JP2004504410A - ガラスびんの非侵食性洗浄組成物 - Google Patents

Abstract

新規な非侵食性洗浄溶液が記載されている。溶液はヘテロ官能化ポリマーと苛性物質と任意に非侵食性成分とを含み、洗浄後のガラス器具類に汚染物質及び侵食が実質的に存在しないという予想外の結果を与える。

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明はガラス器具類の新規な洗浄組成物に関する。より特定的には本発明は、洗浄後のびんに侵食及び汚染物質が実質的に存在しないという予想外の結果を与える非侵食性洗浄組成物に関する。
【０００２】
（発明の背景）
家庭用食器類並びに非アルコール飲料及びアルコール飲料などの飲料産業に使用されるガラスびんのようなガラス器具類は多くの場合、再洗浄、リサイクル及び／または再使用される。例えばガラスびんに関しては、このようなリサイクル処理は、例えば近隣地域を汚染しかつ埋め立てゴミ処理地に生物分解性でない残骸を生じるガラス器具類の量を減少させるので極めて有利である。また、飲料産業は、びんのリサイクルによって資金を投下したびんをより有効に利用することができるので資金の節約になる。
【０００３】
ガラス器具類をリサイクルするとき、商業的に無菌であるという程度までガラス器具類を洗浄することが必須条件である。例えば既使用のびんから商業的に無菌なびんを得ることは容易ではない。何故なら、既使用のびんはしばしば、汚れ、カビ、砂糖、食品用色素、製品ラベル、接着剤、などによって汚染されているからである。清浄にすべきびんからこのような汚染物質を除去するために、比較的長い接触時間、高温、キレート化剤（例えばエチレンジアミン四酢酸〔ＥＤＴＡ〕及びニトリロ三酢酸〔ＮＴＡ〕）及び苛性物質の使用のような苛酷な環境が使用される。このような環境は、一度使用されたガラス器具類を実質的に汚染物質を含まない商業的に無菌のガラス器具類に“変換する”ことができる典型的な環境である。
【０００４】
しかしながら残念なことに、びんはＥＤＴＡ及びＮＴＡを使用するような苛酷な環境に曝されると、強力なキレート化剤の存在下でびんが実際に溶解し始める。ガラスの溶解によってびんに多数の引掻傷がつき、美的観点から消費者向け用途には好ましくないびんになる。更に、ガラス溶解の結果として、洗浄環境に遊離シリカが残る。遊離シリカは、別の材料と錯体を形成してガラス器具類の洗浄に使用された装置にシリカスケールとして沈積するので、ガラス器具類の洗浄に使用される装置にしばしば問題を生じる。
【０００５】
ＥＤＴＡ及びＮＴＡのような苛酷なキレート化剤を使用しない組成物でガラス器具類を洗浄するという別の試みも行われた。これらの組成物は典型的には金属イオン（例えば、亜鉛、ベリリウム）を使用する。しかしながら、このような組成物はしばしば優れた洗浄能力を発揮せず、健康、環境及び装置に関する問題を生じ得る。
【０００６】
洗浄後のガラス器具類に侵食が存在せずまた汚染物質を含まないという結果を与える組成物を配合することの重要性は増すばかりである。従って本発明の目的は、洗浄後のびんのようなガラス器具類に侵食及び汚染物質が実質的に存在しないという予想外の結果を与える優れた非侵食性洗浄組成物を提供することである。汚染物質が実質的に存在しないという定義は、後出の実施例によって分析したときに（ＥＤＴＡのような強力なキレート化剤を有する）従来の洗浄溶液で洗浄したガラス器具類とほぼ同程度に清浄なガラス器具類を意味する。
【０００７】
（従来技術）
ガラス器具類の洗浄に関する幾つかの研究が発表されている。米国特許ＵＳ−Ａ−５，８４９，０９５は、非侵食性びん洗浄溶液を製造し、該溶液はリン含有ポリマーを含有しない。
【０００８】
洗浄組成物を製造する別の研究も発表されている。米国特許ＵＳ−Ａ−５，６２２，５６９は、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム及びグルコン酸ナトリウムを含む洗浄組成物を記載している。
【０００９】
