專利名稱：穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的組合物、裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增加鹵素二氧化物尤其是二氧化氯穩(wěn)定性和功效的組合物和方法，其中鹵素二氧化物是通過(guò)電解鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)鹽產(chǎn)生的。本發(fā)明進(jìn)一步涉及產(chǎn)生鹵素二氧化物(包括本發(fā)明的穩(wěn)定和增加功效組合物)的電解裝置，以及本文公開的鹵素二氧化物穩(wěn)定和增加功效組合物和裝置的使用方法。
背景技術(shù)：
二氧化氯，ClO2，是用于工業(yè)和家用處理與應(yīng)用以及用于商品和消費(fèi)品的最有效的漂白劑之一。該分子的強(qiáng)氧化電位使其適合于各種各樣的應(yīng)用，其中包括消毒、殺菌和漂白。已知濃度低至百萬(wàn)分之一(ppm)或更低的二氧化氯水溶液能夠殺死包括細(xì)菌、病毒、霉菌、真菌和孢子等的各種各樣微生物。高至幾百ppm的更高濃度的二氧化氯能夠在多種應(yīng)用中提供更強(qiáng)的消毒、漂白能力且使多種化合物氧化，這些應(yīng)用包括造紙和紙漿業(yè)、廢水處理、工業(yè)水處理(例如冷卻水)、水果蔬菜的殺菌、石油工業(yè)的亞硫酸鹽處理、紡織工業(yè)和醫(yī)用廢物的處理。
與通常使用的漂白材料如次氯酸鹽和氯氣相比，二氧化氯具有更多的優(yōu)點(diǎn)。二氧化氯能夠與酚類化合物反應(yīng)并使其分解，從而除去水中酚類產(chǎn)生的味道和氣味。二氧化氯還可以用于處理飲用水和廢水，以消除氰化物、硫化物、醛和硫醇。就有效氯氣而論，ClO2的氧化能力是氯氣的2.5倍。同樣，與據(jù)信氯氣/次氯酸鹽在pH值大于7時(shí)殺菌功效將會(huì)變小不同，據(jù)信二氧化氯的殺菌功效在pH值為7至10時(shí)仍能保持有效。此外，二氧化氯可在適宜的濃度范圍內(nèi)(即約100ppm至200ppm)使水中的隱鞭胞子蟲失活，而氯氣/次氯酸鹽由于隱鞭胞子蟲對(duì)它們的抵抗力，不能使水中的隱鞭胞子蟲失活。次氯酸鹽和氯氣都是通過(guò)向被漂白目標(biāo)的結(jié)構(gòu)中插入氯氣分子來(lái)與被漂白目標(biāo)反應(yīng)。盡管這種反應(yīng)方式可以有效，但是這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生一種或多種氯化產(chǎn)物或副產(chǎn)物，這無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)角度(從反應(yīng)媒介中除去烴)還是從安全和環(huán)境角度來(lái)講都是不希望出現(xiàn)的。另外，用次氯酸鹽和氯氣進(jìn)行漂白也會(huì)使漂白劑材料自身受到破壞，因此后續(xù)的漂白過(guò)程中就需要重新補(bǔ)充氯漂白劑。另一個(gè)缺點(diǎn)是，某些想用這兩種通常使用的漂白物殺死的微生物會(huì)隨著時(shí)間而產(chǎn)生抗藥性，特別是在氯氣或次氯酸鹽的濃度比較低的情況下。
通常用于水溶液中的二氧化氯含量最多約1％。由于它的弱穩(wěn)定性和強(qiáng)腐蝕性，因而使其成為難以高濃度水溶液進(jìn)行運(yùn)輸和操作的麻煩材料。這就需要由最終用戶來(lái)即時(shí)制備二氧化氯，通常采用前體化合物，例如亞氯酸鈉(NaClO2)或氯酸鈉(NaClO3)。利用氯酸鈉鹽來(lái)制備二氧化氯的典型方法是酸催化反應(yīng)
亞氯酸鈉更容易轉(zhuǎn)化為二氧化氯。利用亞氯酸鈉鹽制造二氧化氯的典型方法是采用酸催化反應(yīng)
除需進(jìn)一步確定用于鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)的新型即時(shí)生成裝置之外，還同樣重要的需求是確定適于穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液生成后的功效的組合物。在某些情況下，使用上述組合物將通過(guò)使預(yù)生成的活性二氧化氯溶液的“壽命”最大化，來(lái)降低即時(shí)生成二氧化氯的需要。在其它情況下，確定穩(wěn)定和增加功效組合物，可在鹵素二氧化物溶液即時(shí)生成(無(wú)論是通過(guò)電解或其它方法)后使它們的穩(wěn)定性和性能最大化。在任何情況下，本發(fā)明鹵素二氧化物穩(wěn)定和增加功效組合物處理并解決了與當(dāng)前二氧化氯使用有關(guān)、尤其與鹵素二氧化物溶液弱穩(wěn)定性有關(guān)的困境。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及穩(wěn)定和增加或預(yù)生成或即時(shí)生成的鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液功效的組合物、裝置和方法。本發(fā)明的穩(wěn)定和增加功效組合物將氫氧根離子清除液和/或界面張力(IFT)減弱劑摻入到或預(yù)生成或即時(shí)生成的鹵素二氧化物溶液中。向鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液中摻入氫氧根離子清除液，在調(diào)節(jié)所得溶液-pH上起關(guān)鍵的作用，從而與不使用氫氧根離子清除體系的情況相比，可更長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定所得溶液。此外，據(jù)信將界面張力(IFT)減弱劑與氫氧根離子清除體系一起或獨(dú)自摻入鹵素二氧化物溶液中，可使所得混合物的性能、抗微生物性等等最大化。
因此，如本發(fā)明的第一方面所述，公開并根據(jù)權(quán)利要求書保護(hù)了用于增加鹵素二氧化物尤其是二氧化氯穩(wěn)定性和/或功效的組合物。一方面，公開了使用氫氧根離子清除體系的用于穩(wěn)定或預(yù)生成或即時(shí)生成二氧化氯溶液的組合物。在另一方面，公開了摻入界面張力(IFT)減弱劑的用于增加二氧化氯溶液功效、抗微生物性等等的組合物。在本發(fā)明的另一方面，公開并根據(jù)權(quán)利要求書保護(hù)了摻入氫氧根離子清除體系和界面張力(IFT)減弱劑的鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液。在本發(fā)明的其它方面，本發(fā)明的穩(wěn)定和/或增加功效組合物還進(jìn)一步包含一種或多種輔助成分，用于為所得鹵素二氧化物溶液提供某些美觀和/或性能有益效果。
在本發(fā)明的另一方面，公開并根據(jù)權(quán)利要求書保護(hù)了用于即時(shí)生成穩(wěn)定而有效的鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)的電解裝置。在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述裝置摻入氫氧根離子清除體系，以穩(wěn)定其中所生成的鹵素二氧化物。在本發(fā)明的另一方面，本文所公開的電解裝置摻入界面張力(IFT)減弱劑，以使鹵素二氧化物在生成后的功效最大化。在本發(fā)明的另一方面，本文所公開的電解裝置摻入氫氧根離子清除液和界面張力(IFT)減弱劑。裝置的精確配置和/或組合物的性質(zhì)將由配制人員的需要和/或能力以及打算使用該裝置的用途而定。
