Composición fijadora de calcio.

Una composición fijadora de calcio que comprende una combinación de:

(a) de alrededor de 30% a alrededor de 75% en peso de al menos una sal de glucarato, de alrededor de 0% a alrededor de 20% en peso de al menos una sal de gluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de 5-cetogluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de tartrato, de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos una sal de tartronato y de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos una sal de glicolato; (b) de alrededor de 1% a alrededor de 50% en peso de al menos una sal de anión oxoácido; y (c) de alrededor de 1% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de ácido cítrico.

Composición fijadora de calcio Campo de la invención Esta invención se refiere a composiciones que son capaces de fijar iones cálcico y se derivan en parte de materias primas de carbohidrato renovables. Las composiciones fijadoras de calcio incluyen una o más sales de glucarato, una o más sales de anión oxoácido adecuadas y una o más sales de ácido cítrico.

Antecedentes de la invención Los ácidos hidroxicarboxílicos y las sales de ácidos hidroxicarboxílicos se han descrito como agentes quelantes capaces de fijar iones metálicos en solución (Mehltretter, 1953; Abbadi, 1999) . Las sales de ácidos hidroxicarboxílicos como agentes fijadores para iones metálicos tales como calcio y magnesio en general se comportan pobremente en comparación con agentes fijadores comunes tales como tripolifosfato sódico (STPP) , etilendiaminotetraacetato (EDTA) o nitrilotriacetato (NTA) . A pesar de la baja capacidad de fijación, las sales de ácidos hidroxicarboxílicos son de interés debido a que típicamente son biodegradables, atóxicas y se derivan de fuentes renovables tales como carbohidratos. Por lo tanto, el uso de sales de ácidos hidroxicarboxílicos como agentes fijadores sustitutivos de STPP y EDTA es ventajoso, especialmente en aplicaciones en las que los compuestos pueden ser descargados al medio ambiente. El comportamiento de las sales de ácidos hidroxicarboxílicos como agentes fijadores para iones de agua dura se puede reforzar mediante la adición de compuestos con aniones oxoácido adecuados tales como borato y aluminato. El refuerzo en el comportamiento surge de la formación de complejos de diéster entre los dos grupos hidroxilo adyacentes de la sal de ácido hidroxicarboxílico y el borato o aluminato según se describe por van Duin et al. (Carb. Res. 1987, 162, 65-78 y J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1987, 8, 2051-2057) . El trabajo de van Duin et al. muestra que la formación de complejos de diéster se produce con compuestos que contienen dos grupos hidroxilo vecinos, preferiblemente en la configuración treo. La estabilidad de los complejos depende del pH, llegando la estabilidad mejorada a los pH superiores. Los complejos entre sales de ácidos hidroxicarboxílicos y bien borato sódico o bien aluminato sódico se han descrito como agentes fijadores de calcio para el uso en aplicaciones a detergentes (Hessen, Patente de EE. UU. 4.000.083; Tumerman, Patente de EE. UU. 3.798.168; y Miralles et aI., Patente de EE. UU. 8.153.573) . Por lo tanto, se sabe bien que los complejos entre sales de ácidos polihidroxicarboxílicos y sales de anión oxoácido adecuadas tales como aluminato sódico y borato sódico son útiles como agentes fijadores de iones metálicos divalentes para el uso en aplicaciones tales como detergentes. Sorprendentemente, se ha encontrado que el comportamiento fijador del calcio de los complejos entre sales de ácidos polihidroxicarboxílicos y sales de anión oxoácido adecuadas se puede mejorar mediante la adición de ciertos agentes fijadores tales como sales de citrato. Esto es inesperado considerando que el comportamiento del citrato no se mejora mediante la adición de aluminato sódico o borato sódico según se muestra por van Duin et al. (Carb. Res. 1987, 162, 65-78) .

Muchos compuestos químicos que se han usado tradicionalmente como agentes fijadores de metales están basados en fósforo. A través de regulaciones medioambientales, el uso de compuestos de fósforo en aplicaciones en las que el material se descarga a agua superficial continúa siendo restringido. Estas regulaciones han creado una necesidad de materiales medioambientalmente aceptables para el uso como agentes fijadores de metales para una variedad de aplicaciones.

