CN101896593A - 使用氨基羧酸盐的固化基质 - Google Patents

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Abstract

固化基质包括可生物降解的氨基羧酸盐、碳酸钠和水。该可生物降解的氨基羧酸盐、碳酸钠和水相互作用以形成水合固体。该固化基质可例如用在固体洗涤剂组合物中。

Description

使用氨基羧酸盐的固化基质
背景
本发明大体上涉及固化和固化基质领域。本发明特别涉及作为固化基质的一部分的可生物降解的氨基羧酸盐。
在Fernholz等人，美国再颁专利Nos.32,762和32,818中要求保护的SOLID
Figure GPA00001159346600011
牌技术中倡导在机构和工业操作中使用固化技术和固体块洗涤剂。另外，在Heile等人，美国专利Nos.4,595,520和4,680,134中公开了使用基本水合的碳酸钠材料的碳酸钠水合浇注固体产品。
更近年来，注意力已转向由苛性较低的材料，如苏打灰(也称作碳酸钠)制造高度有效的洗涤剂材料。碳酸钠基洗涤剂开发中的早期研究发现，水合碳酸钠基材料常在固化后溶胀(即尺寸不稳定)。这种溶胀会干扰包装、分配和使用。固体材料的尺寸不稳定性与制造碳酸钠固体材料时制成的各种水合形式的不稳定性质相关。用水合碳酸钠制成的早期产品通常由无水物、一摩尔水合物、七摩尔水合物、十摩尔水合物或它们的更多混合物构成。但是，在产品已制成并在环境温度下储存后，初始产品的水合态被发现在水合形式，例如一摩尔水合物、七摩尔水合物和十摩尔水合物之间转换，从而造成块状化学品的尺寸不稳定性。在这些传统的固体形式组合物中，水含量和温度的变化造成结构和尺寸变化，这可能造成该固体形式的破坏，引起该固体形式无法装配到分配器中以供使用等问题。
另外，传统的固体碱性洗涤剂，特别是要用于机构和商业用途的那些，通常在其组成中需要磷酸盐。磷酸盐一般在该组合物中发挥多种作用，例如，控制固化速率、去除和悬浮污垢、和作为有效的硬度螯合剂。在美国专利Nos.6,258,765、6,156,715、6,150,324和6,177,392中发现、公开和主张，可以使用粘合剂(包括碳酸盐、有机乙酸盐，如氨基羧酸盐，或膦酸盐组分)和水制造固体块功能材料。由于生态考虑，进一步的研究工作最近涉及替换洗涤剂中的含磷化合物。此外，在一些情况下代替含磷化合物用作粘合剂和硬度螯合剂的含次氮基三乙酸(NTA)的氨基羧酸盐组分据信是致癌的。因此，也已经削减它们的使用。
仍然需要提供无磷和/或无NTA的替代性固化技术。但是，固化法中的可预测性的缺乏和固体形式组合物中尺寸稳定性可预测性的缺乏阻碍用环保替代品成功替代含磷和/或含NTA的组分的努力。
概述
本发明的一个实施方案是包括可生物降解的氨基羧酸盐、碳酸钠和水的固化基质。该可生物降解的氨基羧酸盐、碳酸钠和水相互作用以形成水合固体。该固化基质可例如用在固体洗涤剂组合物中。
本发明的另一个实施方案是包括可生物降解的氨基羧酸盐、水、增洁剂、碳酸钠和表面活性剂的洗涤剂组合物。该洗涤剂组合物包括大约2重量％至大约20重量％可生物降解的氨基羧酸盐、大约2重量％至大约50重量％水、少于大约40重量％增洁剂、大约20重量％至大约70重量％碳酸钠和大约0.5重量％至大约10重量％表面活性剂。
本发明的进一步实施方案是使组合物固化的方法。提供固化基质并添加到该组合物中以形成固化的材料。该固化基质包括可生物降解的氨基羧酸盐、碳酸钠和水。
详述
本发明的固化基质可用于需要尺寸稳定的固体产品的多种情况。该固化基质尺寸稳定并具有适当的固化速率。此外，该固化基质可基本不含磷和NTA，以使该固化基质特别可用于需要使用环保洗涤剂的清洁用途。这类用途包括，但不限于：机器和手工洗碗、预浸泡、洗衣和织物清洗与去污、地毯清洗与去污、车辆清洗和保养用途、表面清洗与去污、厨浴清洗与去污、地板清洗与去污、就地清洗操作、通用清洗与去污、工业或家用清洁剂和虫害控制剂。也提供适用于使用该固化基质制备固体洗涤剂组合物的方法。
该固化基质大致包括用于形成固体组合物的氨基羧酸盐、碳酸钠(苏打灰)和水。该固化基质的合适的组分浓度为大约1重量％至大约20重量％的氨基羧酸盐、大约2重量％至大约50重量％水和大约20重量％至大约70重量％碳酸钠。该固化基质的特别合适的组分浓度为大约2重量％至大约18重量％氨基羧酸盐、大约2重量％至大约40重量％水和大约25重量％至大约65重量％碳酸钠。该固化基质的更特别合适的组分浓度为大约3重量％至大约16重量％氨基羧酸盐、大约2重量％至大约35重量％水和大约45重量％至大约65重量％碳酸钠。本领域技术人员会认识到用于获得该固化基质的相当性质的其它合适的组分浓度范围。
该固化基质的实际固化机理通过灰分水合或碳酸钠与水的相互作用发生。据信，该氨基羧酸盐用于控制固化过程的动力学和热力学并提供其中附加功能材料可结合形成功能固体组合物的固化基质。该氨基羧酸盐可通过充当游离水的供体和/或受体来稳定碳酸盐水合物和该功能固体组合物。通过控制用于灰分水合的水迁移速率，该氨基羧酸盐可控制固化速率以便为所得产品提供工艺和尺寸稳定性。固化速率是重要的，因为如果该固化基质太快固化，该组合物可能在混合过程中固化并停止加工。如果该固化基质太慢固化，会损失宝贵的工艺时间。该氨基羧酸盐也通过确保固体产品不溶胀来为最终产品提供尺寸稳定性。如果该固体产品在固化后溶胀，可能发生各种问题，包括但不限于：降低的密度、完整性和外观；不能分配或包装该固体产品。通常，如果固体产品具有小于大约3％，特别小于大约2％的增长指数，该固体产品被认为具有尺寸稳定性。
