JP2022522468A - エッジ硬化を改善するための硬度添加剤および硬度添加剤を含有するブロック洗剤 - Google Patents
エッジ硬化を改善するための硬度添加剤および硬度添加剤を含有するブロック洗剤 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、米国特許法第119条の下で、2019年2月28日に出願された仮出願第62/811,656号に対する優先権を主張するものであり、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
硬度添加剤組成物は、例えば、固体組成物のプレス直後の硬度、すなわち、ブロックエッジ剛性を改善するための固体洗剤組成物を含む、様々な固体組成物に好適である。有益なことに、硬度添加剤組成物は、固体洗剤組成物、粘着性の一貫性を有し、強化された硬化の恩恵を受ける固体配合物、苛性配合物、手動洗剤、洗濯洗剤などの様々な固体組成物に添加される場合。さらなる恩恵として、本組成物は、プレスされた固体の最も脆弱で脆い部分であることが知られているエッジを含む、固体の強度または硬度を高めるための凝固のための硬化ステップを必要としない。固体組成物をプレスした際の硬度のこの即時の改善は、プレスによって固体に形成され得る様々なアルカリ性組成物の配合における予想外の進歩である。
一実施形態では、ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対アミノカルボキシレート、好ましくはメチルグリシン二酢酸(MGDA)またはその塩の比は、少なくとも約0.06:1、少なくとも約0.1:1、少なくとも約0.12:1、少なくとも約0.48:1、またはそれらの間の比であり、例えば、約0.06:1~約0.48:1、または約0.06:1~約0.12:1を含む。さらなる実施形態では、ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対アミノカルボキシレート、好ましくはエチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)またはその塩と組み合わせたグルタミン酸N,N-二酢酸(GLDA)またはその塩の比は、少なくとも約0.3:1~約1:1、または約0.3:1~約0.9:1である。さらに別の実施形態では、ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対アミノカルボキシレート、好ましくはエチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)またはその塩の比は、約0.2:1~約0.5:1である。加えて、本明細書に開示される洗剤組成物により限定されるものではないが、すべての列挙される比の範囲は、その範囲を定義する数を含み、その定義される比の範囲内の各整数を含む。
硬度添加剤組成物は、様々な工業用および消費者用表面を洗浄するためのアルカリ金属アルカリ性洗剤などの洗剤組成物を含む、様々な固体組成物に含めるのに好適である。洗剤組成物の例示的な範囲は、表2A~2Bに固体洗剤組成物の重量パーセンテージで示される。表2Aにおいて、硬度添加剤組成物は、プレミックス、すなわち液体プレミックスとして提供され得る。界面活性剤の液体プレミックスなど、1つ以上の追加のプレミックスが配合物に含められ得る。
硬度添加剤組成物(およびそれを用いる固体組成物)は、硬度添加剤組成物中の分散剤ポリマーである少なくとも1つのポリカルボン酸ポリマーキレート剤を含む。これらのキレート剤は、水処理ポリマーとしても知られている。ポリカルボン酸ポリマーキレート剤は、リン不含有キレート剤である。ポリカルボキシレートとしては、ポリアクリル酸ホモポリマー、ポリマレイン酸ホモポリマー、マレイン酸/オレフィンコポリマー、スルホン化コポリマーまたはターポリマー、アクリル/マレイン酸コポリマーまたはターポリマー、ポリメタクリル酸ホモポリマー、ポリメタクリル酸コポリマーまたはターポリマー、アクリル酸-メタクリル酸コポリマー、加水分解ポリアクリルアミド、加水分解ポリメタクリルアミド、加水分解ポリアミド-メタクリルアミドコポリマー、加水分解ポリアクリロニトリル、加水分解ポリメタクリロニトリル、加水分解アクリロニトリル-メタクリロニトリルコポリマー、およびそれらの組み合わせなどのペンダントカルボキシレート(-CO2-)基を有するキレート剤ポリマーが挙げられる。キレート剤/隔離剤のさらなる考察については、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、Kirk-Othmer、Encyclopedia of Chemical Technology、第3版、第5巻、339~366ページおよび第23巻、319~320ページを参照されたい。これらの材料はまた、準化学量論的レベルで使用されて結晶調整剤としても機能し得る。
