这些污染物除去或溶解。
本发明组合物可用作去垢剂、杀生物剂和/或杀藻类剂，用于减少印刷工业中使用的含水系统中的各种污染物的浓度、较佳将这些污染物除去或溶解。例如，可将本发明组合物用作钙和表面活性剂清除剂，用于从印刷工业、包装工业等以及它们的组合中使用的含水系统的生产线和罐子中的钙、溶解的矿物、表面活性剂、细菌等以及它们的组合的浓度、较佳将它们除去或溶解。还例如，本发明组合物可用于减少平板印刷术用的平板表面上的各种表面活性剂、天然树胶、碳酸钙、含聚合物的残留物等以及它们的组合的浓度、较佳将它们除去或溶解。本发明组合物还可用作橡胶辊清洗剂，用于减少有机污染物、水基污染物和液态金属沉淀的浓度，较佳是将它们除去或溶解，这些污染物包括但不限于纸张纤维、纸过滤器、粘土涂料、亚硫酸盐、硫酸盐、二氧化钛、铬、钡、碳酸钙等等以及它们的组合。这些污染物浓度的减少、较佳是除去或溶解会改进油墨转移的一致性，同时帮助限制平板印刷术和平板印刷过程中通常使用的酸性化学物质的中和作用。
本发明的组合物可用于减少含水系统如水箱、水管线、泵等以及它们的组合中的垢、藻类、真菌、细菌、矿物等以及它们的组合的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。由于与包含常在用于生产纸张产品的木材中发现的霉菌、真菌孢子和细菌的所述纸张产品具有高接触比例的缘故，这些污染物已知通常存在于用于印刷和纸张工业等中的含水系统中。
本发明的组合物可用于减少粘附剂的浓度，较佳是将其除去或溶解。在各种方法中，如波状盒制造方法和包装方法中，常使用到含有有机化合物和淀粉的胶水和粘附剂。本发明组合物可与这些胶水和粘附剂接触，如通过喷射，在过了一段有效的使本发明组合物渗入这些胶水和粘附剂中的时间后，可容易地将这些胶水和粘附剂除去。
本发明的组合物可用于处理常在苯胺印刷中使用的安尼楼克(anilox)滚轴，尤其是这些安尼楼克滚轴中含有的或位于其中的孔。安尼楼克滚轴通常用在苯胺印刷情况中，苯胺印刷通常含有各种浓度的显微大小的有机物质。可采用各种方法使用各种组合物来除去这些物质，包括将组合物喷射到要处理的表面上、机械地施用于该表面、浸入处理等等以及它们的组合。利用本发明组合物可获得优于现有的清洁安尼楼克滚轴的技术的进步，这些现有技术如烘焙苏打爆破、超声清洁以及利用高碱性浓度的化学物质。
本发明组合物可用于减少通常发现于食品加工和食品包装环境等中存在的污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。
本发明组合物可用于废弃物泥浆处理过程，以帮助破碎固体，并产生杀生物剂效果。
本发明组合物可用作工业杀生物处理，以杀死各种真菌，如波体鲁斯(bottrus)真菌、霉菌或细菌。
本发明组合物可用于增强常见于纺织工业、纸张和纸浆工业等以及它们的组合的漂白过程。
本发明组合物可用于增强已知去垢剂、杀粘菌剂、抗微生物剂等以及它们的组合的效果。
本发明组合物可在渔业和农业加工中用作杀虫剂，以杀死在这些过程中发现的微生物和/或寄生虫，包括细菌和真菌。这些农业过程包括但不限于农业炼油(rendering)和饲育，包括各种相关的贮藏区域(holding area)，这些区域有这类细菌、真菌和寄生虫。
本发明组合物可用于减少肉类、家禽和奶制品提练和加工设备中常发现的各种污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。
本发明组合物可用于减少常在冶金加工(涉及铜或其它金属)中发现的各种污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。
本发明组合物可用于减少常在混凝土的酸洗等过程中发现的各种污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。
本发明组合物可用于减少常在生产兽医用产品的过程中发现的各种污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。
本发明组合物可用于减少常在啤酒加工系统、酒类加工系统等中发现的各种污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解，如从各种瓮中除去污染物。