该氨基羧酸盐在掺入洗涤剂组合物中之前与水合并，并可以以在水溶液中，例如在液体预混物中溶剂化的固体水合物或固体盐形式提供。无论如何，该氨基羧酸盐在添加到该洗涤剂组合物中时应该在水基质中以使该洗涤剂组合物有效固化。通常，有效量的氨基羧酸盐被认为是通过控制固化速率和水的运动来有效控制该固化体系的动力学和热力学的量。特别合适的氨基羧酸盐的实例包括，但不限于，可生物降解的氨基羧酸盐。特别合适的可生物降解的氨基羧酸盐的实例包括，但不限于：Na2EDG，乙醇二甘氨酸二钠；三钠甲基甘氨酸二乙酸三钠盐溶液；亚氨基二琥珀酸钠盐溶液；GLDA-Na4，N，N-双(羧甲基)-L-谷氨酸四钠；EDDS，[S-S]-乙二胺二琥珀酸；和3-羟基-2，2’-亚氨基二琥珀酸四钠。特别合适的市售可生物降解的氨基羧酸盐的实例包括，但不限于：可获自DowChemical，Midland，MI的Versene HEIDA(52％)；可获自BASFCorporation，Charlotte，NC的Trilon M(40％)；可获自Lanxess，Leverkusen，德国的IDS；可获自Akzo Nobel，Tarrytown，NJ的Dissolvine GL-38(38％)；可获自InnospecPerformanceChemicals(Octel Performance Chemicals)，Edison，NJ 的Octaquest(37％)和HIDS(50％)。
水可以独立添加到该固化基质中或可由于其在添加到该洗涤剂组合物中的水性材料中的存在而在该固化基质中提供。例如，添加到该洗涤剂组合物中的材料可能包括水或可能在可用于与固化基质组分反应的水性预混物中制备。通常，将水引入该固化基质以提供具有固化前的加工所需的粘度的固化基质和提供所需固化速率。水也可以作为加工助剂存在，并可以被除去或成为水合水。水因此可能以固化基质的水溶液或任何其它成分的水溶液和/或作为加工助剂的外加水介质的形式存在。此外，当需要形成固体形式的浓缩物时，该水介质预计有助于该固化过程。该水也可能以去离子水或软化水的形式提供。
所得固体洗涤剂组合物中的水量取决于该固体洗涤剂组合物通过成形技术还是浇注(在容器内发生固化)技术加工。通常，当组分通过成形技术加工时，据信，与浇注技术相比，该固体洗涤剂组合物可包括相对较少量的固化用水。当通过成形技术制备该固体洗涤剂组合物时，水可以在大约5重量％至大约25重量％，特别是大约7重量％至大约20重量％，更特别大约8重量％至大约15重量％的范围内存在。当通过浇注技术制备该固体洗涤剂组合物时，水可以在大约15重量％至大约50重量％，特别是大约20重量％至大约45重量％，更特别大约22重量％至大约40重量％的范围内存在。
该固化基质和所得固体洗涤剂组合物也可以不包括含磷或次氮基三乙酸(NTA)的化合物，以使该固体洗涤剂组合物更环保。无磷是指其中未添加含磷化合物的组合物、混合物或成分。如果由于无磷组合物、混合物或成分的污染而存在含磷化合物，所得组合物中含磷化合物的含量小于大约0.5重量％，小于大约0.1重量％，通常小于大约0.01重量％。无NTA是指其中未添加含NTA的化合物的组合物、混合物或成分。如果由于无NTA的组合物、混合物或成分的污染而存在含NTA的化合物，所得组合物中NTA的含量应小于大约0.5重量％，小于大约0.1重量％，通常小于大约0.01重量％。当该固化基质无NTA时，该固化基质和所得固体洗涤剂组合物也与充当防再沉积剂和去污剂的氯相容。
附加功能材料
该水合的固化基质或粘合剂可用于形成包括附加组分或试剂，如附加功能材料的固体洗涤剂组合物。因此，在一些实施方案中，包括氨基羧酸盐、水和碳酸钠的固化基质可构成大量或甚至所有的洗涤剂组合物总重量，例如，在其中几乎或完全不存在附加功能材料的实施方案中。该功能材料为该固体洗涤剂组合物提供所需性质和功能性。对于本申请，术语“功能材料”包括分散或溶解在使用溶液和/或浓缩物溶液，如水溶液中时在特定用途中提供有益性质的材料。下面更详细论述功能材料的一些具体实例，尽管所述具体材料仅作为实例给出，并且可以使用多种其它功能材料。例如，下述许多功能材料涉及用于清洁和/或去污用途的材料。但是，另一些实施方案可包括用于其它用途的功能材料。
碱性源
该固体洗涤剂组合物可包括有效量的一种或多种碱性源以增强基底的清洁和改进该固体洗涤剂组合物的去污性能。通常，该组合物预计包括至少大约5重量％，至少大约10重量％或至少大约15重量％的量的碱性源。为了为该浓缩物中的其它组分提供足够的空间，该碱性源可以在该浓缩物中以少于大约75重量％，少于大约60重量％，少于大约40重量％，少于大约30重量％或少于大约20重量％的量提供。该碱性源可以构成该固体洗涤剂组合物总重量的大约0.1重量％至大约90重量％，大约0.5重量％至大约80重量％，和大约1重量％至大约60重量％。