更に、洗浄組成物を製造する別の試みも開示されている。米国特許ＵＳ−Ａ−５，０８４，１９８は、膜形成性及び汚れ容易性が改善された食器洗い用の揺変性液体洗剤を開示している。
【００１０】
（発明の概要）
第一の実施態様によれば、本発明は、
（ａ）カルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマーとヘテロ官能化ポリカルボキシレートとから成るグループから選択された少なくとも１つのポリマーと、
（ｂ）苛性物質と、
を含む非侵食性洗浄組成物を提供する。
【００１１】
第二の実施態様によれば、本発明は、
（ａ）カルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマーとヘテロ官能化ポリカルボキシレートとから成るグループから選択された少なくとも１つのポリマーと、
（ｂ）苛性物質と、
（ｃ）非侵食性成分と、
を含む非侵食性洗浄組成物を提供する。
【００１２】
第三の実施態様によれば、本発明は、本発明の第一の実施態様に記載の非侵食性洗浄組成物で処理されたガラス器具類を提供する。
【００１３】
（好ましい実施態様の詳細な説明）
本発明に使用され得るカルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマーの種類に関しては一般に、ポリマーが汚れたガラス器具類の洗浄後に侵食及び汚染物質が実質的に存在しないようにする非侵食性洗浄組成物という結果を与えるという以外の制約は全く存在しない。このようなポリマーは典型的には、ポリペプチド、ポリオレフィン、ポリエステル及びポリエーテルから誘導された主鎖を含んでおり、これらに由来のホモポリマー及びコポリマー（ターポリマーも含む）も包含される。ポリマーはまた、例えば各ポリマーを製造するために使用される前駆モノマー単位に置換されたカルボン酸基を含む。
【００１４】
本発明に使用されるヘテロ官能化ポリカルボキシレートポリマーに関しては一般に、ポリマーが汚れたガラス器具類の洗浄後に侵食及び汚染物質が実質的に存在しないようにする非侵食性洗浄組成物を与えるいう以外の制約は全く存在しない。好ましいポリカルボキシレートポリマーは、グラフト、末端基または双方のようなヘテロ基を有する該ポリマーである。本発明に使用される最も好ましいポリカルボキシレートポリマーはスルホネート基を有しているホスフィノカルボン酸及びホスホノカルボン酸であり、双方ともがＦＭＣ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されており、それぞれＢｅｌｃｌｅｎｅ　７５０及びＢｅｌｃｌｅｎｅ７４５の名称で販売されている。本発明に使用され得る別の最も好ましいヘテロ官能化ポリカルボキシレートポリマーは、二酸から誘導された部分を有するポリマーである。本発明に使用される最も好ましい二酸由来のヘテロ官能化ポリカルボキシレートポリマーは、マレイン酸、アルキルアクリレート（例えば、Ｃ１−Ｃ４アルキルアクリレート）及び酢酸ビニルの共重合から得られた該ポリマーである。このようなターポリマーはＦＭＣ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されており、Ｂｅｌｃｌｅｎｅ　７３０という名称で販売されている。
【００１５】
本発明に使用され得るポリマーを官能化するために使用されるヘテロ基に関しては一般に、ヘテロ基がポリマーの溶解度、キレート効果または双方を増強するという以外の制約は全く存在しない。好ましいヘテロ基は５または６の原子価を有する元素を含むヘテロ基であり、ホスフィノ基、ホスホノ基及びスルホネート基が最も好ましいヘテロ基である。
【００１６】
本発明に使用されるヘテロ基に関しては、このような基は、本文中に包含されるすべての範囲のカルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマーまたはヘテロ官能化ポリカルボキシレートの全重量の典型的には約０．１重量％−約５．０重量％、好ましくは約０．１５重量％−約３．０重量％、最も好ましくは約０．５重量％−約１．５重量％を構成する。本発明に使用されるヘテロ官能化ポリマーの分子量の決定に関する第一要因は、本発明の所望結果を達成できる非侵食性洗浄組成物を与え得るポリマーの能力である。しかしながら一般に、ポリマーは約５００−約１２５，０００の範囲の重量平均分子量を有している。