硬度添加剤組成物(およびそれを用いる固体組成物)は、少なくとも1つのアミノカルボキシレート(またはアミノカルボン酸)キレート剤を含む。好ましい実施形態では、アミノカルボキシレートは、NTAをほとんどもしくは全く含まないアミノカルボン酸材料を含むか、または本明細書に開示される洗剤組成物はNTAを含まない。例示的なアミノカルボキシレートとしては、例えば、N-ヒドロキシエチルアミノ二酢酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)(本明細書ではエチレンジアミン-N,N-四酢酸、2,2’,2’’,2’’’-(エタン-1,2-ジイルジニトリロ)四酢酸とも呼ばれる)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、ヒドロキシエチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、N-ヒドロキシエチル-エチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、グルタミン酸N,N-二酢酸(GLDA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、イミノジコハク酸(IDS)、エチレンジアミンジコハク酸(EDDS)、3-ヒドロキシ-2,2-イミノジコハク酸(HIDS)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HEIDA)、およびカルボン酸置換基を有するアミノ基を有する他の同様の酸が挙げられる。一実施形態では、アミノカルボキシレートはエチレンジアミン四酢酸(EDTA)である。
一実施形態において、本明細書に開示される洗剤組成物は、アルカリ源を含む。一実施形態では、アルカリ源は、好ましくはアルカリ金属水酸化物および/またはアルカリ金属カーボネートである。好適なアルカリ金属水酸化物および炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムが挙げられるが、これらに限定されない。別の実施形態において、アルカリ金属カーボネートおよびアルカリ金属水酸化物は、バイカーボネートおよびセスキカーボネートを含むことがさらに理解される。本明細書に開示される洗剤組成物により、任意の「灰系」または「アルカリ金属カーボネート」は、すべてのアルカリ金属カーボネート、バイカーボネート、および/またはセスキカーボネートを含むことも理解されるべきである。好ましい実施形態では、アルカリ源は、アルカリ金属カーボネートである。いくつかの他の好ましい実施形態では、アルカリ源は、未反応のアルカリ金属水酸化物を含まないアルカリ金属カーボネートである。さらに好ましい実施形態では、アルカリ性清浄化組成物は、有機アルカリ源を含まない。
特許請求される洗剤組成物の構成要素は、アルカリ性洗剤または清浄化組成物を使用する器物洗浄および他の用途における使用に好適である様々な機能性構成要素とさらに組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、硬度添加剤組成物を含む、特許請求される洗剤組成物(ポリカルボン酸ポリマーキレート剤およびアミノカルボキシレートキレート剤を含む)、アルカリ源、非イオン性界面活性剤、および任意の追加のキレート剤/ビルダーは、洗剤組成物の総重量の大部分、または実質的にすべてを構成する。例えば、いくつかの実施形態では、追加の機能性成分は、ほとんどまたは全く、その中に配置されていない。