本发明组合物可用于减少汽车表面上各种污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解，如从例如汽车或卡车的缓冲器的外表面除去小虫和柏油残留物。
本发明组合物可用作化妆品工业中使用的各种产品如面膜产品中的添加剂。
本发明组合物可用作减少常在船舶工业中发现的污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解，例如从船的外表面除去这些污染物，所述污染物如钙基和有机基物质。
较佳的是，本发明组合物用于从印刷系统中减少污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。除了各种机器装置和除去这类污染物的各种溶剂和/或各种表面活性剂(如氢氧化钠)之外，或者较佳地作为另一种选择，还可使用本发明组合物。
还较佳的是，本发明组合物用作清洁剂、杀真菌剂、杀藻类剂等等以及它们的组合，以减少含水系统如游泳池、水上花园等以及它们的组合中的污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解。除了氯基或溴基或双胍(biguianide)基组合物之外，或者较佳地作为另外一种选择，也可使用本发明组合物。
还较佳的是，本发明组合物可用作清洁剂、杀真菌剂、杀藻类剂等等以及它们的组合，以减少含水系统中的污染物的浓度，较佳是将这些污染物除去或溶解，所述含水系统常见于市政水处理系统、商业排水系统、工业锅炉系统、工业冷却系统、冷却塔系统等等以及它们的组合。除了氯基或溴基或双胍基组合物之外，或者较佳地作为另外一种选择，也可使用本发明组合物。
给出下述实施例进一步阐述本发明，不应认为这些实施例不利地限制了本发明的范围。
实施例I此实施例阐述本发明组合物的制备。
如下制备55加仑的本发明组合物。在室温(约70°F)和大气压下，将8.25加仑35重量％过氧化氢溶液(FMC公司，Philadelphia，Pennsylvania，为35重量％的过氧化氢的技术级溶液)与34.675加仑的含有少于约0.1ppm溶解固体的低固相水(PGT公司，Cedar Hill，得克萨斯州，采用反渗透生产得到该低固相水)混合，得到混合物。总混合时间大约为15分钟。然后在室温(约70°F)和大气压下，使所得的混合物与11.55加仑5重量％乙醇酸溶液接触，该乙醇酸溶液是由0.825加仑约70重量％的乙醇酸溶液(DuPont Chemical，Wilmington，Delaware，70重量％的乙醇酸的技术级水溶液)与10.725加仑含少于约0.1ppm溶解固体的低固相水(PGT公司，该低固相水已由反渗透法制得)接触，从而获得55加仑的本发明组合物，这本文中称为“组合物A”，其pH约为3.3。
实施例II这个实施例阐述本发明组合物(在此称为组合物A)用于减少制造波状盒中使用的起皱设备的钙和/或淀粉胶和其它物质的浓度，较佳是将这些物质除去或溶解。
从美国包装公司(PCA，Waco，得克萨斯州)获得设备，该设备已经使用了好几年。观察到该设备上有大量的胶残留物(这些残留物的颜色是脏白色的，因为胶随着时间而干燥成半透明状态)。在这些设备的粘附剂应用设备的交叉构件上，在该胶应用器(用于将胶施涂到纸板上，以形成波状盒片)下约10英寸的地方有非常浓的胶残留物。胶残留物水平已达到阻碍了生产的进行的程度。PCA已向几家化学公司求助，希望他们能开发出能除去或清除这些胶残留物的产品。据说各化学品供应公司已作出了20次不成功的尝试。然后，用触发喷射器将组合物A直接用于这些胶残留物。约5分钟内，半透明的胶残留物变成其原始显现的白色(印，胶干燥前的颜色)。所聚集的胶残留物一层一层地变白。约20分钟内，可看到残留物层都明显地重新水合，并且可用手从该交叉构件上将各层剥落而将其除去。当组合物A到达估计已形成了20年的残留物底层时，这些底层也能被除去，从而使该设备又可以操作。总之，由于胶残留物而导致设备的保养问题被减到最少。在应用组合物A之前，除去这种残留物的优选且仅可能的方法是用锤子击打和用凿子凿。用锤子和凿子将这些层从粘附剂应用设备的交叉构件部分凿除。