有效量的一种或多种碱性源应该被认为是提供pH为至少大约8的使用组合物的量。当该使用组合物具有大约8至大约10的pH值时，其被视为微碱性，当pH高于大约12时，该使用组合物被视为苛性。通常，提供微碱性清洁组合物形式的使用组合物是合意的，因为这被认为比苛性基使用组合物更安全。在一些情况下，该固体洗涤剂组合物可提供在低于大约8的pH值下有用的使用组合物。在这类组合物中，可省略碱性源，可以使用附加pH调节剂提供具有所需pH的使用组合物。
该固体洗涤剂组合物的合适的碱性源的实例包括，但不限于碱金属碳酸盐和碱金属氢氧化物。可用的示例性碱金属碳酸盐包括，但不限于：钠或钾的碳酸盐、碳酸氢盐、倍半碳酸盐及其混合物。可用的示例性碱金属氢氧化物包括，但不限于氢氧化钠、氢氧化锂或氢氧化钾。该碱金属氢氧化物可以以本领域已知的任何形式添加到该组合物中，包括以固体珠形式、溶解在水溶液中或其组合。碱金属氢氧化物可作为具有大约12-100U.S.筛的混合粒度的粒状固体或珠粒形式的固体或作为水溶液，例如作为50重量％和73重量％溶液购得。该碱金属氢氧化物优选以水溶液，特别是50重量％氢氧化物溶液形式添加，以减少该组合物中由于固体碱材料的水合而生成的热量。
除第一碱性源外，该固体洗涤剂组合物还可以包含第二碱性源。可用的第二碱性源的实例包括，但不限于：金属硅酸盐，如钠或钾的硅酸盐或偏硅酸盐；金属碳酸盐，如钠或钾的碳酸盐、碳酸氢盐、倍半碳酸盐；金属硼酸盐，如硼酸钠或硼酸钾；以及乙醇胺和胺。这类碱性剂常以含水或粉状形式获得，它们都可用于配制本固体洗涤剂组合物。
表面活性剂
该固体洗涤剂组合物可以包括至少一种包含表面活性剂或表面活性剂体系的清洁剂。在固体洗涤剂组合物中可以使用各种表面活性剂，包括但不限于：阴离子型、非离子型、阳离子型和两性离子型表面活性剂。表面活性剂是该固体洗涤剂组合物的任选组分并可以不包含在该浓缩物中。可用的示例性表面活性剂可购自许多来源。关于表面活性剂的论述，参见Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第三版，第8卷，第900-912页。当该固体洗涤剂组合物包括清洁剂时，该清洁剂以有效提供所需清洁水平的量提供。该固体洗涤剂组合物在以浓缩物形式提供时，可以包括大约0.05重量％至大约20重量％，大约0.5重量％至大约15重量％，大约1重量％至大约15重量％，大约1.5重量％至大约10重量％和大约2重量％至大约8重量％的清洁剂。浓缩物中表面活性剂的其它示例性范围包括大约0.5重量％至大约8重量％，和大约1重量％至大约5重量％。
该固体洗涤剂组合物中可用的阴离子型表面活性剂的实例包括，但不限于：羧酸盐，如烷基羧酸盐和聚烷氧基羧酸盐，醇乙氧基化物羧酸盐、壬基酚乙氧基化物羧酸盐；磺酸盐，如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、磺化脂肪酸酯；硫酸酯，如硫酸化醇、硫酸化醇乙氧基化物、硫酸化烷基酚、烷基硫酸盐、磺基丁二酸盐和烷基醚硫酸盐。示例性的阴离子型表面活性剂包括，但不限于：烷基芳基磺酸钠、α-烯烃磺酸盐和脂肪醇硫酸盐。
该固体洗涤剂组合物中可用的非离子型表面活性剂的实例包括，但不限于，具有聚环氧烷聚合物作为表面活性剂分子的一部分的那些。这类非离子型表面活性剂包括，但不限于：氯-、苄基-、甲基-、乙基-、丙基-、丁基-和其它类似烷基-封端的脂肪醇聚乙二醇醚；聚环氧烷游离非离子型表面活性剂，如烷基聚糖苷；失水山梨糖醇和蔗糖酯和它们的乙氧基化物；烷氧基化胺，如烷氧基化乙二胺；醇烷氧基化物，如醇乙氧基化物丙氧基化物、醇丙氧基化物、醇丙氧基化物乙氧基化物丙氧基化物、醇乙氧基化物丁氧基化物；壬基酚乙氧基化物、聚氧乙二醇醚；羧酸酯，如甘油酯、聚氧乙烯酯、脂肪酸的乙氧基化和二醇酯；羧酸酰胺，如二乙醇胺缩合物、单链烷醇胺缩合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺；和聚环氧烷嵌段共聚物。市售环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的实例包括，但不限于，可获自BASF Corporation，Florham Park，NJ的
Figure GPA00001159346600071
市售有机硅表面活性剂的实例包括，但不限于，可获自GoldschmidtChemical Corporation，Hopewell，VA的
Figure GPA00001159346600081
B8852。
该固体洗涤剂组合物中可用的阳离子型表面活性剂的实例包括，但不限于：胺如具有C18烷基或烯基链的伯、仲和叔单胺、乙氧基化烷基胺、乙二胺的烷氧基化物、咪唑如1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉、2-烷基-1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉等；和季铵盐，例如，烷基季铵氯化物表面活性剂，如正-烷基(C12-C18)二甲基苄基氯化铵、一水合正十四烷基二甲基苄基氯化铵和萘取代的季铵氯化物，如二甲基-1-萘基甲基氯化铵。该阳离子型表面活性剂可用于提供消毒性质。
该固体洗涤剂组合物中可用的两性离子型表面活性剂的实例包括，但不限于：甜菜碱、咪唑啉和丙酸盐。