在本發(fā)明的另一方面，公開了用于穩(wěn)定和/或增加或預(yù)生成或即時(shí)生成的鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液功效的方法。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于穩(wěn)定鹵素二氧化物，尤其是二氧化氯的方法。在本發(fā)明的另一方面，提供了增加鹵素二氧化物，尤其是二氧化氯功效的方法。在其它方面，提供了使用本發(fā)明組合物消毒和/或清潔表面的方法。所述方法通常涉及將一種或多種前述鹵素二氧化物穩(wěn)定和/或增加其功效的組合物施用于需要增加穩(wěn)定性和/或功效的鹵素二氧化物溶液中。在本發(fā)明的另一方面，本文所公開的方法涉及使用電解裝置，使用本發(fā)明組合物來(lái)穩(wěn)定和/或增加即時(shí)生成的鹵素二氧化物的功效。本文所公開的其它方法涉及使用受權(quán)利要求書保護(hù)的裝置和組合物，以施用到需要消毒和/或清潔的基質(zhì)上。本文所公開的(和下文進(jìn)一步論述的)每種方法的確切步驟將取決于需要將其摻入鹵素二氧化物溶液中的穩(wěn)定和/或增加功效組合物、配制人員的具體需要和/或能力以及需要使用受本文權(quán)利要求書保護(hù)的方法的應(yīng)用。
在本發(fā)明的其它方面，還公開了本文所述溶液和/或體系的各種產(chǎn)品形式和/或物理形式。在本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了包含本文所述溶液和/或體系的擦拭物。在本發(fā)明的另一方面，以氣體形式提供本文所述的溶液和/或體系。在本發(fā)明的另一方面，以固體形式提供本文所述的溶液和/或體系。在本發(fā)明的另一方面，以凝膠制劑形式提供本文所述的溶液和/或體系。
發(fā)明詳述本文所用的“穩(wěn)定”旨在指在鹵素二氧化物(優(yōu)選二氧化氯)溶液中使用氫氧根離子清除體系來(lái)調(diào)節(jié)所述溶液的氫氧根離子濃度，以使所得溶液的穩(wěn)定性大于未使用上述體系的鹵素二氧化物溶液的穩(wěn)定性。在此方面，術(shù)語(yǔ)“增加的穩(wěn)定性”旨在指含氫氧根離子清除體系的鹵素二氧化物溶液在25℃下配制三小時(shí)后測(cè)得的鹵素二氧化物的濃度，比不包含穩(wěn)定體系的相應(yīng)鹵素二氧化物在25℃下配制三小時(shí)后測(cè)得的鹵素二氧化物的濃度高至少約5％，優(yōu)選至少約10％。
本文所用的“增加功效”旨在指將氫氧根離子清除劑和/或IFT減弱劑摻入鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液中，以向所述溶液遞送一種或多種抗微生物性能和/或美觀有益效果。所述有益效果包括，但不限于，增加抗微生物溶液中的抗微生物殺死率和/或?qū)?shù)殺死率、改善氣味消除效果、選擇性漂白或色彩改變，以及它們的組合。在此方面，術(shù)語(yǔ)“增加的抗微生物性能”旨在指含氫氧根離子清除劑和/或IFT減弱劑的鹵素二氧化物溶液在微生物數(shù)量減少上，比不包含氫氧根離子清除劑或IFT減弱劑的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液要大至少約5％，優(yōu)選至少約10％。
本文所用的“氫氧根離子清除體系”旨在指可用于鹵素二氧化物(或二氧化氯)溶液中并在上述應(yīng)用后增加所述溶液穩(wěn)定性的任何試劑，尤其是當(dāng)與未摻入氫氧根離子清除劑的這種溶液的穩(wěn)定性比較時(shí)。實(shí)際上，與不包含穩(wěn)定體系的相應(yīng)鹵素二氧化物的濃度相比(同樣在25℃和其配制三小時(shí)后測(cè)量)，本發(fā)明的氫氧根離子清除劑和/或體系適于在25℃下配制三小時(shí)后使鹵素二氧化物的濃度增加至少約5％，優(yōu)選至少約10％。
本文所用短語(yǔ)“IFT減弱劑”和/或“IFT體系”旨在指一種或多種適于摻入鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液中以增加所述溶液的功效、抗微生物性等的試劑。適用于本發(fā)明增加鹵素二氧化物功效的組合物中的試劑將在下文中更詳細(xì)地論述。
本文所用術(shù)語(yǔ)“預(yù)生成的”或“預(yù)生成”旨在指在其欲被使用之前大于約3小時(shí)，優(yōu)選大于約2小時(shí)，更優(yōu)選大于約1小時(shí)，生成鹵素二氧化物，更具體地講是二氧化氯。上述生成可在與需要使用二氧化氯的地點(diǎn)不同的地點(diǎn)進(jìn)行，但也可在與欲使用地點(diǎn)相同的地點(diǎn)進(jìn)行。
本文所用術(shù)語(yǔ)“即時(shí)”旨在指在欲被使用之前小于約3小時(shí)，優(yōu)選小于約2小時(shí)，更優(yōu)選小于約1小時(shí)內(nèi)生成鹵素二氧化物(或二氧化氯)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，“即時(shí)”旨在指在小于約1秒內(nèi)生成鹵素二氧化物。通過(guò)使用如下文所公開和描述的電解裝置，可典型地實(shí)現(xiàn)二氧化氯的“即時(shí)”生成。
本文所用術(shù)語(yǔ)“清潔和/或消毒”旨在指為去除和/或鈍化有害致污物而向表面或環(huán)境施用(任選然后去除)組合物的方法。
用于穩(wěn)定和/或增加鹵素二氧化物功效的組合物氫氧根離子清除體系在本發(fā)明的第一方面，公開了用于穩(wěn)定和/或增加鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)功效的組合物。在本發(fā)明的一個(gè)方面，上述組合物包含氫氧根離子清除體系。本發(fā)明的氫氧根離子清除體系包含氫氧根離子反應(yīng)劑，其適于調(diào)節(jié)其所加入的二氧化氯溶液的pH值。通過(guò)加入氫氧根離子反應(yīng)劑調(diào)節(jié)二氧化氯溶液的pH值，該溶液具有長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性。不受理論的束縛，據(jù)信，此長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性可歸因于溶液中氫氧根離子濃度的降低，以減弱其與溶解的二氧化氯的相互作用。此長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性還涉及在低pH值下酸性反應(yīng)的可能。降低氫氧根離子濃度以穩(wěn)定二氧化氯，可用于靜態(tài)溶液以及經(jīng)歷高剪切的溶液，如在鹵素二氧化物溶液紊流噴霧或霧化的情況下。
通常，按所述含氫氧根離子清除體系的二氧化氯溶液的總重量計(jì)，以約0.001％至約10％，優(yōu)選0.01％至約7.5％，更優(yōu)選0.05％至約5％，最優(yōu)選0.1％至約2.5％的含量將本發(fā)明氫氧根離子清除體系應(yīng)用于二氧化氯溶液中。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員易于意識(shí)到，穩(wěn)定二氧化氯溶液所需的氫氧根離子清除劑的確切量將取決于許多因素，包括但不限于，氫氧根離子清除劑的性質(zhì)、需要遞送增加穩(wěn)定性的鹵素二氧化物溶液的濃度以及考慮的鹵素二氧化物溶液的生成方法。適用于本發(fā)明的氫氧根離子清除劑選自有機(jī)酸、有機(jī)酸的鹽、無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸的鹽等等。應(yīng)注意到，本發(fā)明的氫氧根離子清除劑適于穩(wěn)定任何鹵素二氧化物溶液。