实施例III本实施例阐述本发明组合物(在此称为组合物A)的另一用途，即从如苯胺印刷过程中所述的安尼楼克滚轴之类的设备中除去有机物质和矿物残留物。
使用安尼楼克滚轴的设备由美国包装公司(PCA，Waco，得克萨斯州)提供。这些设备已使用了几年。苯胺印刷过程中的一个固有问题是，各种污染物往往会聚集，并且结合到安尼楼克滚轴中的小激光蚀刻孔中。这些孔向凸起的图像-聚合物印刷板提供水和溶剂基的苯胺印刷油墨。在除去过量的苯胺印刷油墨后，还需要许多过程来除去安尼楼克滚轴中的污垢(scalant)和残留物。PCA设备的安尼楼克滚轴上有各种矿物质和油墨组分沉积物，采用以前的方法如烘焙苏打爆破和使用超声设备不易于将它们除去。
在第一种方法中，直接将组合物A喷射到安尼楼克滚轴孔的表面上，该孔的密度为每线性英寸安尼楼克滚轴145个孔。用组合物A将安尼楼克滚轴水合，维持约5分钟。之后，进行标准的水基苯胺印刷洗涤，以将污染物洗出孔外。组合物A的应用似乎将结合的矿物质和沉积物分解，使这些结合的矿物质和沉积物通过正常的碱性类型的苯胺印刷洗涤而被除去。本方法考虑到安尼楼克滚轴的孔深度和孔体积的恢复。组合物A使安尼楼克设备在机器上得到清洁，而没有花费更多的钱去购买清洁设备，对于PCA而言其停止生产的时间和花费都减少。
使用组合物A的第二种方法是，将组合物A加到苯胺印刷单位油墨储存器中，使之与油墨泵接触。接触时间大约是5分钟，接着进行标准的水基苯胺印刷洗涤程序。先前，利用了如烘焙苏打爆破和使用超声设备等方法，但是这些方法仅仅清洁安尼楼克孔的表面。组合物A比先前这些方法要做得更好，将这些孔处理得像新的一样。
实施例IV此实施例阐述本发明另一种组合物的制备。
如下制备55加仑的本发明组合物。在室温(约70°F)和大气压下，将18.15加仑35重量％过氧化氢溶液(FMC公司，Philadelphia，Pennsylvania，为35重量％的过氧化氢技术级水溶液)与13.75加仑的含有约少于0.1ppm溶解固体的低固相水(PGT公司，Cedar Hill，得克萨斯州，采用反渗透法制得该低固相水)混合，得到混合物。混合时间大约为15分钟。然后在室温(约70°F)和大气压下，使所得的混合物与23.1加仑5重量％乙醇酸溶液接触，该乙醇酸溶液是由1.65加仑约70重量％的乙醇酸溶液(DuPont Chemical，Wihnington，Delaware，70重量％的乙醇酸的技术级水溶液)与21.45加仑含少于约0.1ppm溶解固体的低固相水(PGT公司，CederHill，得克萨斯州该低固相水已由反渗透法制得)接触，从而获得55加仑的本发明组合物，本文中称为“组合物B”，其pH约为2.2。
实施例V此实施例阐述使用本发明组合物(在此称为组合物B)除去印刷机源溶液再循环系统(printing press fountain solution recirculating system)(含水系统)中的残留物和细菌生长物以及真菌。
从Rock Tenn公司(Waxahachie，得克萨斯州)得到印刷机，该印刷机包含ManRoland注管源溶液再循环系统(也称为给湿系统dampening system)，该系统包括一混合器、冷却器和再循环单元，该再循环单元包含大约30加仑的储存器，总容量为200加仑的水。该设备已被连续使用了将近20年。可以观察到有大量的矿物质残留物，如由钙和石灰沉积物组成的矿物质沉积物，以及细菌和真菌生长物，包括发丝状藻类，有白色的、绿色的、褐色的以及各种各样的其它颜色，这在工业上都很是常见。在这些残留物和生长物聚集和引起生产中断之前，已试图使用各种溶剂将它们除去。用于清洁这种印刷机再循环系统的工业产品常见的有含有氢氧化钠、乙二醇醚和各种杀生物剂的混合物的产品，如各化学品生产商包括VarnInternational(一家世界级的化学品生产商，它生产印刷间和印刷化学品，其产品遍布世界)销售的产品。
但是，使用这些溶剂并不能成功地除去矿物质残留物和细菌与真菌的生长物。矿物质残留物和生长物的积累已达到在吃水线中变硬而不能除去的的程度。吃水线变得堵塞，从而难以进行生产。取代吃水线和/或用漂白粉冲洗该水系统是另一种想法，但是要耗费的水量可能是成千上万加仑的水。此外，由漂白残留物引起的与生产相关的问题也难以减轻，从而使得漂白想法变得不符合需要以及经济上不可行。