由于该固体洗涤剂组合物要用在自动洗碟或洗碗机中，如果使用任何表面活性剂，所选表面活性剂可以是在该洗碟或洗碗机内使用时提供可接受的发泡水平的那些。用在自动洗碟或洗碗机中的固体洗涤剂组合物通常被认为是低发泡组合物。提供所需水平的清洁活性的低发泡表面活性剂在洗碟机之类的环境中是有利的，在该环境中，大量发泡的存在是成问题的。除选择低发泡表面活性剂外，也可以使用消泡剂以减少泡沫生成。因此，可以使用被视为低发泡表面活性剂的表面活性剂。此外，可以与消泡剂一起使用其它表面活性剂以控制发泡水平。
一些表面活性剂也可以充当次要固化剂。例如，具有高熔点的阴离子型表面活性剂在使用温度下提供固体。被发现最有用的阴离子型表面活性剂包括，但不限于：直链烷基苯磺酸盐表面活性剂、醇硫酸盐、醇醚硫酸盐和α烯烃磺酸盐。通常，出于成本和效率原因，直链烷基苯磺酸盐是优选的。两性或两性离子型表面活性剂也可用于提供去污、乳化、润湿和调节性质。代表性的两性表面活性剂包括，但不限于：N-椰油-3-氨基丙酸和酸盐、N-牛脂-3-亚氨基二丙酸盐、N-月桂基-3-亚氨基二丙酸二钠盐、N-羧甲基-N-椰油烷基-N-二甲基氢氧化铵、N-羧甲基-N-二甲基-N-(9-十八烯基)氢氧化铵、(1-羧基十七烷基)三甲基氢氧化铵、(1-羧基十一烷基)三甲基氢氧化铵、N-椰油酰氨基乙基-N-羟乙基甘氨酸钠盐、N-羟乙基-N-硬脂酰氨基甘氨酸钠盐、N-羟乙基-N-月桂酰氨基-β-丙氨酸钠盐、N-椰油酰氨基-N-羟乙基-β-丙氨酸钠盐、混合脂环族(alcyclic)胺和它们的乙氧基化和硫酸化钠盐、2-烷基-1-羧甲基-1-羟乙基-2-咪唑鎓氢氧化物钠盐或游离酸，其中烷基可以是壬基、十一烷基和十七烷基。其它可用的两性表面活性剂包括，但不限于：1，1-双(羧甲基)-2-十一烷基-2-咪唑鎓氢氧化物二钠盐和油酸-乙二胺缩合物、丙氧基化和硫酸化钠盐，和氧化胺两性表面活性剂。
增洁剂或水质调节剂
该固体洗涤剂组合物可以包括一种或多种增洁剂，也称作螯合或多价螯合剂(例如增洁剂)，包括但不限于：缩合磷酸盐、膦酸盐、氨基羧酸或聚丙烯酸盐。通常，螯合剂是能够配位(即结合)天然水中常存在的金属离子以防止该金属离子干扰清洁组合物的其它去污成分的作用的分子。增洁剂(其也可以是螯合或多价螯合剂)的优选添加量为大约0.1重量％至大约70重量％，大约1重量％至大约60重量％，或大约1.5重量％至大约50重量％。如果该固体洗涤剂以浓缩物形式提供，该浓缩物可以包括大约1重量％至大约60重量％，大约3重量％至大约50重量％，和大约6重量％至大约45重量％的增洁剂。增洁剂的其它范围包括大约3重量％至大约20重量％，大约6重量％至大约15重量％，大约25重量％至大约50重量％，和大约35重量％至大约45重量％。
缩合磷酸盐的实例包括，但不限于：正磷酸钠和正磷酸钾、焦磷酸钠和焦磷酸钾、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。缩合磷酸盐也可以在有限程度上通过以水合水形式固定该组合物中存在的游离水来辅助该固体洗涤剂组合物的固化。
膦酸盐的实例包括，但不限于：1-羟基乙烷-1，1-二膦酸，CH2C(OH)[PO(OH)2]2；氨基三(亚甲基膦酸)，N[CH2PO(OH)2]3；氨基三(亚甲基膦酸)钠盐(ATMP)，N[CH2PO(ONa)2]3；2-羟乙基亚氨基双(亚甲基膦酸)，HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2；二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)，(HO)2POCH2N[CH2CH2N[CH2PO(OH)2]2]2；二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)钠盐(DTPMP)，C9H(28-x)N3NaxO15P5(x＝7)；己二胺(四亚甲基膦酸)钾盐，C10H(28-x)N2KxO12P4(x＝6)；双(六亚甲基)三胺(五亚甲基膦酸)，(HO2)POCH2N[(CH2)2N[CH2PO(OH)2]2]2；和磷酸H3PO3。优选的膦酸盐组合是ATMP和DTPMP。中性或碱性膦酸盐，或在添加到该混合物中之前膦酸盐与碱源的组合(以便在添加膦酸盐时几乎或完全没有由中和反应生成的热或气体)是优选的。
该固体洗涤剂组合物可以含有非磷基增洁剂。尽管各种组分可能包括痕量磷，但被认为不含磷的组合物通常不包括磷酸盐或膦酸盐增洁剂或螯合组分作为有意加入的组分。羧酸盐，如柠檬酸盐或葡萄糖酸盐是合适的。几乎或完全不含NTA的可用的氨基羧酸材料包括，但不限于：N-羟乙基氨基二乙酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、羟基乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、N-羟乙基-乙二胺三乙酸(HEDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)和具有含羧酸取代基的氨基的其它类似酸。