界面張力(IFT)減弱體系在本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開了用于穩(wěn)定和/或增加鹵素二氧化物溶液功效的界面張力(IFT)減弱體系。不受理論的束縛，據(jù)信向鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液中加入一種或多種IFT減弱劑，可通過(guò)降低所得體系的界面張力，提供增加所述溶液功效的整體效果。不受理論的束縛，據(jù)信本發(fā)明的IFT減弱劑適于降低兩物相之間界面處的張力，從而減少擴(kuò)張界面所需的功和/或能量水平。據(jù)信，本發(fā)明IFT減弱劑利用減小能量來(lái)促進(jìn)界面擴(kuò)張的能力有利于鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)的滲透和界面暴露增加。此外，本發(fā)明IFT減弱劑顯示具有與鹵素二氧化物一致的協(xié)同作用，從而有利于使微生物結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)變性。還據(jù)信，使用可在大氣接觸面形成單層表面活性劑的表面活性劑，以調(diào)節(jié)分配到周圍空氣中的鹵素二氧化物。這可能對(duì)在去污情況下經(jīng)由腔室、噴霧器或其它設(shè)備使用包含本發(fā)明IFT減弱劑的鹵素二氧化物溶液的情況特別重要。
根據(jù)所用的噴霧裝置和IFT減弱劑，可調(diào)節(jié)和優(yōu)化鹵素二氧化物水溶液的噴霧粒徑以用于特殊應(yīng)用。有時(shí)候，非常小的粒徑可使表面積增至足以克服表面活性劑的屏障效應(yīng)，從而有助于促進(jìn)鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)在氣/空氣相中的分配。在此情況下，發(fā)生從水中二氧化氯暴露向氣相二氧化氯暴露的過(guò)渡，這可有益于將本主題組合物遞送到使用含水分散體難于達(dá)到的區(qū)域。在不希望基質(zhì)與水溶液接觸的情況下也需要使用小粒徑。同樣，表面上大量的泡沫可用作附加的物理屏障，以防止鹵素二氧化物從溶液向周圍空氣的損失。
當(dāng)然，本發(fā)明增加功效的IFT減弱體系的確切組成將取決于需要使用所得二氧化氯溶液的用途和配制人員的需要和/或能力。然而，按所述含IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液的總重量計(jì)，優(yōu)選以約0.00001％至約10％，優(yōu)選約0.0001％至約5％，更優(yōu)選約0.0005％至約2％，最優(yōu)選0.001％至約1％的含量將本發(fā)明IFT減弱體系和/或減弱劑摻入鹵素二氧化物溶液中。當(dāng)然，在本發(fā)明的一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中，以上述所列量將本文公開的IFT減弱劑摻入需增加穩(wěn)定性和/或功效的二氧化氯溶液中。
可使用多種各樣的IFT減弱劑來(lái)穩(wěn)定和/或增加如本發(fā)明所述的鹵素二氧化物溶液的功效。雖然本文中已經(jīng)包括了少許上述試劑，但應(yīng)意識(shí)到，其它試劑可為它們所加入的鹵素二氧化物溶液提供類似的增加鹵素二氧化物溶液功效的有益效果。實(shí)際上，對(duì)本發(fā)明而言，存在若干類可用作IFT減弱劑的試劑。這些種類包括，但不限于IFT減弱聚合物、IFT減弱溶劑、IFT減弱表面活性劑，以及它們的組合。在本發(fā)明的一個(gè)尤其優(yōu)選的方面，將IFT減弱表面活性劑用于鹵素二氧化物溶液中，以遞送由本文公開的本發(fā)明IFT減弱劑提供的上述有益效果。用于增加本文公開的鹵素二氧化物溶液功效和/或性能的IFT減弱表面活性劑可以是非離子的、陰離子的、兩性的、兩親的、兩性離子的、陽(yáng)離子的、半極性非離子的，以及它們的混合物。上述表面活性劑的非限制性實(shí)施例公開于美國(guó)專利5,707,950和5,576,282中，將這些文獻(xiàn)引入本文以供參考。陰離子、非離子、兩性和兩性離子型表面活性劑以及這些表面活性劑種類的典型列表提供于1972年5月23日授予Norris的美國(guó)專利3,664,961中，并引入本文以供參考。
可用于本發(fā)明的IFT減弱表面活性劑的非限制性實(shí)施例包括常規(guī)的EO為約1至22的C8-C18烷基乙氧基化物和/或醇乙氧基化物(AE)，包括所謂的窄峰烷基乙氧基化物和C6-C12烷基酚烷氧基化物(尤其是乙氧基化物和混合的乙氧基/丙氧基化物)，烷基二烷基氧化胺，烷?；咸酋０罚珻11-C18(直鏈)烷基苯磺酸鹽(LAS)和伯烷基、仲烷基以及無(wú)規(guī)則烷基硫酸鹽(AS和/或SAS)，C10-C18烷基烷氧基硫酸鹽(AES)，C10-C18烷基多苷以及它們相應(yīng)的硫酸化聚葡萄糖苷(APG)，C12-C18α-磺化脂肪酸酯，C12-C18烷基和烷基酚烷氧基化物(尤其是乙氧基化物和混合的乙氧基/丙氧基化物)，C12-C18甜菜堿和磺基甜菜堿(“磺基甜菜堿”)，C10-C18氧化胺，α-烯烴磺酸酯(AOS)，醇乙氧基硫酸鹽，石蠟磺酸鈉，胺丙基胺，烷基N-甲基葡糖胺，氨三乙酸(NTA)，天然脂肪酸的堿金屬鹽等。其它常規(guī)的有用表面活性劑列于標(biāo)準(zhǔn)教科書中。
在本發(fā)明的另一方面，將IFT減弱聚合物和/或IFT減弱溶劑摻入需遞送增加的穩(wěn)定性和/或功效的鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液中。適用于本發(fā)明上下文中的IFT減弱聚合物包括但不限于聚氧化烯嵌段共聚物。實(shí)際上，在本發(fā)明上下文中，適用作IFT減弱劑的IFT減弱溶劑包括但不限于二元醇醚，如丙二醇正丙醚。當(dāng)然，用于本發(fā)明上下文中的適宜IFT減弱劑的選擇將取決于若干因素，其中的一些包括(1)鹵素二氧化物與IFT減弱劑之間足夠的化學(xué)相容性；(2)需遞送增加穩(wěn)定性和/或功效的鹵素二氧化物溶液的性質(zhì)；(3)需使用含所得IFT減弱劑的鹵素二氧化物溶液的用途；和(4)本發(fā)明組合物配制人員的需要和/或能力。
氫氧根離子清除體系和IFT減弱體系在本發(fā)明的另一方面，本文所公開的鹵素二氧化物組合物包含氫氧根離子清除體系和IFT減弱體系。上述組合物適于長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)，并向所述溶液遞送某些美觀和/或性能有益效果。實(shí)際上，已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)并由本發(fā)明公開內(nèi)容證明的是，通過(guò)在鹵素二氧化物溶液中同時(shí)使用氫氧根離子清除體系和IFT減弱體系，顯示出協(xié)同作用。不受理論的束縛，據(jù)信氫氧根離子清除劑和IFT減弱劑如表面活性劑的雙重使用，通過(guò)降低界面張力促進(jìn)表面積覆蓋最大化，同時(shí)通過(guò)抑制降解保持較高的固有鹵素二氧化物濃度，從而提供使向所需界面遞送的鹵素二氧化物量最大化的整體效果。實(shí)際上，當(dāng)組合使用本發(fā)明的氫氧根離子清除體系和IFT減弱體系時(shí)，按所述含氫氧根離子清除體系和表面活性劑體系的二氧化氯溶液的總重量計(jì)，其含量為約0.00001％至約15％，優(yōu)選約0.0001％至約10％，更優(yōu)選約0.0005％至約5％，最優(yōu)選約0.001％至約2.5％。