Una aplicación en la que son útiles agentes fijadores de metales es en formulaciones detergentes. Los detergentes son mezclas limpiadoras compuestas principalmente por tensioactivos, mejoradores, agentes blanqueadores, enzimas y cargas. Dos de los principales componentes son los tensioactivos y los mejoradores. Los tensioactivos son responsables del emulsionamiento de aceite y grasa mientras que los mejoradores se añaden para ampliar o mejorar las propiedades limpiadoras del tensioactivo. El mejorador puede ser una sola sustancia o un mezcla de sustancias y comúnmente sirven para múltiples funciones. Una importante función del mejorador es la fijación de cationes metálicos, típicamente cationes calcio y magnesio, en agua dura. Los mejoradores actúan como agentes ablandadores de agua fijando cationes calcio y magnesio y así evitan la formación de sales insolubles en agua entre los cationes y los componentes aniónicos en la solución de lavado, tales como tensioactivos y carbonato. En el caso de detergentes para lavar la ropa, los mejoradores también ayudan a prevenir que los cationes se unan a algodón, una causa principal de la retención de manchas en tejidos de algodón. Otras funciones de los mejoradores incluyen incrementar la alcalinidad de las soluciones detergentes, desflocular micelas de tensioactivo e inhibir la corrosión.

Los primeros mejoradores en los detergentes comerciales fueron sales de fosfato y derivados de sales de fosfato. El tripolifosfato sódico (STPP) fue, en un momento, el mejorador más común en detergentes tanto domésticos como industriales. Los mejoradores de fosfato también se ofrecieron como inhibidores de la corrosión para las superficies metálicas de lavadoras y lavavajillas. Los fosfatos se han eliminado gradualmente de los detergentes a lo largo de los últimos 40 años principalmente debido a problemas medioambientales relativos a la descarga de agua residual rica en fosfato en aguas superficiales que da lugar a eutrofización y finalmente hipoxia (Lowe, 1978) . Todavía se buscan sustitutos de alta calidad para fosfatos en detergentes.

Detergentes convencionales usados en las industrias del cuidado de vehículos, los alimentos y las bebidas (p. ej.,

las industrias lechera, quesera, azucarera, cárnica, alimentaria y cervecera y otras de bebidas) , el lavado de vajillas y el lavado de ropa incluyen detergentes alcalinos. Los detergentes alcalinos, particularmente los destinados a uso institucional y comercial, contienen generalmente fosfatos, ácido nitrilotriacético (NTA) y ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) . Los fosfatos, el NTA y el EDTA son componentes comúnmente usados en detergentes para ayudar a la eliminación de manchas y para fijar iones metálicos tales como calcio, magnesio y hierro.

En particular, el NTA, el EDTA o polifosfatos tales como tripolifosfato sódico y sus sales se usan en detergentes debido a su capacidad para solubilizar sales inorgánicas y/o manchas preexistentes. Cuando precipitan sales de calcio, magnesio y hierro, los cristales de pueden adherir a la superficie que se limpia y provocar efectos no deseables. Por ejemplo, la precipitación de carbonato cálcico sobre la superficie de la vajilla puede afectar negativamente a la apariencia estética de la vajilla, dando un aspecto poco limpio. En el área del lavado de ropa, si el carbonato cálcico precipita y se adhiere sobre la superficie del tejido, los cristales pueden hacer que la sensación del tejido sea dura y áspera al tacto. En la industria de los alimentos y las bebidas, el residuo de carbonato cálcico puede afectar a los niveles de acidez de los alimentos. La capacidad del NTA, el EDTA y los polifosfatos para eliminar iones metálicos facilita la detergencia de la solución evitando la precipitación de dureza, ayudando a la eliminación de manchas y/o evitando la redeposición de manchas en la solución de lavado o el agua de lavado.

Aunque son eficaces, los fosfatos y el NTA están sometidos a regulaciones gubernamentales debido a los problemas medioambientales y sanitarios. Aunque el EDTA no está actualmente regulado, se cree que se pueden implantar regulaciones gubernamentales debido a la persistencia medioambiental. Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de una composición limpiadora alternativa, y preferiblemente ecológica, que pueda reemplazar a las propiedades de compuestos que contienen fósforo tales como fosfatos, fosfonatos, fosfitos y polímeros de fosfinato acrílicos, así como no aminocarboxilatos tales como NTA y EDTA.

Compendio de la invención La presente invención proporciona una composición fijadora de calcio que comprende una combinación de: (a) de alrededor de 30% a alrededor de 75% en peso de al menos una sal de glucarato, de alrededor de 0% a alrededor de 20% en peso de al menos una sal de gluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de 5-cetogluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de tartrato, de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos una sal de tartronato y de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos... [Seguir leyendo]

1. Una composición fijadora de calcio que comprende una combinación de: (a) de alrededor de 30% a alrededor de 75% en peso de al menos una sal de glucarato, de alrededor de 0% a alrededor de 20% en peso de al menos una sal de gluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de 5-cetogluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de tartrato, de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos una sal de tartronato y de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos una sal de glicolato; (b) de alrededor de 1% a alrededor de 50% en peso de al menos una sal de anión oxoácido; y (c) de alrededor de 1% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de ácido cítrico.