将5加仑量的组合物B用于下述步骤。以1品脱的量将组合物B直接倒入再循环系统6个水托盘的每个托盘中。在组合物B与矿物质残留物和细菌以及藻类生长物接触后，观察到约在15-30秒钟内，水立即开始在返回线(return line)中从印刷机流回到再循环系统中，这表明组合物B除去了各种污染物。然后，再循环系统的排干变得不再堵塞，这样水可易于流动。然后，将另外的4加仑组合物B直接加到30加仑大的储存器中。在约15-30秒钟内，水立即开始在返回线中从印刷机流回到储存器中，这表明组合物B除去了各种污染物。观察到被组合物B除去的物质中包括纸张灰尘、粘土、真菌、藻类、油墨成分等。在空桶中收集大约35加仑的这些物质。在大约30分钟内，使大约200加仑的淡水通过该水系统，以进一步除去已被组合物B去除和/或溶解的死的藻类及细菌生长物以及矿物质的碎屑和残余物。
然后再给该再循环系统加上pH约为3.8的标准源溶液。立即将该印刷机投入生产。先前，在生产前正常的启动恢复时间大约为印刷20-25张纸所需的时间。使用组合物B后，启动恢复时间约为2-3张纸的时间。可以认为较好的启动是因为组合物B的pH与该源溶液的推荐pH相等或接近。使用组合物B之前，先前使用的产品含有氢氧化钠、乙二醇醚和杀生物剂，这些产品中的一些产品含有起泡剂或碱性物质如腐蚀性苏打。使用传统的清洁产品后该水系统中的pH通常约为9-10.5。因而，由于源溶液的pH通常约为3.8-4.0，而组合物B的pH与之类似，所以使用组合物B给生产能力、印刷质量和水成本的减少提供了直接的利益。
实施例VI此实施例阐述使用本发明组合物(在此称为组合物B)除去游泳池中的污染物。
试验位置包括游泳池，该游泳池里有25,000加仑的水，这些水基本上不含氯和其它化学物质。游泳池成方形，浅水区大约3英尺深，深水区大约9英尺深。该游泳池已关闭，有9个月的时间未使用了。在处理前，水带黑色，发出一股恶臭。游泳池底表面上覆盖着绿的藻类生长物，大约1.5英寸厚。该绿的藻类生长物看起来覆盖着一底层的灰色藻类物质。由于有大片的藻类生长物，游泳池的底表面及其第一和第二台阶的表面都看不到。游泳池过滤系统中含有的过滤介质是硫铁粉状(diametaceous)泥土。水的pH为7.2，温度约为78°F。
用塑料桶装上10加仑量的本文组合物B，沿着游泳池从浅水区走到深水区，边走边以恒定的速率将组合物B倒入游泳池中。大约25分钟后，水的颜色变为浅绿色的“豌豆汤”(“pea-soup”)颜色。碎屑开始浮到水面上，这些碎屑显示为大块的绿藻类和灰色的藻类物质。水的清晰度继续得到改善。大约24小时后，水显示为一定的朦胧或“牛奶”颜色。绿色的藻类和灰色的藻类物质好像已经被杀死，余下的看起来变为白色的骨架碎屑，一些覆盖在游泳池的底部，一些浮在水面上。游泳池水的pH为6.8。然后加入约两液体夸脱的絮凝剂，以帮助除去漂浮的碎屑。从加入组合物B起大约72小时后，吸除游泳池底部的藻类碎屑，清除出来的碎屑被排到接近游泳池的旁边的区域。池水pH为6.8。然后加入自来水，直到pH变为7.0。
保持池水为未覆盖、不使用、不循环的状态两周。两周过后，溶解的氧(DO)是每百万份106份(ppm)，水看起来非常清晰(可看到深水区的底表面)，启动用于将池水循环的泵，将其设定为每天循环池水2小时。一周以后(即从加入组合物B时起共3周)，DO为98ppm，其间包括下了2英寸的雨。又一周后(即自加入组合物B时起共4周)，DO为44ppm。水仍然是清晰的，但观察到游泳池底有几个小块地方表面上长了绿藻。
然后，在游泳池的一端用塑料桶将2.5加仑“维持量”的本文所述组合物B加入游泳池中。加入后，DO为100ppm(这是所需的读数)，pH为7.4。然后将游泳池维持为每两周加入2.5加仑的组合物B。
实施例VII此实施例证明本发明组合物各个增加的浓度的效果。
使用两个试验位置(1和2)来测定本发明组合物的毒性。试验位置1为户外水上花园，它包括圆形纤维玻璃烧铸的箱子，其直径约为5英尺，可容纳大约500加仑的水。该箱子还含有土壤、岩石、几块砖头和36只小鱼。水气味恶臭，为黑颜色。箱底的土壤和岩石好像覆盖了一层黑色的霉菌或藻类。