可以使用水质调节聚合物作为不含磷的增洁剂。示例性的水质调节聚合物包括，但不限于：聚羧酸盐。可用作增洁剂和/或水质调节聚合物的示例性聚羧酸盐包括，但不限于：具有羧酸根(-CO2 -)侧基的那些，如聚丙烯酸、马来酸、马来酸类/烯烃共聚物、磺化共聚物或三元共聚物、丙烯酸类/马来酸类共聚物、聚甲基丙烯酸、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、水解聚丙烯酰胺、水解聚甲基丙烯酰胺、水解聚酰胺-甲基丙烯酰胺共聚物、水解聚丙烯腈、水解聚甲基丙烯腈和水解丙烯腈-甲基丙烯腈共聚物。关于螯合剂/多价螯合剂的进一步论述，参见Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第三版，第5卷，第339-366页和第23卷，第319-320页，其公开内容经此引用并入本文。这些材料可以以亚化学计量水平使用以充当晶体改性剂。
硬化剂
该固体洗涤剂组合物还可以包括除增洁剂外或增洁剂形式的硬化剂。硬化剂是明显有助于该组合物的均匀固化的有机或无机化合物或化合物体系。该硬化剂优选与该组合物的清洁剂和其它活性成分相容并能够为加工过的组合物提供有效量的硬度和/或水溶性。该硬化剂还应该能够在混合和固化时与清洁剂和其它成分形成均匀基质以使清洁剂在使用过程中从该固体洗涤剂组合物中均匀溶解。
该固体洗涤剂组合物中包含的硬化剂的量随如下因素而变，包括但不限于：制备的固体洗涤剂组合物的类型、该固体洗涤剂组合物的成分、该组合物的预期用途、在使用过程中随时间经过施加到该固体组合物上的配制溶液的量、配制溶液的温度、配制溶液的硬度、该固体洗涤剂组合物的物理尺寸、其它成分的浓度、和该组合物中清洁剂的浓度。该固体洗涤剂组合物中包含的所述量的硬化剂优选有效地与清洁剂和该组合物的其它成分合并以在连续混合条件和等于或低于该硬化剂熔融温度的温度下形成均匀混合物。
该硬化剂还优选与清洁剂和其它成分形成基质，该基质在大约30℃至大约50℃，特别是大约35℃至大约45℃的环境温度下，在混合停止和从混合系统中分配该混合物后，在大约1分钟至大约3小时，特别是大约2分钟至大约2小时，特别是大约5分钟至大约1小时内硬化成固体形式。可以向该混合物施加极少量的来自外部来源的热以利于该混合物的加工。该固体洗涤剂组合物中包含的硬化剂的量优选有效地提供加工过的组合物置于水介质中时的所需硬度和所需受控溶解速率以实现在使用过程中由该固化组合物分配清洁剂的所需速率。
该硬化剂可以是有机或无机硬化剂。优选的有机硬化剂是聚乙二醇(PEG)化合物。包含聚乙二醇硬化剂的固体洗涤剂组合物的固化速率至少部分随添加到该组合物中的聚乙二醇的量和分子量而变。合适的聚乙二醇的实例包括，但不限于：通式H(OCH2CH2)nOH的固态聚乙二醇，其中n大于15，特别是大约30至大约1700。通常，该聚乙二醇是自由流动的粉末或薄片形式的固体，具有大约1,000至大约100,000的分子量，特别具有至少大约1,450至大约20,000，更特别大约1,450至大约8,000的分子量。该聚乙二醇以大约1重量％至75重量％，特别是大约3重量％至大约15重量％的浓度存在。合适的聚乙二醇化合物尤其包括，但不限于：PEG 4000、PEG 1450和PEG 8000，其中PEG 4000和PEG 8000最优选。市售固态聚乙二醇的实例包括，但不限于：可获自Union CarbideCorporation，休斯敦，TX的CARBOWAX。
优选的无机硬化剂是可水合的无机盐，包括，但不限于：硫酸盐和碳酸氢盐。该无机硬化剂以最多大约50重量％，特别是大约5重量％至大约25重量％，更特别大约5重量％至大约15重量％的浓度存在。
也可以使用脲粒子作为该固体洗涤剂组合物中的硬化剂。该组合物的固化速率至少部分随如下因素而变，包括，但不限于：添加到该组合物中的脲的量、粒度和形状。例如，可以将微粒形式的脲与清洁剂和其它成分，优选次要但有效量的水合并。脲的量和粒度能有效地在不施加来自外部来源的热以将该脲和其它成分熔化至熔融态的情况下与清洁剂和其它成分合并形成均匀混合物。固体洗涤剂组合物中包含的脲的量有效地提供该组合物置于水介质中时的所需硬度和所需溶解速率以实现在使用过程中由该固化组合物分配清洁剂的所需速率。在一些实施方案中，该组合物包括大约5重量％至大约90重量％脲，特别是大约8重量％至大约40重量％脲，更特别大约10重量％至大约30重量％脲。
脲可以是粒状珠或粉末形式。粒状脲通常可作为大约8-15 U.S.筛粒度的混合物获自商业来源，例如获自Arcadian SohioCompany，Nitrogen Chemicals Division。优选研磨粒状形式的脲以将粒度降到大约50U.S.筛至大约125U.S.筛，特别是大约75-100U.S.筛，优选使用湿磨机，如单螺杆或双螺杆挤出机、Teledyne混合机、Ross乳化器等。
漂白剂
适用在该固体洗涤剂组合物中以将基底增白或变白的漂白剂包括能在清洗过程中常遇到的条件下释放活性卤素类物质的漂白化合物，如Cl2、Br2、-OCl-和/或-OBr-。适用在该固体洗涤剂组合物中的漂白剂包括，但不限于：含氯的化合物，如氯、次氯酸盐或氯胺。示例性的释放卤素的化合物包括，但不限于：碱金属二氯异氰脲酸盐、氯化磷酸三钠、碱金属次氯酸盐、单氯胺和二氯胺。也可以使用包囊的氯源以增强氯源在该组合物中的稳定性(参见例如，美国专利Nos.4,618,914和4,830,773，其公开内容经此引用并入本文)。漂白剂也可以是过氧或活性氧源，如过氧化氢、过硼酸盐、过氧水合碳酸钠、过单硫酸钾以及一水合和四水合过硼酸钠，含和不含活化剂如四乙酰基乙二胺。当该浓缩物包括漂白剂时，其可以以大约0.1重量％至大约60重量％，大约1重量％至大约20重量％，大约3重量％至大约8重量％，和大约3重量％至大约6重量％的量包含。