輔助成分在本發(fā)明的另一方面，本文所公開的用于鹵素二氧化物穩(wěn)定和增加功效組合物還將包含一種或多種輔助成分，以向所得組合物提供美觀和/或性能有益效果。在本發(fā)明的一個(gè)方面，包含氫氧根離子清除體系的組合物將包含一種或多種輔助成分(如下文進(jìn)一步所論述)。在本發(fā)明的另一方面，包含IFT減弱體系的組合物將包含一種或多種輔助成分。在本發(fā)明的另一方面，將本文所公開的輔助成分摻入包含氫氧根離子清除體系和IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液中。
雖然不是本發(fā)明目的所必需的，下文圖示說(shuō)明的若干常規(guī)的清潔輔助物質(zhì)適用于本發(fā)明組合物中，并可適宜地?fù)饺氡景l(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，例如，以促進(jìn)或提高清潔性能，處理待清潔的底物，或通常用香料、著色劑、染料等改進(jìn)本發(fā)明組合物的美觀性。這些附加組分的確切性質(zhì)及其加入的量，將取決于組合物的物理形式以及其應(yīng)用旨在使用它的清潔操作的性質(zhì)。
適于摻入本發(fā)明鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)穩(wěn)定和增加功效組合物中的輔助成分包括，但不限于如美國(guó)專利5,705,464、5,710,115、5,698,504、5,695,679、5,686,014和5,646,101中所述的漂白體系、酶和酶穩(wěn)定劑、助洗劑、分散劑、去污劑、螯合劑、抑泡劑、軟化劑、染料轉(zhuǎn)移抑制劑、不含磷酸鹽的助洗劑、色斑劑、銀器保護(hù)劑、防銹劑和/或抗腐蝕劑、染料、填充劑、殺菌劑、堿度來(lái)源、水溶助長(zhǎng)劑、抗氧化劑、香料、增溶劑、載體、加工助劑、顏料和pH調(diào)節(jié)劑，這些專利都引入本文以供參考。
包含穩(wěn)定和增加功效組合物的裝置在本發(fā)明的另一方面，公開并受權(quán)利要求書保護(hù)了包含前述方面的穩(wěn)定和/或增加功效組合物的裝置。所述裝置通常限于適于由鹵素二氧化物鹽前體即時(shí)(如上文定義)生成鹵素二氧化物的那些。然而，本發(fā)明的穩(wěn)定和增加功效組合物可進(jìn)一步用于穩(wěn)定和/或增加預(yù)生成鹵素二氧化物的功效。適合與本發(fā)明的穩(wěn)定和增加功效組合物聯(lián)合使用的電解裝置的完整描述包括于美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)09/947,846中，其于2001年9月20日提交給美國(guó)專利和商標(biāo)局，并于2003年1月9日公布。此專利申請(qǐng)書全文引入本發(fā)明以供參考。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，適于與本文公開的穩(wěn)定和/或增加功效體系共同使用的即時(shí)生成裝置應(yīng)用通過(guò)陽(yáng)極和陰極之間物料水溶液的電流，將溶解于溶液中的鹵素二氧化物鹽前體轉(zhuǎn)變?yōu)辂u素二氧化物。當(dāng)水溶液流經(jīng)電解池室，且陽(yáng)極和陰極之間有電流通過(guò)時(shí)，溶液中包含的水以及一種或多種其它的鹽和離子發(fā)生若干化學(xué)反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)以及可如本發(fā)明所述此方面使用的生成裝置的其它特征描述于共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)09/947,846中，其于2001年9月20日提交給美國(guó)專利和商標(biāo)局。據(jù)此，本文申請(qǐng)人引入此專利申請(qǐng)的主題，尤其是其涉及用于本發(fā)明上下文中的即時(shí)生成裝置確切特征的公開內(nèi)容。
包括多室的電解裝置在本發(fā)明的另一方面，美國(guó)專利申請(qǐng)09/947,846(且引入本文以供參考)中所述的即時(shí)生成裝置還可包括附加的腔室，其有利于混合一種以上的溶液，以形成本發(fā)明的穩(wěn)定和增加功效組合物。實(shí)際上，當(dāng)使用亞氯酸鹽并且總混合物具有的pH值小于約7并優(yōu)選小于約5時(shí)，隔離主題組合物以延緩混合直至需要使用所得鹵素二氧化物溶液時(shí)，是尤其有用的。在本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)隔離亞氯酸鹽溶液和低pH值表面活性劑溶液，可達(dá)到此目的。在本發(fā)明的另一方面，通過(guò)隔離包含表面活性劑的亞氯酸鹽溶液和另一種具有其它成分的低pH值溶液，可達(dá)到此目的。
在這種“即時(shí)”生成的情況下，可以多種方式發(fā)生如本發(fā)明所述的電解。然而，在任何情況下，電解應(yīng)發(fā)生在亞氯酸鹽基溶液或所得混合物的順流處。在本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)混合兩種液流，隨后電解亞氯酸鹽(巖鹽)液流，可實(shí)現(xiàn)此目的。在本發(fā)明的另一方面，還可通過(guò)混合兩種液流，在所述混合后電解包含亞氯酸鹽的總混合物，實(shí)現(xiàn)即時(shí)電解。
本發(fā)明的實(shí)施者將會(huì)知道，存在若干適于實(shí)現(xiàn)上述必需混合的機(jī)械裝置。在本發(fā)明的一個(gè)方面，可使用一種適于產(chǎn)生足夠的吸力來(lái)抽取兩種液流的常用泵來(lái)實(shí)現(xiàn)必需的混合。在本發(fā)明的另一方面，還可使用泵來(lái)抽取一種液流，并在其排放后用文氏管抽取并與另一種液流混合。在本發(fā)明的另一方面，還可用兩個(gè)泵吸入在應(yīng)用泵后混合的分料流。在本發(fā)明的另一方面，可在泵或文氏管之前或之后進(jìn)行電解。然而，通常更實(shí)用的是，在所有液流被泵送后使用適于進(jìn)行電解的裝置，以防止由在電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體對(duì)泵性能造成的任何有害影響。
在本發(fā)明的另一方面，制備穩(wěn)定和增加功效組合物的裝置不限于通過(guò)電解形成鹵素二氧化物(二氧化氯)。具體地講，可構(gòu)建和/或設(shè)定前述涉及不止一種溶液混合物的方面，以使混合后由化學(xué)反應(yīng)生成鹵素二氧化物。上述設(shè)定的非限制性實(shí)施例包括使低pH值的溶液和巖鹽溶液混合，通過(guò)巖鹽酸化，有利于鹵素二氧化物的生成。在上述情況下，優(yōu)選小于約2的pH值，以快速形成鹵素二氧化物。另一個(gè)實(shí)施例涉及在低pH值下將液體次氯酸鹽溶液與包含過(guò)量亞氯酸鹽的溶液混合，以形成二氧化氯。在上述情況下，優(yōu)選小于約4的pH值。在兩種(或多種)液流混合通過(guò)化學(xué)方法形成鹵素二氧化物的情況下，可通過(guò)多種機(jī)械裝置包括但不限于，一種產(chǎn)生吸力來(lái)抽取兩種液流的常用泵、抽取一種液流的泵和在該液流排放后用作與另一種液流混合入口的文氏管、以及兩個(gè)吸入在泵應(yīng)用后混合的分料流的泵(如上文所述)，來(lái)實(shí)現(xiàn)混合。