【００１７】
本発明の非侵食性洗浄組成物を調製するとき、ヘテロ官能化ポリマーの使用量に関しては、使用される量が本発明の所望結果を達成し得る組成物を与える量であるという以外の制約は全く存在しない。典型的には、本発明の非侵食性洗浄組成物は、約５−約５，０００、好ましくは約２５−約３，０００、最も好ましくは約２５０−約１，２００ｐｐｍのヘテロ官能化ポリマーを含む実働溶液を生じるために十分なヘテロ官能化ポリマーを含むであろう。本文中で使用された実働溶液という定義は、慣用のびん洗浄システムに使用される総合洗浄溶液を意味する。
【００１８】
本発明に使用される苛性物質については、選択された苛性物質が本発明の所望の結果を達成し得る非侵食性洗浄組成物を与える苛性物質である限り、使用される苛性物質に関する制約は全く存在しない。しかしながら典型的には、使用される苛性物質は、ＩＡ族またはＩＩＡ族の水酸化物、水酸化アンモニウムまたはそれらの混合物である。好ましい苛性物質は水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであり、水酸化ナトリウムが最も好ましい。
【００１９】
苛性物質の使用量は、非侵食性洗浄組成物を調製できる範囲までだけに限定される。苛性物質の使用量は典型的には、約０．２５重量％−約２０．０重量％、好ましくは約０．５重量％−約１５．０重量％、最も好ましくは約１．０重量％−約７．５重量％の苛性物質を含有する実働溶液（ｕｓｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を得るために十分な量である。
【００２０】
本発明の非侵食性洗浄組成物に使用される非侵食性成分に関しては、このような成分は好ましいが任意であり、所望の本発明組成物を製造するために使用し得る範囲までだけに限定される。しかしながら典型的には、本発明に使用される非侵食性成分は、少なくとも１つのカルボン酸基を含む成分である。本発明に使用される好ましい非侵食性成分は、ポリカルボン酸（ヘテロ基非含有）であり、最も好ましい非侵食性成分はＩＡ族またはＩＩＡ族のポリアクリレートのようなポリアクリレートであり、ポリアクリル酸ナトリウム（例えば、Ａｌｃｏから市販されているＡｌｃｏｓｐｅｒｓｅ　４０８、重量平均分子量約３，０００、アニオン性ターポリマー）が特に好ましい。
【００２１】
本発明の非侵食性洗浄組成物に使用される非侵食性成分の量は、典型的には約１．０−約１，０００、好ましくは約２０．０−約５００．０、最も好ましくは約５０．０−約１５０ｐｐｍの非侵食性成分を含有する実働溶液を生じるために十分な量である。
【００２２】
また、非侵食性洗浄組成物中に慣用の添加剤を使用することも本発明の範囲内に包含される。このような添加剤としては、例えばＡｃｕｓｏｌ　５０５ＮまたはＡｃｕｓｏｌ　４７９Ｎのような結晶成長阻害剤があり、これらは、Ｒｏｈｍ　＆　Ｈａａｓから市販されているコポリマーである。その他の添加剤は、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、二ケイ酸ナトリウム及びそれらの混合物のようなバッファである。更にまた、本発明に使用され得るその他の添加剤としては、ホスホネート（酸及び塩）、例えば、アミノトリ（メチレン−ホスホン酸）及びアミノトリ（メチレン−ホスホン酸）五ナトリウム塩があり、これらはそれぞれＤＥＱＵＥＳＴ　２０００及びＤＥＱＵＥＳＴ　２００６という商品名でいずれもＳｏｌｕｔｉａから市販されている。
【００２３】
本発明に使用され得るホスホネートの量はしばしば、約１−約２，０００、好ましくは約５−約１，５００、最も好ましくは約５０−約１，１００ｐｐｍのホスホネートを含有する実働溶液を生じるために十分な量である。
【００２４】