填料
该固体洗涤剂组合物可以包括有效量的去污填料，其本身不充当清洁剂，但与清洁剂协作以增强该组合物的总体清洁能力。适用在本清洁组合物中的去污填料的实例包括，但不限于：硫酸钠、氯化钠、淀粉和糖。当该浓缩物包括去污填料时，其可以以最多大约50重量％，大约1重量％至大约30重量％，或大约1.5重量％至大约25重量％的量包含。
消泡剂
在洗碗组合物中也可以包括用于降低泡沫稳定性的消泡剂。消泡剂的实例包括，但不限于：环氧乙烷/丙烯嵌段共聚物，如可以以PluronicN-3为名获得的那些；有机硅化合物，如分散在聚二甲基硅氧烷中的二氧化硅、聚二甲基硅氧烷，和官能化聚二甲基硅氧烷，如可以以AbilB9952为名获得的那些；脂肪酰胺、烃蜡、脂肪酸、脂肪酯、脂肪醇、脂肪酸皂、乙氧基化物、矿物油、聚乙二醇酯和烷基磷酸酯，如磷酸单硬脂酯。消泡剂的论述可见于例如授予Martin等人的美国专利No.3,048,548、授予Brunelle等人的美国专利No.3,334,147和授予Rue等人的美国专利No.3,442,242，它们的公开内容经此引用并入本文。当该浓缩物包括消泡剂时，该消泡剂可以以大约0.0001重量％至大约10重量％，大约0.001重量％至大约5重量％，或大约0.01重量％至大约1.0重量％的量提供。
防再沉积剂
该固体洗涤剂组合物可以包括用于促进污垢在洗涤液中的持续悬浮和防止清除的污垢再沉积到被清洗的基底上的防再沉积剂。合适的防再沉积剂的实例包括，但不限于：聚丙烯酸酯、苯乙烯马来酸酐共聚物、纤维素衍生物，如羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。当该浓缩物包括防再沉积剂时，该防再沉积剂可以以大约0.5重量％至大约10重量％，和大约1重量％至大约5重量％的量包含。
稳定剂
该固体洗涤剂组合物还可以包括稳定剂。合适的稳定剂的实例包括，但不限于：硼酸盐、钙/镁离子、丙二醇及其混合物。该浓缩物不需要包括稳定剂，但当该浓缩物包括稳定剂时，其可以以提供该浓缩物的所需稳定性水平的量包含。稳定剂的示例性范围包括最多大约20重量％，大约0.5重量％至大约15重量％，和大约2重量％至大约10重量％。
分散剂
该固体洗涤剂组合物还可以包括分散剂。该固体洗涤剂组合物中可用的合适的分散剂的实例包括，但不限于：马来酸/烯烃共聚物、聚丙烯酸及其混合物。该浓缩物不需要包括分散剂，但当包含分散剂时，其可以以提供所需分散剂性质的量包含。分散剂在该浓缩物中的示例性范围为最多大约20重量％，大约0.5重量％至大约15重量％，和大约2重量％至大约9重量％。
酶
该固体洗涤剂组合物中可包含的酶包括有助于除去淀粉和/或蛋白质污垢的那些酶。酶的示例性类型包括，但不限于：蛋白酶、α-淀粉酶及其混合物。可用的示例性蛋白酶包括，但不限于：衍生自藓样芽孢杆菌、Bacillus lenus、嗜碱芽胞杆菌和Bacillus amyloliquefacins的那些。示例性的α-淀粉酶包括枯草杆菌、Bacillusamyloliquefaceins和藓样芽孢杆菌。该浓缩物不需要包括酶，但当该浓缩物包括酶时，其可以以在该固体洗涤剂组合物作为使用组合物提供时提供所需酶活性的量包含。酶在该浓缩物中的示例性范围包括最多大约15重量％，大约0.5重量％至大约10重量％，和大约1重量％至大约5重量％。
玻璃和金属腐蚀抑制剂
该固体洗涤剂组合物可以包括最多大约50重量％，大约1重量％至大约40重量％，或大约3重量％至大约30重量％的量的金属腐蚀抑制剂。该腐蚀抑制剂在该固体洗涤剂组合物中的含量应足以提供表现出比除不存在该腐蚀抑制剂外在其它方面都相同的使用溶液对玻璃的腐蚀和/或侵蚀速率低的玻璃腐蚀和/或侵蚀速率的使用溶液。该使用溶液预计包括至少大约百万分之6份(ppm)腐蚀抑制剂以提供所需腐蚀抑制性质。预计可以在无有害影响的情况下在该使用溶液中使用更大量的腐蚀抑制剂。预计在某一点，随腐蚀抑制剂浓度提高而提高的耐腐蚀和/或侵蚀性的添加作用消失，追加的腐蚀抑制剂仅提高该固体洗涤剂组合物的使用成本。该使用溶液可以包括大约6ppm至大约300ppm的腐蚀抑制剂，和大约20ppm至大约200ppm的腐蚀抑制剂。合适的腐蚀抑制剂的实例包括，但不限于：铝离子源和锌离子源的组合，以及碱金属硅酸盐或其水合物。
该腐蚀抑制剂可以是指铝离子源和锌离子源的组合。在该固体洗涤剂组合物以使用溶液形式提供时，该铝离子源和锌离子源分别提供铝离子和锌离子。基于铝离子源和锌离子源的总量计算该腐蚀抑制剂的量。在使用溶液中提供铝离子的任何材料都可以被称作铝离子源，在使用溶液中提供提供锌离子的任何材料都可以被称作锌离子源。铝离子源和/或锌离子源不一定反应形成铝离子和/或锌离子。铝离子可以被视为铝离子源，锌离子可以被视为锌离子源。铝离子源和锌离子源可以以有机盐、无机盐及其混合物形式提供。示例性的铝离子源包括，但不限于：铝盐如铝酸钠、溴化铝、氯酸铝、氯化铝、碘化铝、硝酸铝、硫酸铝、乙酸铝、甲酸铝、酒石酸铝、乳酸铝、油酸铝、溴酸铝、硼酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝锌和磷酸铝。示例性的锌离子源包括，但不限于：锌盐如氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、碘化锌、硫氰酸锌、氟硅酸锌、重铬酸锌、氯酸锌、锌酸钠、葡萄糖酸锌、乙酸锌、苯甲酸锌、柠檬酸锌、乳酸锌、甲酸锌、溴酸锌、溴化锌、氟化锌、氟硅酸锌和水杨酸锌。