在本發(fā)明的另一方面，當(dāng)附加的氯化物鹽被用于促進(jìn)氯電解為二氧化氯時(shí)，Cl-電解成次氯酸鹽(OCl-)的副反應(yīng)還可通過(guò)使用特殊酸性緩沖劑形式的氫氧根離子清除劑來(lái)進(jìn)行控制。在一個(gè)方面，例如在其中需要增加抗微生物功效的情形下，可能需要有一些OCl-與二氧化氯同時(shí)存在。在上述情況下，通過(guò)使用氫氧根離子清除劑并將最終pH值控制在約2至約7間，可有利于OCl-離子向HOCl的轉(zhuǎn)化。對(duì)于抗微生物功效，HOCl通常是優(yōu)選使用的類型。當(dāng)pH值高于約7時(shí)，OCl-是主要物種，而當(dāng)pH值低于約2時(shí)，Cl2是主要物種。在其中不需要次氯酸鹽物種存在的情況下，可配制溶液產(chǎn)生過(guò)量的亞氯酸鹽，此亞氯酸鹽不因電解而起反應(yīng)。此過(guò)量的亞氯酸鹽可隨后與由電解產(chǎn)生的HOCl反應(yīng)，形成額外的二氧化氯。此類反應(yīng)的優(yōu)選pH值小于約4。
虛擬隔膜在本發(fā)明的另一方面，如本發(fā)明所述的電解裝置還可進(jìn)一步包括平行板電極，該電極被設(shè)計(jì)成可形成虛擬(如準(zhǔn)、偽)隔膜。本發(fā)明的虛擬膜不是永久性的有形隔膜，而是流體狀的隔膜，它是由流體溶液經(jīng)歷電解時(shí)的流動(dòng)特性所形成的。具體地講，控制本文所公開的電解裝置平行板之內(nèi)的流體，以使與該流體有關(guān)的雷諾數(shù)小于約2000。不受理論的束縛，使雷諾數(shù)保持低于約2000，確保了電解池中的液體流狀態(tài)，其被設(shè)定為平行于板的平面形式。據(jù)信，這種形狀有利于由所加電勢(shì)產(chǎn)生的溶液中橫向離子的傳送，同時(shí)最小化和/或消除大量流體垂直于電解板混合，以防止不希望有的電解反應(yīng)副產(chǎn)物的接近和/或反應(yīng)。在本文所公開的電解裝置上下文中，對(duì)本發(fā)明虛擬隔膜應(yīng)用的描述提供于本發(fā)明公開內(nèi)容的“實(shí)施例”部分中。
使用穩(wěn)定和/或增加功效組合物和電解裝置的方法在本發(fā)明的另一方面，還公開了穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)功效的方法。在一個(gè)方面，公開了穩(wěn)定鹵素二氧化物溶液的方法。所述方法包括將如本發(fā)明所述第一方面的氫氧根離子清除溶液摻入需增加穩(wěn)定性的鹵素二氧化物(優(yōu)選二氧化氯)溶液中的步驟。在本發(fā)明的另一方面，公開了增加鹵素二氧化物溶液功效的方法。所述方法通常包括將如本發(fā)明所述第一方面的IFT減弱劑和/或減弱體系摻入需增加功效和/或性能的鹵素二氧化物(優(yōu)選二氧化氯)溶液中的步驟。在本發(fā)明的另一方面，還公開了穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物溶液功效的方法。所述方法通常包括將氫氧根離子清除溶液和IFT減弱體系和/或減弱劑加入到需增加穩(wěn)定性和/或功效的鹵素二氧化物(優(yōu)選二氧化氯)溶液中的步驟。
在本發(fā)明的另一方面，公開了穩(wěn)定和/或增加通過(guò)電解產(chǎn)生的鹵素二氧化物(尤其是二氧化氯)溶液功效的方法。所述方法包括將本發(fā)明的穩(wěn)定和/或增加功效組合物加入到適于電解巖鹽的裝置(如上文所述)中，并促進(jìn)所述穩(wěn)定和/或增加功效組合物與所得鹵素二氧化物混合物混合的步驟。
包含鹵素二氧化物溶液、含氫氧根離子清除體系的鹵素二氧化物溶液和/或含IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液的產(chǎn)品和/或物理形式在本發(fā)明的另一方面，還提供了本文所述溶液和/或體系的各種產(chǎn)品形式。實(shí)際上，在本發(fā)明的一個(gè)方面，本文所述溶液和/或體系被配制成凝膠。如本發(fā)明所述的這個(gè)方面，通過(guò)向鹵素二氧化物溶液、含氫氧根離子清除體系的鹵素二氧化物溶液和/或含IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液中加入任何適宜的增稠劑，可配制凝膠。不受理論的束縛，據(jù)信將本發(fā)明溶液和/或體系摻入上述凝膠中，可有利于凝膠對(duì)需遞送本主題溶液和/或體系的目標(biāo)表面和/或基質(zhì)的粘附。此外，不受理論的束縛，據(jù)信將本發(fā)明體系配制成凝膠，將通過(guò)限制鹵素二氧化物向大氣中的傳質(zhì)和/或損失，導(dǎo)致降解降低。本主題發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于意識(shí)到有多種適用于配制本發(fā)明凝膠的增稠劑和方法。
在本發(fā)明的另一方面，還可將本文所述的溶液和/或體系摻入擦拭物產(chǎn)品中。在本發(fā)明的這個(gè)方面，通過(guò)將活性反應(yīng)組分膠囊包封于擦拭物中或擦拭物上，來(lái)產(chǎn)生鹵素二氧化物。然后，通過(guò)剪切該擦拭物和/或電解包含一種或多種鹵素二氧化物鹽前體的擦拭物，可使該擦拭物被“活化”，從而產(chǎn)生鹵素二氧化物。在本發(fā)明的另一方面，經(jīng)由鹵素二氧化物鹽前體發(fā)生電解的電解板之中和/或之間的通路，電解包含一種或多種鹵素二氧化物鹽前體的擦拭物。在本發(fā)明的另一方面，還可在一個(gè)腔室中處理包含本文所公開的一種以上溶液和/或體系的擦拭物，在該腔室中，包括于所述擦拭物中的鹵素二氧化物鹽前體被電解產(chǎn)生鹵素二氧化物。在本發(fā)明的另一方面，還可在意欲使用前，用鹵素二氧化物溶液噴涂本文所公開的擦拭物。在本發(fā)明的另一方面，還可在意欲使用前，用鹵素二氧化物溶液噴涂包含氫氧根離子清除體系和/或IFT減弱體系的擦拭物。
在本發(fā)明的其它方面，將本文所公開的體系和/或溶液配制成氣溶膠和/或氣相，適于熏蒸需遞送穩(wěn)定和/或有效鹵素二氧化物的表面和/或區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)方面，鹵素二氧化物溶液可存在于氣溶膠和/或氣相中。在本發(fā)明的另一方面，包含氫氧根離子清除體系的鹵素二氧化物溶液和/或包含IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液還可存在于氣溶膠和/或氣相中。在本發(fā)明的另一方面，本文所公開的鹵素二氧化物溶液、包含氫氧根離子清除體系的鹵素二氧化物溶液和/或包含IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液還可存在于固相中，以向目標(biāo)表面遞送。
制備性實(shí)施例實(shí)施例1包含氫氧根離子清除體系的二氧化氯溶液。
下列是二氧化氯溶液的實(shí)施例，其包含檸檬酸形式的氫氧根離子清除劑。該溶液包含約120ppm的二氧化氯。
實(shí)施例2包含表面活性劑體系的二氧化氯溶液下列是二氧化氯溶液的實(shí)施例，其包含陰離子表面活性劑月桂基硫酸鈉(SLS)。該溶液包含約120ppm的二氧化氯。