本発明組成物のキレート化作用を増強するためにグルコン酸のような物質及びその水溶性塩もまた本発明に使用され得る。本発明組成物のキレート化作用を増強する別の物質としては、アルカリ金属グルコヘプトネート、アルカリ金属ボロヘプトネート及びそれらの混合物がある。キレート化作用を増強するこのような物質は典型的には、約２００−約２，０００ｐｐｍのキレート化剤を含む実働溶液を生じる。
【００２５】
本発明の非侵食性洗浄組成物に使用され得る更に別の添加剤は、界面活性剤（例えば、アニオン性、非イオン性及び／または両性）である。非イオン性界面活性剤は一般にポリアルキルグリコシドに分類される。好ましいポリアルキルグリコシドはＧｌｕｃｏｐｏｎ　４２５ＣＳであり、これはＨｅｎｋｅｌ　Ｃａｒｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されている。本発明に使用され得る別の界面活性剤の例は、カルボキシル化直鎖状アルコールアルコキシレート、ラウリルスルフェート、キシレンスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸及びその塩、スルホコハク酸塩、脂肪酸及びそれらの塩、ココグルコシドクエン酸二ナトリウム、ココグルコシドスルホコハク酸二ナトリウム及びココポリグルコース酒石酸ナトリウムのようなアニオン性グルコエステル、タロウイミノジプロピオン酸二ナトリウムのようなイミノジプロピオネート、並びに、コカンホ二酢酸二ナトリウム及びコカンホカルボキシルアシネート及びイミダゾリンである。また、所望の場合には本発明の非侵食性洗浄組成物にバランスとして水を添加し得ることに注目されたい。本発明に使用され得る添加剤のより詳細な記載は米国特許第５，８４９，０９５号に見出される。該特許の記載内容は参照によって本発明に含まれるものとする。
【００２６】
本発明の非侵食性洗浄組成物で処理されるガラス器具類に関しては、このようなガラス器具類に制限はなく、非アルコール飲料及びアルコール飲料のびんを含む。本文中で使用された処理されるという定義は、本発明の非侵食性洗浄組成物で洗浄され、洗浄が慣用のびん洗浄機で行われたガラス器具類を意味する。
【００２７】
本発明を説明しその理解を容易にするために以下の実施例を示す。実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【００２８】
実施例１
Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｓｏｆｔ　Ｄｒｉｎｋ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓによって示された指針に従って標準非アルコール飲料びんの汚物を製造した。以下の成分を混合容器に充填することによってスラリーの形態の汚物を製造した：
−１００メッシュまたはより微細な１５０グラムのＲｅｄａｒｔ赤色粘土（Ｃｅｄａｒ　Ｈｅｉｇｈｔｓ　Ｃｌａｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｏａｋ　Ｈｉｌｌ，ＯＨ）
−２２．５グラムのＤｕｒｈａｍ水性パテ（Ａａｎｏｌｄ　Ｄｕｒｈａｍ　Ｃｏ．，Ｄｅｓ　Ｍｏｉｎｅｓ，ＩＡ）
−６．０グラムのキサンタンガム
−４．５グラムのモルツエキス（Ｄｉｆｃｏ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．，Ｄｅｔｒｏｉｔ，ＭＩ）
−４．５グラムの酵母エキス（Ｄｉｆｃｏ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．，Ｄｅｔｒｏｉｔ　ＭＩ）
−７．５グラムのペプトン（Ｄｉｆｃｏ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．，Ｄｅｔｒｏｉｔ　ＭＩ）
−１５．０グラムのデキストロース（Ｄｉｆｃｏ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ　Ｉｎｃ．，Ｄｅｔｒｏｉｔ　ＭＩ）