申请人发现，通过控制该使用溶液中铝离子与锌离子的比率，与单独使用任一组分相比，可以提供玻璃器皿和陶瓷的降低的腐蚀和/或侵蚀。也就是说，铝离子和锌离子的组合可以提供降低腐蚀和/或侵蚀的协同效应。可以控制铝离子源与锌离子源的比率以提供协同效应。通常，该使用溶液中铝离子与锌离子的重量比可以为至少大约6∶1，可以小于大约1∶20，并且可以为大约2∶1至大约1∶15。
在本发明的组合物和方法中可以使用有效量的碱金属硅酸盐或其水合物以形成具有金属保护能力的稳定的固体洗涤剂组合物。本发明的组合物中所用的硅酸盐是固体洗涤制剂中传统使用的那些。例如，典型的碱金属硅酸盐是那些粉状、微粒状或颗粒状硅酸盐，它们是无水的或优选含有水合水(大约5重量％至大约25重量％，特别是大约15重量％至大约20重量％水合水)。这些硅酸盐优选是硅酸钠并分别具有大约1∶1至大约1∶5的Na2O∶SiO2比率，并通常含有大约5重量％至大约25重量％的量的可用水。通常，该硅酸盐具有大约1∶1至大约1∶3.75，特别是大约1∶1.5至大约1∶3.75，最特别是大约1∶1.5至大约1∶2.5的Na2O∶SiO2比率。具有大约1∶2的Na2O∶SiO2比率和大约16重量％至大约22重量％水合水的硅酸盐最优选。例如，这类硅酸盐可以以粉末形式，如GDSilicate和以颗粒形式，如Britesil H-20获得，可获自PQ Corporation，Valley Forge，PA。可以用单一硅酸盐组合物或在组合时产生优选比率的硅酸盐组合获得这些比率。在优选比率，大约1∶1.5至大约1∶2.5的Na2O∶SiO2比率下的水合硅酸盐被发现提供最佳金属保护并迅速形成固体洗涤剂。水合硅酸盐是优选的。
在该固体洗涤剂组合物中可包括硅酸盐以提供金属保护，但另外已知提供碱性和另外充当防再沉积剂。示例性的硅酸盐包括，但不限于：硅酸钠和硅酸钾。可以提供无硅酸盐的固体洗涤剂组合物，但当包含硅酸盐时，它们可以以提供所需金属保护的量包含。该浓缩物可以包括至少大约1重量％，至少大约5重量％，至少大约10重量％，和至少大约15重量％的量的硅酸盐。此外，为了为该浓缩物中的其它组分提供足够的空间，该硅酸盐组分可以以少于大约35重量％，少于大约25重量％，少于大约20重量％，和少于大约15重量％的量提供。
香料和染料
该组合物中还可以包括各种染料、添味剂，包括香精，和其它美观增强剂。可以为改变该组合物的外观而包含的合适的染料包括，但不限于：可获自Mac Dye-Chem Industries，Ahmedabad，印度的直接蓝86；可获自Mobay Chemical Corporation，Pittsburgh，PA的FastusolBlue；可获自American Cyanamid Company，Wayne，NJ的酸性橙7；可获自Sandoz，Princeton，NJ的碱性紫10和Sandolan蓝/酸性蓝182；可获自Chemos GmbH，Regenstauf，德国的酸性黄23；可获自SigmaChemical，St.Louis，MO的酸性黄17；可获自Keyston Analine andChemical，Chicago，IL的暗绿和间胺黄；可获自Emerald Hilton Davis，LLC，Cincinnati，OH的酸性蓝9；可获自Capitol Color and ChemicalCompany，Newark，NJ的Hisol Fast Red和荧光素；和酸性绿25，CibaSpecialty Chemicals Corporation，Greenboro，NC。
该组合物中可包含的香料或香精包括，但不限于：萜类化合物如香茅醇，醛如戊基肉桂醛，茉莉如C1S-茉莉或乙酸苄酯，和香草醛。
增稠剂
该固体洗涤剂组合物可以包括流变改性剂或增稠剂。流变改性剂可提供下列功能：提高该组合物的粘度；在通过喷嘴分配时提高液态使用溶液的粒度；提供可垂直附着到表面上的使用溶液；提供使用溶液内的粒子悬浮；或降低该使用溶液的蒸发速率。
该流变改性剂可以提供假塑性的使用组合物，换言之，该使用组合物或材料在未受干扰时(在剪切模式中)保持高粘度。但是，在剪切时，该材料的粘度显著但可逆降低。在移除剪切作用后，粘度恢复。这些性质允许该材料通过喷雾头施加。当通过喷嘴喷出时，该材料在压力影响下沿进料管向上吸入喷雾头时受到剪切，和在泵作用喷雾器中在泵作用下受到剪切。在任一情况下，粘度可降至可使用用于将该材料施加到受污表面上的喷雾设备施加实质量的该材料的程度。但是，一旦该材料位于受污表面上，该材料就可恢复高粘度以确保该材料在污垢上留在原地。优选将该材料施加到表面上以产生材料的实质涂层，其以足以将硬化或烤干的污垢提起和除去的浓度提供清洁组分。在与垂直或倾斜表面上的污垢接触的同时，与该清洁剂的其它组分联用的增稠剂使该材料在重力作用下的滴落、流挂、坍塌或其它运动最小化。应该配制该材料以使该材料的粘度足以维持实质量的材料薄膜与污垢之间的接触至少1分钟，特别是5分钟或更久。