實(shí)施例3包含表面活性劑體系的二氧化氯溶液下列是二氧化氯溶液的實(shí)施例，其包含非離子表面活性劑APG或烷基多葡糖苷(商品名Glucopon)。該溶液包含約120ppm的二氧化氯。
實(shí)施例4包含氫氧根離子清除體系和表面活性劑體系的二氧化氯溶液下列是二氧化氯溶液的實(shí)施例，其包含氫氧根離子清除劑檸檬酸和陰離子表面活性劑SLS。加入氫氧根離子源和檸檬酸相互作用，并將混合物pH值調(diào)節(jié)至約4。該溶液包含約100ppm的二氧化氯。
實(shí)施例5包含氫氧根離子清除和表面活性劑體系的裝置使用描述于共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/947,846(2001年9月20日公布并引入本文以供參考)

圖1中的通用設(shè)計(jì)的電解池，將包含亞氯酸鈉的水溶液轉(zhuǎn)變?yōu)榘趸鹊牧鞒鲆?。該電解池具有一?duì)面對(duì)面的電極，通道間隙為約0.19mm。陽(yáng)極由ES300-鈦制成，涂敷有氧化釕和氧化銥。陰極由201不銹鋼制成。平面電極的尺寸為長(zhǎng)75.2mm、寬25.4mm。
物料水溶液的制備是通過(guò)將10升去離子水與62.6gms工業(yè)級(jí)亞氯酸鈉原料(80％活性物，Aldrich Chemical Company，Inc，Milwaukee，WI 53233；目錄號(hào)24415-5)用攪棒混合直至溶解，形成5000ppm的亞氯酸鈉鹽溶液。該物料水溶液保存于放置在避光箱中的15升玻璃容器中，并冷卻到5攝氏度。蠕動(dòng)泵以300毫升/分鐘的流速?gòu)牟Ａ萜髦杏?jì)量供應(yīng)物料水溶液通過(guò)電解池。用直流電源向電極施加5.72安培的直流電，以提供跨電解池的4.5伏特的電壓。流出物溶液被從電解池中抽取并分析。流出物包含109ppm的二氧化氯和4891ppm的未反應(yīng)的亞氯酸鈉，亞氯酸鹽的轉(zhuǎn)化率為2.9％。
制備下列實(shí)施例來(lái)證明使用包含氫氧根離子清除劑和表面活性劑體系的單一溶液能夠經(jīng)過(guò)裝配有電解池的噴涂裝置來(lái)從溶液中的亞氯酸鈉中產(chǎn)生二氧化氯。提供了基于磷酸鹽的類型和基于碳酸鹽的類型。
溶液在電解前具有的pH值為約6至7，并在電解進(jìn)行后將pH值保持在6至9之間。預(yù)計(jì)從電解池和泵中排放出的二氧化氯含量為85ppm。該溶液也可通過(guò)池/泵再循環(huán)，以進(jìn)一步增加二氧化氯濃度。接著，將從池/泵中排放出的流出物通過(guò)霧化噴霧嘴排放，以產(chǎn)生包含顆粒的二氧化氯細(xì)霧。該細(xì)霧可用于覆蓋表面以進(jìn)行處理，或局限于封閉區(qū)域，以具有“熏蒸”效果。
對(duì)于隨后的實(shí)施例，涉及這些組分的組合物I II
III IV
V
下列實(shí)施例使用上述組合物。
實(shí)施例A和E當(dāng)組合物I被泵送通過(guò)使用6.6伏特的電解板時(shí)被電解。然后，生成最終混合物，其包含83％的已電解的組合物I和17％的去離子水。
實(shí)施例B和F當(dāng)組合物I被泵送通過(guò)使用6.6伏特的電解板時(shí)被電解。然后，生成最終混合物，其包含83％的已電解的組合物I和17％的組合物II。
實(shí)施例C和G當(dāng)組合物I被泵送通過(guò)使用6.6伏特的電解板時(shí)被電解。然后，生成最終混合物，其包含83％的已電解的組合物I和17％的組合物III。
實(shí)施例D和H當(dāng)組合物I被泵送通過(guò)使用6.6伏特的電解板時(shí)被電解。然后，生成最終混合物，其包含83％的已電解的組合物I和17％的組合物IV。
使用上述實(shí)施例組合物A-H，進(jìn)行微生物功效測(cè)試。復(fù)原對(duì)數(shù)值越低，性能越好。
表面噴霧測(cè)試中的革蘭氏陽(yáng)性菌生物體金黃色葡萄球菌目標(biāo)ClO2溶液濃度50ppm5分鐘處理時(shí)間ABCD
表面噴霧測(cè)試中的革蘭氏陰性菌生物體綠膿桿菌目標(biāo)ClO2溶液濃度50ppm5分鐘處理時(shí)間EF G H
*代表全部殺死(即在檢測(cè)限以下)接下來(lái)的實(shí)施例使用下列組分的組合。
VI VII
VIII
下列實(shí)施例使用上述組合物。
實(shí)施例J當(dāng)組合物VI被泵送通過(guò)使用6伏特的電解板時(shí)被電解。然后，生成最終混合物，其包含50％的已電解的組合物VI和50％的去離子水。
實(shí)施例K當(dāng)組合物VI被泵送通過(guò)使用6伏特的電解板時(shí)被電解。然后，生成最終混合物，其包含50％的已電解的組合物VI和50％的組合物VIII。
實(shí)施例L當(dāng)組合物VI被泵送通過(guò)使用6伏特的電解板時(shí)被電解。然后，生成最終混合物，其包含50％的已電解的組合物VI和50％的組合物VII。
使用上述實(shí)施例組合物J-L，進(jìn)行微生物功效測(cè)試。復(fù)原對(duì)數(shù)值越低，性能越好。
懸浮液測(cè)試中的革蘭氏陽(yáng)性菌孢子生物體蠟狀芽孢桿菌孢子ClO2溶液濃度～85ppm5分鐘處理時(shí)間JK L
*代表全部殺死(即在檢測(cè)限以下)實(shí)施例6由具有兩個(gè)隔室的噴霧瓶產(chǎn)生的穩(wěn)定和有效的二氧化氯混合物溶液M和N位于單獨(dú)的隔室中，并用通過(guò)小型離心泵混合在一起，從每個(gè)隔室中抽取等量的溶液，并在抽吸管且進(jìn)一步在泵中混合在一起。產(chǎn)品通過(guò)噴霧嘴從泵中排放出來(lái)。由于混合兩種組分M+N，使排放的混合物形成二氧化氯，并且該混合物具有二氧化氯溶液特有的黃色外觀，其保持穩(wěn)定并含有表面活性劑，表現(xiàn)為有效的抗菌產(chǎn)品。
M N
實(shí)施例7測(cè)定形成虛擬隔膜的平行板電極中的雷諾數(shù)(Re)對(duì)于完整的槽，水力半徑等于橫截面面積除以潤(rùn)濕周邊Rh＝A/P。對(duì)于非圓形管，水力直徑等于水力半徑的四倍。
Dh＝4Rh對(duì)于寬w且間距s的平行板槽，水力半徑等于w*s/(2*(w+s))。水力直徑等于4Rh或Dh＝2w*s/(w+s)。對(duì)于其中w＞＞s的槽，Dh變成為約2s。
Re＝DhVp/u(～2sVp/u，當(dāng)w＞＞s時(shí))總體積流量 Q144cm^3/分鐘池寬 W2.5Cm池間距 S0.02 Cm液流橫截面 A0.05 cm^2池?cái)?shù) n1液流密度 P1 gm/cm^3
液流動(dòng)力粘度 U 1CP池流速 V 48 cm/秒特征直徑 Dh 0.039683 Cm池長(zhǎng) L 7.2 Cm雷諾數(shù) Re 190.4762保留時(shí)間 RT 0.0025 分鐘池體積 Vol 0.36 cm^3在本發(fā)明詳述中引用的所有文獻(xiàn)的相關(guān)部分均引入本文以供參考；任何文獻(xiàn)的引用并不可理解為是對(duì)其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