在该箱子的一端，用塑料瓶直接将8液体盎司量的本文组合物B加到该箱子中。加入时水的温度约为78°F。加入后，水中立即冒出气泡。气泡开始在该箱子的一端冒出，接着在约15分钟之内发展到箱子的另一端。过了24小时后，水开始变得清晰，完全可以看到水箱中的砖块和岩石，它们不再被黑色的霉菌或藻类覆盖。小鱼似乎未受到加入的组合物B的影响。骨架碎屑覆盖在水箱底部。未读取pH和溶解氧气读数。基于所观察到的，可以每两到三周使用8盎司的组合物B。
试验位置2是标准的29加仑水族缸，其中有6加仑的压碎了的珊瑚砾石。将29加仑经反渗透处理的水加入该水族缸中。pH为8.0。缸中使用的生长介质包括通用电气的Gro-Lite灯泡(其UV光谱与阳光类似)和TETRA-MIN热带鱼食物。使水在该水族缸中循环约5天，其中没有加入任何化学品、活鱼或植物。5天后，在该水中放养24条小诱饵商店里的鱼(small bait shop minnow)，将其单独放置约两天(约48小时)。然后，以每百万份水100份组合物B(即100ppm)的量加入组合物B。加入后约30分钟，溶解的氧水平为106ppm。
24小时后，溶解的氧水平约为44ppm，加入额外的200ppm组合物B。30分钟后，溶解的氧约为210ppm。观察到小鱼在箱子底部附近游来游去。又过了24小时后，溶解的氧为86ppm。然后加入额外的500ppm组合物B。之后，不能获得溶解氧的读数，因为溶解的氧太多了，以至于所使用的滴定物质(硫代硫酸钠)保持为黑色的，导致不能获得准确的溶解氧读数。即使过了6小时后，使用超过600ppm的硫代硫酸钠，仍不能读取溶解氧的读数。
在4天的时间里没再往水箱中添加额外的化学品。从最初加入组合物B起的10天后，水箱中的鱼在接下来的两周中以每天大约1条的速率死亡。大约3条鱼的鳞片从其尸体上脱落。从将组合物B加到该水箱中时起四周后，水仍旧是清晰的，没有藻类生长。溶解的氧为44ppm。
上述实施例的结果清楚证明，本发明很好地适用于实施这些目的，并获得所提及的结果和优点及其固有性质。
在不偏离本发明范围的情况下，可在本公开内容和附带的权利要求的范围内作出合理的变动、修改和适应。
权利要求
1.一种制备组合物的方法，其特征在于，该方法包括使过氧化氢、乙醇酸和水接触，其中所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水总重的50重量％至多约占该总重的99.9重量％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢与所述乙醇酸的重量比至少约为1∶1至多约为30∶1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢与所述乙醇酸的重量比至少约为2∶1至多约为20∶1。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢与所述乙醇酸的重量比至少约为2∶1至多约为10∶1。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢以所述过氧化氢和所述水的过氧化氢溶液存在，其中该过氧化氢溶液含有至少约0.1重量％至多约20重量％的过氧化氢，此外，所述乙醇酸以所述乙醇酸和所述水的乙醇酸溶液存在，其中该乙醇酸溶液含有至少约1重量％至多约15重量％的乙醇酸。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢以所述过氧化氢和所述水的过氧化氢溶液存在，其中该过氧化氢溶液含有至少约0.5重量％至多约15重量％的过氧化氢，此外，所述乙醇酸以所述乙醇酸和所述水的乙醇酸溶液存在，其中该乙醇酸溶液含有至少约1重量％至多约10重量％的乙醇酸。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括与异丙醇接触。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述异丙醇的纯度至少约为99％。