2. La composición fijadora de calcio según la reivindicación 1, en donde la composición comprende de alrededor de 40% a alrededor de 60% en peso de la al menos una sal de glucarato, de alrededor de 5% a alrededor de 15% en peso de la al menos una sal de gluconato, de alrededor de 3% a alrededor de 9% en peso de la al menos una sal de 5-cetogluconato, de alrededor de 5% a alrededor de 10% en peso de la al menos una sal de tartrato, de alrededor de 5% a 10% en peso de la al menos una sal de tartronato y de alrededor de 1% a 5% en peso de la al menos una sal de glicolato.

3. La composición fijadora de calcio según la reivindicación 1, en donde la composición comprende de alrededor de 45% a alrededor de 55% en peso de la al menos una sal de glucarato, de alrededor de 10% a alrededor de 15% en peso de la al menos una sal de gluconato, de alrededor de 4% a alrededor de 6% en peso de la al menos una sal de 5-cetogluconato, de alrededor de 5% a alrededor de 7% en peso de la al menos una sal de tartrato, de alrededor de 5% a 7% en peso de la al menos una sal de tartronato y de alrededor de 3% a 5% en peso de la al menos una sal de glicolato.

4. La composición fijadora de calcio según la reivindicación 1, en la que la mezcla comprende alrededor de 50% en peso de la al menos una sal de glucarato, alrededor de 15% en peso de la al menos una sal de gluconato, alrededor de 4% en peso de la al menos una sal de 5-cetogluconato, alrededor de 6% en peso de la al menos una sal de tartrato, alrededor de 6% en peso de la al menos una sal de tartronato y alrededor de 5% en peso de la al menos una sal de glicolato.

5. La composición fijadora de calcio según la reivindicación 1, en la que la sal de anión oxoácido comprende una sal de borato, aluminato, estannato, germanato, molibdato, antimonato o una de sus mezclas.

6. La composición fijadora de calcio según la reivindicación 1, en la que la al menos una sal de anión oxoácido comprende borato sódico, borato potásico, octaborato disódico, metaborato sódico, molibdato sódico, molibdato potásico, aluminato sódico, aluminato potásico, cloruro de aluminio, estannato sódico, estannato potásico, germanato sódico, germanato potásico, antimonito sódico, antimonito potásico o una de sus mezclas.

7. La composición fijadora de calcio según la reivindicación 1, en la que la al menos una sal de ácido cítrico comprende citrato sódico, citrato potásico, citrato cálcico, citrato magnésico o una de sus mezclas.

8. Una composición detergente que comprende (a) de alrededor de 30% a alrededor de 75% en peso de al menos una sal de glucarato, de alrededor de 0% a alrededor de 20% en peso de al menos una sal de gluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de 5-cetogluconato, de alrededor de 0% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de tartrato, de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos una sal de tartronato y de alrededor de 0% a 10% en peso de al menos una sal de glicolato; (b) de alrededor de 1% a alrededor de 50% en peso de al menos una sal de anión oxoácido; y (c) de alrededor de 1% a alrededor de 10% en peso de al menos una sal de ácido cítrico.

9. La composición detergente según la reivindicación 8, que comprende además uno o más materiales funcionales adicionales, cada uno seleccionado independientemente del grupo que consiste en adyuvantes del enjuague, agentes blanqueadores, agentes esterilizantes/antimicrobianos, activadores, mejoradores del detergente o cargas, agentes tamponadores del pH, relajantes de tejidos, suavizantes de tejidos, agentes de eliminación de manchas, agentes antiespumantes, agentes antirredeposición, agentes estabilizantes, dispersantes, abrillantadores ópticos, agentes antiestáticos, agentes antiarrugas, agentes que capturan el olor, agentes de protección de fibras, agentes de protección del color, colorantes/odorizantes, agentes de protección frente a la radiación UV, agentes contra la formación de pelusas, agentes repelentes de agua, agentes endurecedores/modificadores de la solubilidad, inhibidores de la corrosión de vidrio y metales, enzimas, agentes antiincrustantes, agentes oxidantes, disolventes y repelentes de insectos.

10. La composición detergente según la reivindicación 8, en la que la sal de anión oxoácido comprende una sal de borato, aluminato, estannato, germanato, molibdato, antimonato o una de sus mezclas.

11. La composición detergente según la reivindicación 8, en la que la al menos una sal de anión oxoácido comprende borato sódico, borato potásico, octaborato disódico, metaborato sódico, molibdato sódico, molibdato potásico, aluminato sódico, aluminato potásico, cloruro de aluminio, estannato sódico, estannato potásico, germanato sódico, germanato potásico, antimonito sódico, antimonito potásico o una de sus mezclas.

12. La composición detergente según la reivindicación 8, en la que la al menos una sal de ácido cítrico comprende citrato sódico, citrato potásico, citrato cálcico, citrato magnésico o una de sus mezclas.