盡管已用具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識(shí)地在附加的權(quán)利要求書中包括本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于穩(wěn)定鹵素二氧化物溶液的氫氧根離子清除體系，所述體系的特征在于包括(a)按所述包含氫氧根離子清除劑的鹵素二氧化物前體溶液的總重量計(jì)，0.001％至10％的氫氧根離子清除體系；和(b)按所述包含氫氧根離子清除劑的鹵素二氧化物前體溶液的總重量計(jì)，0.000001％至50％的一種或多種鹵鹽前體；其中用于所述氫氧根離子清除體系中的試劑選自有機(jī)酸、有機(jī)酸的鹽、無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸的鹽，以及它們的混合物；此外其中當(dāng)在鹵素二氧化物產(chǎn)生三小時(shí)后25℃下測(cè)量?jī)煞N溶液時(shí)，與特征在于不包含所述氫氧根離子清除體系的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液的濃度相比，所述氫氧根離子清除體系適于使鹵素二氧化物溶液的濃度增加至少5％。
2.如權(quán)利要求1所述的氫氧根離子清除體系，其中鹵素二氧化物的特征在于它是預(yù)生成的。
3.如權(quán)利要求1所述的氫氧根離子清除體系，其中鹵素二氧化物的特征在于它是即時(shí)生成的。
4.一種用于穩(wěn)定鹵素二氧化物溶液的氫氧根離子清除體系，所述體系的特征在于包括(a)按所述包含氫氧根離子清除劑的鹵素二氧化物溶液的總重量計(jì)，0.001％至10％的氫氧根離子清除體系；和(b)按所述包含氫氧根離子清除劑的鹵素二氧化物溶液的總重量計(jì)，0.000001％至1％的鹵素二氧化物；其中所述氫氧根離子清除劑的特征在于選自有機(jī)酸、有機(jī)酸的鹽、無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸的鹽，以及它們的混合物；此外其中當(dāng)在鹵素二氧化物產(chǎn)生三小時(shí)后25℃下測(cè)量?jī)煞N溶液時(shí)，與不包含所述氫氧根離子清除體系的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液的濃度相比，所述氫氧根離子清除體系的特征在于它適于使鹵素二氧化物溶液的濃度增加至少5％。
5.一種用于增加鹵素二氧化物溶液穩(wěn)定性和/或功效的界面張力(IFT)減弱體系，所述體系的特征在于包括(a)按所述包含IFT減弱體系的鹵素二氧化物前體溶液的總重量計(jì)，0.00001％至10％的IFT減弱體系；(b)按所述包含IFT減弱體系的鹵素二氧化物前體溶液的總重量計(jì)，0.000001％至50％的一種或多種鹵鹽前體；其中用于所述IFT減弱體系的試劑的特征在于選自IFT減弱聚合物、IFT減弱溶劑、IFT減弱表面活性劑，以及它們的混合物；此外其中與不包含所述IFT減弱體系的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液相比，所述IFT減弱體系的特征在于它適于使包含所述IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液的微生物數(shù)量減小量大至少5％。
6.一種用于增加鹵素二氧化物溶液穩(wěn)定性和/或功效的界面張力(IFT)減弱體系，所述體系包括(c)按所述包含IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液的總重量計(jì)，0.00001％至約10％的IFT減弱體系；(d)按所述包含IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液的總重量計(jì)，0.000001％至1％的鹵素二氧化物；其中用于所述IFT減弱體系的試劑的特征在于選自IFT減弱聚合物、IFT減弱溶劑、IFT減弱表面活性劑，以及它們的混合物；此外其中與不包含所述IFT減弱體系的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液相比，所述I FT減弱體系的特征在于它適于使包含所述IFT減弱體系的鹵素二氧化物溶液的微生物數(shù)量減小量大至少5％。
7.一種穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系，所述體系的特征在于包括如權(quán)利要求1所述的氫氧根離子清除體系和如權(quán)利要求5所述的IFT減弱體系；其中所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的特征在于，鹵素二氧化物產(chǎn)生三小時(shí)后，25℃下鹵素二氧化物濃度比不包含所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的相應(yīng)鹵素二氧化物的濃度大至少5％；此外其中與不包含所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液相比，所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的特征在于它適于使微生物數(shù)量減小量大至少5％。
8.一種穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系，所述體系的特征在于包括如權(quán)利要求4所述的氫氧根離子清除體系和如權(quán)利要求6所述的IFT減弱體系；其中所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的特征在于，鹵素二氧化物產(chǎn)生三小時(shí)后，25℃下鹵素二氧化物濃度比不包含所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的相應(yīng)鹵素二氧化物的濃度大至少5％；此外其中與不包含所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液相比，所述穩(wěn)定和增加鹵素二氧化物功效的體系的特征在于它適于使微生物數(shù)量減小量大至少5％。
9.一種鹵素二氧化物生成體系，所述體系的特征在于包括a)物料水溶液源，所述物料水溶液源包含鹵素二氧化物的鹽；b)無(wú)隔膜電解池，所述電解池包括陽(yáng)極和陰極，并且特征在于具有帶入口和出口的池室；c)部件，所述部件使所述物料水溶液流進(jìn)所述池室，并流經(jīng)接近所述陽(yáng)極的通道，然后流出所述出口；d)電流源，所述電流源使電流流經(jīng)所述通道內(nèi)的物料水溶液，以使一部分所述鹵素二氧化物鹽轉(zhuǎn)化為鹵素二氧化物，從而形成包含鹵素二氧化物的含水流出物；和e)腔室，所述腔室的特征在于包括選自下列的體系用于穩(wěn)定所述鹵素二氧化物溶液的氫氧根離子清除體系；用于增加所述鹵素二氧化物溶液穩(wěn)定性和/或功效的IFT減弱體系，以及它們的組合。
10.一種鹵素二氧化物生成體系，所述體系的特征在于包括a)物料水溶液源，所述物料水溶液源包含鹵素二氧化物的鹽；b)無(wú)隔膜電解池，所述電解池包括陽(yáng)極和陰極，并且特征在于具有帶入口和出口的池室；c)部件，所述部件使所述物料水溶液流進(jìn)所述池室，并流經(jīng)接近所述陽(yáng)極的通道，然后流出所述出口；d)電流源，所述電流源使電流流經(jīng)所述通道內(nèi)的物料水溶液，以使一部分所述鹵素二氧化物鹽轉(zhuǎn)化為鹵素二氧化物，從而形成包含鹵素二氧化物的含水流出物；和e)腔室，所述腔室的特征在于包括氫氧根離子清除體系和IFT減弱體系，以增加所述鹵素二氧化物溶液的穩(wěn)定性和功效。