本明細書に開示される洗剤組成物は、任意選択に消泡剤を含み得る。消泡剤は、好ましくは非イオン性界面活性剤である。好ましい実施形態では、消泡剤は、非イオン性アルコキシル化界面活性剤である。別の好ましい実施形態では、消泡剤は、式RO-(PO)0-5(EO)1-30(PO)1-30、またはRO-(PO)1-30(EO)1-30(PO)1-30を有する非イオン性界面活性剤であり、式中、RはC8-18直鎖または分岐アルキル基、EO=エチレンオキシド、PO=プロピレンオキシドである。例示的な適切なアルコキシル化界面活性剤としては、PluronicまたはPlurafac(登録商標)の名称で入手可能なものなどのエチレンオキシド/プロピレンブロックコポリマー(EO/POコポリマー)、キャップEO/POコポリマー、部分キャップEO/POコポリマー、完全キャップEO/POコポリマー、アルコールアルコキシレート、キャップアルコールアルコキシレート、それらの混合物などが挙げられる。
R20--(PO)sN-(EO)tH、
R20--(PO)sN-(EO)tH(EO)tH、および
R20--N(EO)tHによって表され得、
式中、R20は、8~20個、好ましくは12~14個の炭素原子のアルキル、アルケニル、もしくは他の脂肪族基、またはアルキル-アリール基であり、EOは、オキシエチレンであり、POは、オキシプロピレンであり、sは、1~20、好ましくは2~5であり、tは、1~10、好ましくは2~5であり、uは、1~10、好ましくは2~5である。これらの化合物の範囲の他の変動は、代替式、
R20--(PO)v--N[(EO)wH][(EO)zH]
によって表され得、式中、R20は、上記の定義の通りであり、vは、1~20(例えば、1、2、3、または4(好ましくは2))であり、wおよびzは、独立して、1~10、好ましくは2~5である。これらの化合物は、商業的には、非イオン性界面活性剤としてHuntsman Chemicalsにより販売されている製品ラインにより代表される。このクラスの好ましい化学物質としては、Surfonic PEA25アミンアルコキシレートが挙げられる。
いくつかの実施形態では、特許請求される洗剤組成物はホスホネートを含んでもよい。ホスホネートの例としては、米国特許第8,871,699号および同第9,255,242号に記載されているホスフィノコハク酸オリゴマー(PSO);2-ホスフィノブタン-1,2,4-トリカルボン酸(PBTC)、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸、CH2C(OH)[PO(OH)2]2;アミノトリ(メチレンホスホン酸)、N[CH2PO(OH)2]3;アミノトリ(メチレンホスホネート)、ナトリウム塩(ATMP)、N[CH2PO(ONa)2]3;2-ヒドロキシエチルイミノビス(メチレンホスホン酸)、HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2;ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、(HO)2POCH2N[CH2CH2N[CH2PO(OH)2]2]2;ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホネート)、ナトリウム塩(DTPMP)、C9H(28-x)N3NaxO15P5(x=7);ヘキサメチレンジアミン(テトラメチレンホスホネート)、カリウム塩、C10H(28-x)N2KxO12P4(x=6);ビス(ヘキサメチレン)トリアミン(ペンタメチレンホスホン酸)、(HO2)POCH2N[(CH2)2N[CH2PO(OH)2]2]2;モノエタノールアミンホスホネート(MEAP);ジグリコールアミンホスホネート(DGAP)およびリン酸、H3PO3が挙げられるが、これらに限定されない。好ましいホスホネートは、PBTC、HEDP、ATMP、およびDTPMPである。混合物に添加される前の、中和されたホスホネートもしくはホスホネートアルカリ、またはホスホネートとアルカリ源の組み合わせは、これにより、ホスホネートの添加時に、中和反応により熱またはガスがほとんどもしくは全く発生しないようになることが好ましい。しかしながら、一実施形態では、特許請求される洗剤組成物は、リンを含まない。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される洗剤組成物は界面活性剤を含む。いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示される洗剤組成物は、非イオン性消泡界面活性剤または薬剤を含む。いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示される洗剤組成物は、非イオン性消泡界面活性剤または薬剤とともに追加の界面活性剤を含む。本明細書に開示される洗剤組成物との使用に好適な界面活性剤には、これらに限定されるものではないが、追加の非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤および双性イオン性界面活性剤が含まれる。さらにいくつかの他の実施形態において、本明細書に開示される洗剤組成物は、1つ以上の非イオン性消泡界面活性剤または薬剤以外の追加の界面活性剤を含まない。