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水总重的60重量％至多约占该总重的97重量％。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过氧化氢以所述过氧化氢和所述水的过氧化氢溶液存在，其中该过氧化氢溶液含有至少约1重量％至多约15重量％的过氧化氢，此外，所述乙醇酸以所述乙醇酸和所述水的乙醇酸溶液存在，其中该乙醇酸溶液含有至少约1重量％至多约5重量％的乙醇酸。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水总重的70重量％至多约占该总重的95重量％。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括与选自以下一种组分接触单过硫酸钾、银、酸、酯、醇、α羟基酸、β羟基酸和它们的组合。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述酸选自乙酸、硫酸、甲酸、过乙酸和它们的组合。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述α羟基酸和β羟基酸选自柠檬酸、乳酸、马来酸和它们的组合。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组合物的pH至少约为1.5至多约为4.5。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组合物的比重至少约为1.0至多约为1.5。
17.一种组合物，其特征在于，它采用使过氧化氢、乙醇酸和水接触的方法制得，其中所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水总重的50重量％至多约占该总重的99.9重量％。
18.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述过氧化氢与所述乙醇酸的重量比至少约为1∶1至多约为30∶1。
19.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述过氧化氢与所述乙醇酸的重量比至少约为2∶1至多约为20∶1。
20.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述过氧化氢与所述乙醇酸的重量比至少约为2∶1至多约为10∶1。
21.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述过氧化氢以所述过氧化氢和所述水的过氧化氢溶液存在，其中该过氧化氢溶液含有至少约0.1重量％至多约20重量％的过氧化氢，此外，所述乙醇酸以所述乙醇酸和所述水的乙醇酸溶液存在，其中该乙醇酸溶液含有至少约1重量％至多约15重量％的乙醇酸。
22.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述过氧化氢以所述过氧化氢和所述水的过氧化氢溶液存在，其中该过氧化氢溶液含有至少约0.5重量％至多约15重量％的过氧化氢，此外，所述乙醇酸以所述乙醇酸和所述水的乙醇酸溶液存在，其中该乙醇酸溶液含有至少约1重量％至多约10重量％的乙醇酸。
23.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述方法还包括与异丙醇接触。
24.如权利要求23所述的组合物，其特征在于，所述异丙醇的纯度至少约为99％。
25.如权利要求18所述的组合物，其特征在于，所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水总重的60重量％至多约占该总重的97重量％。
26.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述过氧化氢以所述过氧化氢和所述水的过氧化氢溶液存在，其中该过氧化氢溶液含有至少约1重量％至多约15重量％的过氧化氢，此外，所述乙醇酸以所述乙醇酸和所述水的乙醇酸溶液存在，其中该乙醇酸溶液含有至少约1重量％至多约5重量％的乙醇酸。