11.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鹵素二氧化物生成體系，其中所述陽(yáng)極和所述陰極相對(duì)并共延，腔室間隙為1.0mm或更小，優(yōu)選0.5mm或更小，更優(yōu)選0.2mm或更小。
12.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鹵素二氧化物生成體系，其中所述陽(yáng)極的特征在于它是導(dǎo)電多孔陽(yáng)極。
13.一種鹵素二氧化物生成和再循環(huán)體系，所述體系的特征在于包括a)物料水溶液源，所述物料水溶液源的特征在于包括鹵素二氧化物的鹽；b)無(wú)隔膜電解池，所述電解池的特征在于包括陽(yáng)極和陰極，并且特征在于具有帶入口和出口的池室；c)部件，所述部件使所述物料水溶液流進(jìn)所述池室，并流經(jīng)接近所述陽(yáng)極的通道，然后流出所述出口；d)電流源，所述電流源使電流流經(jīng)位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間的水溶液，以使所述通道內(nèi)的至少一部分所述鹵素二氧化物鹽轉(zhuǎn)化為鹵素二氧化物，從而形成包含鹵素二氧化物的含水流出物；e)部件，所述部件遞送所述含水流出物，使其與消耗鹵素二氧化物目標(biāo)物接觸，從而使所述含水流出物中的一部分鹵素二氧化物氧化所述消耗目標(biāo)物，并復(fù)原至鹵素二氧化物鹽；f)部件，所述部件將包含所述復(fù)原鹵素二氧化物鹽的消耗流出物返回至所述源；和g)部件，所述部件遞送氫氧根離子清除體系，以穩(wěn)定所述鹵素二氧化物溶液。
14.一種鹵素二氧化物生成和再循環(huán)體系，所述體系的特征在于包括a)物料水溶液源，所述物料水溶液源包含鹵素二氧化物的鹽；b)無(wú)隔膜電解池，所述電解池包括陽(yáng)極和陰極，并且特征在于具有帶入口和出口的池室；c)部件，所述部件使所述物料水溶液流進(jìn)所述池室，并流經(jīng)接近所述陽(yáng)極的通道，然后流出所述出口；d)電流源，所述電流源使電流流經(jīng)位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間的水溶液，以使所述通道內(nèi)的至少一部分鹵素二氧化物鹽轉(zhuǎn)化為鹵素二氧化物，從而形成包含鹵素二氧化物的含水流出物；e)部件，所述部件遞送所述含水流出物，使其與消耗鹵素二氧化物目標(biāo)物接觸，從而使所述含水流出物中的一部分鹵素二氧化物氧化所述消耗目標(biāo)物，并復(fù)原至鹵素二氧化物鹽；f)部件，所述部件將包含所述復(fù)原鹵素二氧化物鹽的消耗流出物返回至所述源；和g)部件，所述部件遞送IFT減弱體系，以增加所述鹵素二氧化物溶液的穩(wěn)定性和/或功效。
15.一種由電池供電的電解裝置，所述裝置用于即時(shí)制備包含二氧化氯的水溶液，所述裝置的特征在于包括a)電解池，所述電解池包括陽(yáng)極和陰極，并且特征在于具有池室；b)部件，所述部件用于將包含鹵素二氧化物鹽的物料水溶液泵送到所述池室中，并流經(jīng)接近所述陽(yáng)極的通道；c)電池，當(dāng)所述物料水溶液在所述池室中流動(dòng)并流經(jīng)所述通道時(shí)，所述電池用于使電流在所述陽(yáng)極和所述陰極之間流動(dòng)，從而使一部分所述鹵素二氧化物鹽轉(zhuǎn)化為鹵素二氧化物；和d)部件，所述部件遞送氫氧根離子清除體系，以穩(wěn)定所述鹵素二氧化物溶液。
16.一種由電池供電的電解裝置，所述裝置用于即時(shí)制備包含二氧化氯的水溶液，所述裝置的特征在于包括a)電解池，所述電解池包括陽(yáng)極和陰極，并且特征在于具有池室；b)部件，所述部件用于將包含鹵素二氧化物鹽的物料水溶液泵送到所述池室中，并流經(jīng)接近所述陽(yáng)極的通道；c)電池，當(dāng)所述物料水溶液在所述池室中流動(dòng)并流經(jīng)所述通道時(shí)，所述電池用于使電流在所述陽(yáng)極和所述陰極之間流動(dòng)，從而使一部分所述鹵素二氧化物鹽轉(zhuǎn)化為鹵素二氧化物；和d)部件，所述部件遞送IFT減弱體系，以增加所述鹵素二氧化物溶液的穩(wěn)定性和/或功效。
17.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的由電池供電的電解裝置，其中所述裝置為溶液噴射瓶，其中所述泵送部件包括電驅(qū)動(dòng)泵，所述電驅(qū)動(dòng)泵將溶液從所述瓶泵送至所述電解池中，并且其中所述電解池的特征在于包括陽(yáng)極和面對(duì)面并共延的陰極，特征在于具有1.0mm或更小，優(yōu)選0.5mm或更小，更優(yōu)選0.2mm或更小的腔室間隙。
18.一種鹵素二氧化物生成和再循環(huán)體系，所述體系的特征在于包括a)物料水溶液源，所述物料水溶液源包含鹵素二氧化物的鹽；b)無(wú)隔膜電解池，所述電解池包括陽(yáng)極和陰極，并且特征在于具有帶入口和出口的池室；c)部件，所述部件使所述物料水溶液流進(jìn)所述池室，并流經(jīng)接近所述陽(yáng)極的通道，然后流出所述出口；d)電流源，所述電流源使電流流經(jīng)位于所述陽(yáng)極和所述陰極之間的水溶液，以使所述通道內(nèi)的至少一部分所述鹵素二氧化物鹽轉(zhuǎn)化為鹵素二氧化物，從而形成包含鹵素二氧化物的含水流出物；e)部件，所述部件遞送所述含水流出物，使其與消耗鹵素二氧化物目標(biāo)物接觸，從而使所述含水流出物中的一部分鹵素二氧化物氧化所述消耗目標(biāo)物，并復(fù)原至鹵素二氧化物鹽；f)部件，所述部件將包含所述復(fù)原鹵素二氧化物鹽的消耗流出物返回至所述源；和g)部件，所述部件遞送氫氧根離子清除體系，以穩(wěn)定所述鹵素二氧化物溶液，和/或部件，所述部件遞送IFT減弱體系，以增加所述鹵素二氧化物溶液的穩(wěn)定性和/或功效。
19.一種穩(wěn)定鹵素二氧化物的方法，所述方法的特征在于包括向需要增加穩(wěn)定性的鹵素二氧化物溶液中遞送氫氧根離子清除體系的步驟；其中當(dāng)在鹵素二氧化物產(chǎn)生三小時(shí)后25℃下測(cè)量?jī)煞N溶液時(shí)，與不包含所述氫氧根離子清除體系的相應(yīng)鹵素二氧化物溶液的濃度相比，所述方法的特征在于，它適于使鹵素二氧化物溶液的濃度增加至少5％。
20.一種增加鹵素二氧化物功效的方法，所述方法的特征在于包括向需要增加功效的鹵素二氧化物溶液中遞送界面張力(IFT)減弱體系的步驟。
21.一種增加鹵素二氧化物溶液穩(wěn)定性和功效的方法，所述方法的特征在于包括向需要增加穩(wěn)定性和功效的鹵素二氧化物溶液中遞送氫氧根離子清除體系和界面張力(IFT)減弱體系的步驟。
全文摘要
用于增加二氧化氯、尤其是經(jīng)由亞氯酸鹽電解產(chǎn)生的二氧化氯的穩(wěn)定性和/或功效的組合物和方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及產(chǎn)生二氧化氯(包括本發(fā)明的穩(wěn)定和增加功效組合物)的電解裝置，以及本文公開的穩(wěn)定和增加二氧化氯功效的組合物和裝置的使用方法。
文檔編號(hào)C01B11/00GK1787963SQ200480012971
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者B·J·羅塞爾, G·B·亨廷頓, M·E·特倫布萊, C·A·小佩蒂格魯, F·A·巴爾納巴斯 申請(qǐng)人:寶潔公司