疎水性基の電荷が負であるためアニオン性界面活性剤として分類される表面活性物質、またはpHが中性以上に上昇しない限り分子の疎水性部分が電荷を持たない界面活性剤(例えば、カルボン酸)もまた、本明細書に開示される洗剤組成物において有用である。カルボキシレート、スルホネート、スルフェート、およびホスフェートは、アニオン性界面活性剤中に見出される極性(親水性)可溶化基である。これらの極性基と関連したカチオン(対イオン)のうち、ナトリウム、リチウム、およびカリウムは、水溶性を付与し、アンモニウムおよび置換アンモニウムイオンは、水溶性および油溶性の両方を提供し、カルシウム、バリウム、およびマグネシウムは、油溶性を促進する。当業者に理解されるように、アニオン性界面活性剤は優れた洗浄性界面活性剤であり、したがって、強力洗剤組成物への好ましい追加物である。
R-O-(CH2CH2O)n(CH2)m-CO2X (3)
式中、Rは、C8-C22アルキル基であるか、または
カチオン性第4級界面活性剤/第4級アルキルアミンアルコキシレート
カチオン性第4級界面活性剤は、正味の正の変化を有する窒素中心カチオン部分に基づく物質である。適切なカチオン性界面活性剤は、第四級アンモニウム基を含有する。適切なカチオン性界面活性剤は、特に一般式:N(+)R1R2R3R4X(-)のものを含み、式中、R1、R2、R3、およびR4は、互いに独立して、アルキル基、脂肪族基、芳香族基、アルコキシ基、ポリオキシアルキレン基、アルキルアミド基、ヒドロキシアルキル基、アリール基、H+イオン表し、それぞれが1~22個の炭素原子を有し、基R1、R2、R3、およびR4のうちの少なくとも1個が、少なくとも8個の原子を有することを条件とし、X(-)が、アニオン、例えば、ハロゲン、酢酸塩、リン酸塩、硝酸塩、またはアルキル硫酸塩、好ましくは塩化物を表す。脂肪族基はまた、架橋基または他の基、例えば、炭素および水素原子に加えて、追加のアミノ基を含有してもよい。
両性または両性電解質界面活性剤は、塩基性および酸性親水基の両方ならびに有機疎水基を含有する。これらのイオン性実体は、他の型の界面活性剤について本明細書に記載される陰イオン性または陽イオン性基のいずれかであり得る。塩基性窒素および酸性カルボキシレート基は、塩基性および酸性親水基として採用される典型的な官能基である。いくつかの界面活性剤では、スルホネート、スルフェート、ホスホネート、またはホスフェートは、負電荷を提供する。
両性スルホネート
双性イオン界面活性剤は、両性界面活性剤のサブセットと考えることができ、アニオン電荷を含み得る。双性イオン界面活性剤は、第2級および第3級アミンの誘導体、複素環式第2級および第3級アミンの誘導体、または第4級アンモニウム、第4級ホスホニウム、または第3級スルホニウム化合物の誘導体として広く記載することができる。典型的には、双性イオン性界面活性剤は、正荷電第4級アンモニウム、または場合によってはスルホニウムもしくはホスホニウムイオン、負荷電カルボキシル基、およびアルキル基を含む。双性イオン性化合物は、一般に、分子の等電領域においてほぼ同程度にイオン化し、正-負電荷中心間に強い「内部塩」誘引を生じ得るカチオン性基およびアニオン性基を含有する。このような双性イオン性合成界面活性剤の例としては、脂肪族ラジカルが直鎖鎖または分枝であり得る、脂肪族第4級アンモニウム、ホスホニウム、およびスルホニウム化合物の誘導体が挙げられ、脂肪族置換基のうちの1個が、8~18個の炭素原子を含み、1個がアニオン性水可溶化基、例えば、カルボキシ、スルホネート、スルフェート、ホスフェート、またはホスホネートを含む。
本明細書に開示の洗剤組成物は、汚れの除去、再付着の防止、および付加的に清浄化組成物の使用溶液中の泡の減少の促進をもたらす酵素をさらに含むことができる。酵素の目的は、典型的には汚れた表面に見られ、洗剤組成物によって取り除かれて洗浄水源に入る、でんぷんまたはタンパク質性材料などの粘着性の汚れを分解することである。酵素は、基質から汚れを取り除き、基質表面上での汚れの再付着を防ぐ。酵素は、消泡剤などの追加の清浄化および洗剤効果をもたらす。