−１，５００ＭＬの脱イオン水
【００２９】
諸成分を混合し、得られた均質スラリーを以下の実施例で非アルコール飲料びんの汚物として使用した。
【００３０】
実施例２−６
６個の１Ｌ容のフラスコの各々に、６０グラムの水酸化ナトリウム水溶液（５０％ＮａＯＨ）、５ｇの炭酸ナトリウム及び１，０００ｍＬの脱イオン水を充填した。フラスコに更に以下の物質を充填した：
フラスコ番号　　添加成分
１　　　　　添加成分無し
２　　　　　０．５ｇのトリポリリン酸ナトリウム
３　　　　　２．０ｇの市販のびん洗浄組成物^＊
４　　　　　１．０ｇのＢｅｌｃｌｅｎｅ　７４５（０．５ｇの有効成分）
＋０．１ｇのＡｌｃｏｓｐｅｒｓｅ　４０８
５　　　　　１．０ｇのＢｅｌｃｌｅｎｅ　７５０（０．５ｇの有効成分）
＋０．１ｇのＡｌｃｏｓｐｅｒｓｅ　４０８
^＊約８０％の原料ＥＤＴＡ（約３９％の有効成分）と約５．０％のグルコン酸ナトリウムとを含む慣用の市販のびん洗浄組成物（％は重量％）。
【００３１】
実施例７−１１
各グループ６個で５グループの約１’’×３’’の洗浄ガラススライドを計量した。実施例１で調製した汚物を正確に１ｇずつ各ガラススライドの片面に塗布した。各ガラススライドの約２インチの部分に汚物をポリスマンで均一に塗布した。汚したスライドを（汚れを上にして）ラック（フードで覆われた）に配置し、室温で一夜乾燥させた。室温で約１２時間乾燥後、約７０℃に設定したオーブンでスライドを約３時間乾燥した。得られた５セットのスライドは、多くの飲料産業で見出される使用済み／汚れたびんの模擬標本として製造されたものである。
【００３２】
実施例１２
実施例２−６で調製した５つの溶液（フラスコ番号１−５に対応）の各々を別々に、市販のＴｅｒｇ−ｏ−ｔｏｍｅｔｅｒ（Ｕｎｉｔｅｄ　Ｓｔａｔｅｓ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｉｎｃ．から市販されている）のステンレススチール缶に移した。溶液を約７０℃に加熱した。実施例７−１１で製造したガラススライドをリングに留め付けた（汚れた面を内側にして１リングあたり６個のスライド）。各リングをＴｅｒｇ−ｏ−ｔｏｍｅｔｅｒのステンレススチール缶の内部に下ろした。これらの缶は実施例２−６で調製した溶液の１つを収容していた。各スライドの汚れた部分が溶液に完全に浸漬する点まで各缶の内部でリングを降下させた。溶液に浸漬させた後、各スライドセットを撹拌処理した（約２５ｒｐｍで約５分間及び４０ｒｐｍで２５分間）。３０分の処理期間の経過後、リングとスライドとを取り出し、スライドを脱イオン水で濯いだ（浸漬した）。洗浄したスライドをリングから取り外し、６個のスライドから成る各グループを約５０℃のオーブンで約１時間乾燥した。スライドをオーブンから取り出して放冷した。６個のスライドから成る各セットを再度計量した。溶液及び脱イオン水で処理した後のスライドセットの重量を、スライドセットに乾燥汚物を加えた初期重量から減算した。算出した重量差を以下の表１に示す。各重量差が汚物の除去パーセントに対応する。
【００３３】
【表１】

【００３４】
実施例１３
先行実施例と同じであるが汚していない３個のスライドを１セットとして５つのセットを計量した。ガラススライドの各セットを、実施例２−６に記載の溶液の１つを充填した密閉ステンレススチール容器に入れた。ガラススライドを溶液（約７０℃に維持）に浸漬させて約７２時間維持した。７２時間の経過後、スライドを市販の食器洗剤で手洗いし、脱イオン水で濯ぎ、酸性浴（７．５％リン酸）に浸漬して約２０分間維持し、脱イオン水で再び濯ぎ、乾燥し、再び計量した。表ＩＩのデータは、各スライドセットの重量差を表す。溶液に浸漬後の各セットの重量をセットの初期重量から減算することによって重量差を計算した。この重量差は、各溶液中でスライドがどれくらい侵食されたか（シリカがどれくらい溶解したか）を表す。従ってこの重量差を侵食パーセントとして表す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