27.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水总重的70重量％至多约占该总重的95重量％。
28.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述方法还包括与选自以下一种组分接触单过硫酸钾、银、酸、酯、醇、α羟基酸、β羟基酸和它们的组合。
29.如权利要求28所述的组合物，其特征在于，所述酸选自乙酸、硫酸、甲酸、过乙酸和它们的组合。
30.如权利要求28所述的组合物，其特征在于，所述α羟基酸和β羟基酸选自柠檬酸、乳酸、马来酸和它们的组合。
31.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述组合物的pH至少约为1.5至多约为4.5。
32.如权利要求17所述的组合物，其特征在于，所述组合物的比重至少约为1.0至多约为1.5。
33.一种组合物，其特征在于，该组合物是一种由两个碳原子、四个氢原子和四个氧原子组成的分子。
34.如权利要求33所述的组合物，其特征在于，所述四个氢原子中的两个与所述四个氧原子中的两个以羟基形式存在。
35.一种从环境中除去或溶解污染物的方法，其特征在于，该方法；选择过氧化氢、乙醇酸和水的组合物，产生一组合物，其中，所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水总重的50％至多约占该总重的99.9％；将所述污染物与一定浓度的所述组合物接触，其中所述浓度有效除去所述环境中的所述一些污染物。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述污染物选自II族元素、III族元素、IV族元素、V族元素、VI族元素、VII族元素、VIII族元素、藻类、真菌、细菌、表面活性剂、天然树胶、合成树胶、有机化合物、纸纤维、纸过滤器、粘土、亚硫酸盐、硫酸盐、氧化物、粘附剂、淀粉以及它们的组合。
37.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述环境选自含水系统、纸张生产系统、纸浆生产系统、印刷系统、包装系统、苯胺印刷系统、食品加工系统、漂白系统、冶金系统、酸洗系统、医兽产品系统、杀虫剂系统、肉类加工系统、家禽加工系统、牛奶加工系统、清洁系统以及它们的组合。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述含水系统选自游泳池、水处理系统、排水系统、锅炉系统、冷却系统、污水处理系统、灌溉系统、农用系统、冷却塔系统以及它们的组合。
39.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述污染物是藻类，所述环境是含水系统。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，所述含水系统是游泳池。
41.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述污染物含有II族元素，所述环境是印刷系统。
42.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述污染物含有II族元素，所述环境是包装系统。
43.如权利要求35所述的方法其特征在于，所述污染物是淀粉，所述环境是包装系统。
44.一种生产组合物的方法，其特征在于，该方法包括使过氧化氢、乙醇酸和水接触，其中所述水至少约占所述过氧化氢、乙醇酸和水的总重的50重量％。
全文摘要
提供了一种有效地除去许多环境如印刷系统中存在的各种污染物如有机化合物的组合物。制备这种组合物的方法包括使过氧化氢、乙醇酸和水接触。该方法还包括与一种或多种额外的组分如异丙醇的接触。
文档编号C11D3/39GK1447852SQ01813465
公开日2003年10月8日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月4日
发明者詹姆斯·E·麦克伦 申请人:詹姆斯·E·麦克伦