本明細書に開示される固体組成物は、本明細書に開示される重量パーセンテージおよび比で構成要素を組み合わせることによって形成され得る。本明細書に開示される洗剤組成物は、固体として提供することができ、器物洗浄プロセス(または他の使用の用途)中に使用溶液が形成される。
Ash-炭酸ナトリウム、
トリロンM-メチルグリシン-N,N-二酢酸ナトリウム塩(MGDA)、78%活性、
EDTA-エチレンジアミン-N,N-四酢酸、99%活性、
GLDA-N,N-ジカルボキシメチルグルタミン酸四ナトリウム塩、
Acusol 445-DOW Chemicalから入手可能なポリアクリル酸、
Acusol 944-DOW Chemicalから入手可能なアクリル酸ホモポリマー、
酵素-プロテアーゼ酵素。
ブロックのエッジ硬度を、以下の手順に従って評価した。
P1、P2、P3、およびP4と比較した配合物P0の追加のブロックのエッジ硬度を表3の配合物および実施例1に記載の方法に従って実施した。図2に示すように、陰性対照P0は、総ルース粉末の質量損失によって測定されるように、十分なブロック硬度を示すことができないままであった。改善されたブロック硬度は、配合物P1、P2、P3、およびP4によって示され、総ルース粉末の質量損失の減少を実証する。これらの配合物の各々は、およそ<2.75グラムの損失を実証し、配合物中の硬度添加剤組成物がプレス直後(硬化期間なし)のエッジ硬度を改善することを例示する。
配合物P1、P2、P3、P4、P7、P8(陽性対照)、およびP9(陽性対照)の追加のブロックのエッジ硬度を表3の配合物および実施例1に記載の方法に従って実施した。試験を、残りの試験とは別の場所(同じセットアップおよび方法論)でP8およびP0に対して実施した。図3に例示するように、ブロックの質量重量損失(グラム)に加えて、プレス直後の不十分な硬化による欠陥とみなされたプレスされたブロックの全体的な割合は、ブロックの脆いエッジによる粉末の損失を引き起こす。示すように、商業的に許容可能であるとして実施例1に記載される閾値は、全体にわたって5%以下のブロック欠陥、好ましくは0%の欠陥を有する。
Claims (19)
- 硬度添加剤組成物であって、
ポリアクリレートまたはポリアクリル酸ポリマーまたはホモポリマーを含む、前記組成物の約5重量%~約40重量%の少なくとも1つのポリカルボン酸ポリマーキレート剤と、
エチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、およびグルタミン酸N,N-二酢酸(GLDA)のうちの1つ以上を含む、前記組成物の約60重量%~約95重量%の少なくとも1つのアミノカルボン酸キレート剤と、を含み、
ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対ポリアクリレートまたはポリアクリル酸ポリマーの比が、以下の比:
(A)ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対エチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)もしくはその塩と組み合わせたグルタミン酸N,N-二酢酸(GLDA)もしくはその塩の比が、約0.3:1~約0.9:1であり、
(B)ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対メチルグリシン二酢酸(MGDA)もしくはその塩の比が、約0.06:1~約0.12:1であり、かつ/または
(C)ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対エチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)もしくはその塩の比が、約0.2:1~約0.5:1である、のうちの1つを有する、硬度添加剤組成物。 - 前記アミノカルボキシレートキレート剤が、エチレンジアミン-N,N-四酢酸、メチルグリシン二酢酸、およびグルタミン酸N,N-二酢酸を含む、請求項1に記載の組成物。
- ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対エチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)もしくはその塩と組み合わせたグルタミン酸N,N-二酢酸(GLDA)もしくはその塩の比が、約0.3:1~約0.9:1である、請求項2に記載の組成物。
- ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対メチルグリシン二酢酸(MGDA)もしくはその塩の比が、約0.06:1~約0.12:1である、請求項2に記載の組成物。
- ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対エチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)もしくはその塩の比が、0.2:1~約0.5:1である、請求項2に記載の組成物。
- ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対ポリアクリレートまたはポリアクリル酸ポリマーの比が、以下の比:
(A)ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対エチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)もしくはその塩と組み合わせたグルタミン酸N,N-二酢酸(GLDA)もしくはその塩の比が、約0.3:1~約0.9:1であり、
(B)ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対メチルグリシン二酢酸(MGDA)もしくはその塩の比が、約0.06:1~約0.12:1であり、かつ/または
(C)ポリカルボン酸ポリマーキレート剤対エチレンジアミン-N,N-四酢酸(EDTA)もしくはその塩の比が、約0.2:1~約0.5:1である、のうちの少なくとも2つを有する、請求項2に記載の組成物。 - 前記ポリカルボン酸ポリマーキレート剤が前記組成物の約10重量%~約30重量%で含まれ、前記アミノカルボキシレートキレート剤が前記組成物の約70重量%~約90重量%で含まれる、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の硬度添加剤組成物と、
アルカリ源と、
少なくとも1つの非イオン性界面活性剤と、を含む、固体洗剤組成物であって、
前記硬度添加剤組成物の前記ポリカルボン酸ポリマーキレート剤が、前記組成物の約4重量%未満、好ましくは約2重量%以下で含まれる、洗剤組成物。 - 前記アルカリ源が、アルカリ金属カーボネートである、請求項8に記載の洗剤組成物。
- 前記非イオン性界面活性剤が、アルコールエトキシレートおよび/またはエチレンオキシド/プロピレンブロックコポリマーを含む、請求項8または9に記載の洗剤組成物。
- 追加のキレート剤をさらに含む、請求項8~10のいずれか一項に記載の洗剤組成物。
- 前記組成物が、約15重量%~約50重量%の前記硬度添加剤組成物と、約20重量%~約90重量%の前記アルカリ金属アルカリ源と、約1重量%~約25重量%の前記非イオン性界面活性剤と、約1重量%~約20重量%の前記追加の機能性成分と、を含む、請求項8~11のいずれか一項に記載の洗剤組成物。
- 少なくとも1つの酵素をさらに含む、請求項8~12のいずれか一項に記載の洗剤組成物。
- 前記組成物が、シリケート、NTA、ホスフェート、および/またはホスホネートを含まない、請求項8~13のいずれか一項に記載の洗剤組成物。
- 固体ブロック硬度を改善する方法であって、前記方法は、
請求項1~7のいずれか一項に記載の硬度添加剤組成物を、アルカリ源、少なくとも1つの界面活性剤、および少なくとも1つの追加の機能性成分と組み合わせることと、
混合して、均一な混合物を形成することと、
型内でプレスして固体組成物を形成することと、を含み、
前記固体が、プレスして前記型から取り出すと直ぐにエッジ硬度を有するブロックである、方法。 - 前記方法が、前記固体ブロックの硬化を含まない、請求項15に記載の方法。
- プレスして前記型から取り出した直後に前記固体ブロックを梱包するステップをさらに含む、請求項15または16に記載の方法。
- 前記梱包が、シュリンクラッピングを含む、請求項17に記載の方法。
- 固体ブロック生産のスクラップ率が、約5%未満、または好ましくは約3%未満である、請求項15~18のいずれか一項に記載の方法。
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