上記のデータから理解されるであろうが、本発明の優れた非侵食性洗浄溶液（例えば溶液５及び６）は、洗浄後のガラスに汚染物質及び侵食の双方が存在しないという予想外の結果を与える。更に、本発明で得られる予想外の結果は組成物中にＥＤＴＡ及びＮＴＡのような強力なキレート化剤を必要とすることなく達成される。

Claims (17)

1. （ａ）カルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマーとヘテロ官能化ポリカルボキシレートとから成るグループから選択された少なくとも１つのポリマーと、
   （ｂ）苛性物質と、
   を含む非侵食性洗浄組成物。
2. カルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマーがポリペプチド、ポリオレフィン、ポリエステルまたはポリエーテル主鎖を有するポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
3. ヘテロ官能化ポリカルボキシレートが二酸から誘導されることを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
4. ヘテロ官能化ポリカルボキシレートがマレイン酸、Ｃ_１−４アルキルアクリレート及び酢酸ビニルから誘導されることを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
5. ヘテロ基が原子価数５または６を有する元素を含む基であることを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
6. ヘテロ基がホスフィノ、ホスホノまたはスルホネート基であることを特徴とする請求項５に記載の非侵食性洗浄組成物。
7. ヘテロ官能化ポリカルボキシレートがホスホノ及びスルホネート基を含むことを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
8. カルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマー及びヘテロ官能化ポリカルボキシレートが約０．１重量％−約５．０重量％のヘテロ基を含むことを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
9. 非侵食性洗浄溶液中のヘテロ官能化ポリマーの量が、約５−約５，０００ｐｐｍのヘテロ官能化ポリマーを含む実働溶液を生じるために十分な量であることを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
10. 苛性物質が、ＩＡ族またはＩＩＡ族の水酸化物及び水酸化アンモニウムから成るグループから選択された少なくとも１つの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
11. 苛性物質がＩＡ族水酸化物であり、ＩＡ族水酸化物が水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１０に記載の非侵食性洗浄組成物。
12. 組成物が更に非侵食性成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の非侵食性洗浄組成物。
13. 非侵食性成分がカルボン酸基を含むことを特徴とする請求項１２に記載の非侵食性洗浄組成物。
14. カルボン酸基を含む非侵食性成分がＩＡ族またはＩＩＡ族のポリアクリレートであることを特徴とする請求項１３に記載の組成物。
15. （ａ）カルボン酸基を含むヘテロ官能化ポリマーとヘテロ官能化ポリカルボキシレートとから成るグループから選択された少なくとも１つのポリマーと、
    （ｂ）苛性物質と、
    を含む非侵食性洗浄組成物に接触させたガラス器具類。
16. ガラス器具類が非アルコール飲料またはアルコール飲料のびんであることを特徴とする請求項１５に記載のガラス器具類。
17. 非侵食性洗浄組成物が更に、非侵食性成分を含むことを特徴とする請求項１５に記載のガラス器具類。