[发明专利]基于二氧化氯的清洁剂/卫生洗涤剂

说明书

发明领域

本发明涉及二氧化氯组合物。具体地，本发明涉及新的用于清洁和消 毒的液态二氧化氯混合物。

发明背景

低浓度(也就是至多1,000ppm)的二氧化氯长时间公认可用于气味和 微生物的处理，参见美国专利6,238,643。如果要控制食品上及其周围微生 物和/或有机气味物质，则二氧化氯的使用是特别有利的，因为它在没有形 成不期望的副产物例如氯胺或氯化有机化合物的情况下起作用，当单质氯 用于相同或相似目的时会产生上述副产物。

遗憾地，二氧化氯在约0.1大气压以上的浓度下会是爆炸性的。因此， 在与其它工业气体相似的压力下无法制造和运输二氧化氯气体，而且常规 的现场制造方法不仅要求昂贵的发生设备，而且需要操作者技能水平高以 避免危险地产生高浓度。这些问题将二氧化氯的使用基本上限制到大型工 业应用，例如纸浆和纸张漂白、水处理和家禽加工，其中二氧化氯的消耗 足够大而了确保用于现场制造的昂贵设备的投资和操作成本以及熟练操作 者是合理的。

商业上，由某些含氯盐的多种水溶液制备二氧化氯，如同在例如美国 专利5,009,875中公开的那样。

另外已经尝试用固体反应物的混合物制备二氧化氯。一般而言，现有 技术集中在三种使用固体反应物的二氧化氯制备体系上。一种体系在液体 水性环境中采用金属亚氯酸盐和酸的固体混合物。第二种体系将金属亚氯 酸盐与固体酸合并，其中在干燥条件下释放出二氧化氯气体。第三种体系 采用金属亚氯酸盐与固体有机酸酐的组合从而产生高度浓缩的二氧化氯气 流，其必须用持续流动的惰性气流稀释。

二氧化氯的水溶液也是本领域已知的。一般用两种类型的合成工艺来 提供工业应用例如家禽冷冻器水净化、洗涤水净化、饮用水处理以及作为 用于控制非人类哺乳动物乳腺炎的乳头浸洗剂(teat dip)的二氧化氯溶液。

第一类合成工艺基于两种水溶液的手动合并，一种溶液含有亚氯酸根 阴离子源而另一种溶液是酸性的。含有亚氯酸根阴离子的溶液通常是浓度 为约100ppm至约5wt％以及pH约13的亚氯酸钠溶液。酸性溶液可以含 有能够在溶液混合之后提供约8.5以下的pH的任何酸。所述酸包括柠檬酸、 乳酸、盐酸、硫酸、以及溶解的二氧化碳(也就是碳酸氢钠)。所得溶液 的抗微生物性能取决于来自亚氯酸根源溶液的亚氯酸根阴离子在溶液中转 化成游离分子二氧化氯(“二氧化氯”)的程度，因为二氧化氯是用于抗 微生物和除臭活性二者的有效试剂。

在这种合成工艺的一种变型中，用酸性溶液将亚氯酸钠溶液的pH从 大约13降至大约8。由此使亚氯酸根阴离子通过如下反应转化成二氧化氯

pH约8的上述溶液在工业上一般被称为“稳定化的”二氧化氯溶液，并且 通常含有约100ppm至5％的二氧化氯与未转化的亚氯酸根阴离子的混合 溶液。由于酸浓度在pH8下相对较低，因此在稳定化的二氧化氯溶液中二 氧化氯与亚氯酸根阴离子的通常比率小于0.01。因此，对于给定初始浓度 的亚氯酸根阴离子，由于稳定化的二氧化氯溶液中的亚氯酸根阴离子至二 氧化氯的转化率低，它们是相对较弱的抗微生物剂。另外，由于稳定化的 二氧化氯溶液通常在小于约5wt％亚氯酸钠的浓度下供应，由于必须随着 亚氯酸钠一起输送高重量的水，因此该溶液的运输和储存相对昂贵。

亚氯酸根阴离子一般在稳定化的溶液(pH8)中稳定并且因而有利地 保存期限长。然而，通常刚好在使用之前活化亚氯酸根阴离子以提高有效 性。这通过添加强酸以降低pH至约3.5以下并且通过上面所示的反应将更 多的亚氯酸根阴离子转化成二氧化氯来实现。由于活化过程包括添加强酸 以降低pH，因此需要技能水平高的操作者来处理、测定及混合该酸与稳定 化的二氧化氯溶液。另外，由于活化过程产生pH小于约3.5的溶液，因此 这样的活化溶液不太适合与例如在碱性或中性pH条件下具有最佳作用的 洗涤剂组合使用。还应当限制这些溶液与许多金属的接触，因为酸性溶液 可能导致金属腐蚀。