合适的增稠剂或流变改性剂的实例是聚合物增稠剂，包括，但不限于：聚合物或来自植物或动物来源的天然聚合物或胶质。这类材料可以是多糖，如具有显著增稠能力的大多糖分子。增稠剂或流变改性剂也包括粘土。
基本可溶的聚合物增稠剂可用于为该使用组合物提供提高的粘度或提高的电导率。用于本发明的水性组合物的聚合物增稠剂的实例包括，但不限于：羧化乙烯基聚合物，如聚丙烯酸及其钠盐、乙氧基化纤维素、聚丙烯酰胺增稠剂、交联黄原胶组合物、藻酸钠和褐藻胶产品、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素和具有一定比例的水溶性的其它类似的水性增稠剂。合适的市售增稠剂的实例包括，但不限于：可获自Rohm & HaasCompany，费城，PA的Acusol；和可获自B.F.Goodrich，Charlotte，NC的Carbopol。
合适的聚合物增稠剂的实例包括，但不限于：多糖。合适的市售多糖的实例包括，但不限于，可获自Kelco Division of Merck，San Diego，CA的Diutan。用在该固体洗涤剂组合物中的增稠剂进一步包括聚乙烯醇增稠剂，如充分水解的(多于98.5摩尔乙酸根被-OH官能替代)。
特别合适的多糖的实例包括，但不限于，黄原胶。由于它们的高水溶性和高增稠力，这类黄原胶聚合物是优选的。黄原胶是野油菜单黄胞菌的细胞外多糖。黄原胶可通过基于玉米糖或其它玉米甜味剂副产物的发酵制造。黄原胶包含与纤维素中发现的类似的聚β-(1-4)-D-吡喃葡萄糖基主链。黄原胶及其衍生物的水分散体表现出新颖和显著的流变性。低浓度的该胶质具有相对较高的粘度，这允许其经济地使用。黄原胶溶液表现出高的假塑性，即在宽的浓度范围内，发生迅速剪切稀化，这通常被理解为瞬间可逆。未剪切的材料具有看似在宽范围内独立于pH值和独立于温度的粘度。优选的黄原胶材料包括交联黄原胶材料。黄原胶聚合物可以用多种已知的可与大多糖分子的羟基官能团反应的共价反应交联剂交联，也可以使用二价、三价或多价金属离子交联。这类交联黄原胶公开在经此引用并入本文的美国专利No.4,782,901中。适用于黄原胶材料的交联剂包括，但不限于：金属阳离子，如A1+3、Fe+3、Sb+3、Zr+4和其它过渡金属。合适的市售黄原胶的实例包括，但不限于：可获自Kelco Division of Merck，San Diego，CA的
Figure GPA00001159346600191
Figure GPA00001159346600192
AR、
Figure GPA00001159346600193
D35、
Figure GPA00001159346600194
S、
Figure GPA00001159346600195
XZ。也可以使用已知有机交联剂。优选的交联黄原胶是
Figure GPA00001159346600196
AR，其提供在喷雾时可产生大粒度薄雾或气溶胶的假塑性使用溶液。
使用方法
通常，可以通过合并氨基羧酸盐、碳酸钠、水和任何附加功能组分并使这些组分相互作用和固化来制造使用本发明的固化基质的固体洗涤剂组合物。例如，在第一实施方案中，该固体洗涤剂组合物可以包括氨基羧酸盐、水、增洁剂、碳酸钠和表面活性剂。在一个示例性实施方案中，该固体洗涤剂组合物包括大约1重量％至大约20重量％活性氨基羧酸盐，特别是大约2重量％至大约18重量％活性氨基羧酸盐，更特别大约3重量％至大约16重量％活性氨基羧酸盐。在另一示例性实施方案中，该固体洗涤剂组合物包括大约2重量％至大约50重量％水，特别是大约2重量％至大约40重量％水，更特别大约2重量％至大约35重量％水。在另一示例性实施方案中，该固体洗涤剂组合物包括少于大约40重量％增洁剂，特别是少于大约30重量％增洁剂，更特别是少于大约25重量％增洁剂。在另一示例性实施方案中，该固体洗涤剂组合物包括大约20重量％至大约70重量％碳酸钠，特别是大约25重量％至大约65重量％，更特别是大约45重量％至大约65重量％碳酸钠。在另一示例性实施方案中，该固体洗涤剂组合物包括大约0.5重量％至大约10重量％表面活性剂，特别是大约0.75重量％至大约8重量％表面活性剂，更特别是大约1重量％至大约5重量％表面活性剂。
在一些实施方案中，控制组合物内水和氨基羧酸盐的相对量。该固化基质和附加功能组分由于碳酸钠与水的化学反应而硬化成固体形式。随着固化基质固化，粘合剂组合物可形成以粘合并固化这些组分。至少一部分成分结合以形成粘合剂，而其余组成构成该固体组合物的其余部分。该固化过程可持续几分钟至大约6小时，这取决于如下因素，包括，但不限于：成形或浇注的组合物的尺寸、该组合物的成分和该组合物的温度。
使用分批或连续混合系统制造使用该固化基质形成的固体洗涤剂组合物。在一个示例性实施方案中，使用单螺杆或双螺杆挤出机在高剪切下合并和混合一种或多种清洁剂以形成均匀混合物。在一些实施方案中，加工温度等于或低于组分的熔融温度。可以通过成形、浇注或其它合适的方式从该混合器中分配加工过的混合物，此后该洗涤剂组合物硬化成固体形式。该基质的结构可以根据本领域已知的方法根据其硬度、熔点、材料分布、晶体结构和其它类似性质表征。通常，根据本发明的方法加工的固体洗涤剂组合物在其整个主体中的成分分布方面基本均匀，且尺寸稳定。
具体而言，在成形法中，将液体和固体组分引入最终混合系统并连续混合直至这些组分形成基本均匀的半固体混合物，其中这些组分遍布该混合物主体。在一个示例性实施方案中，组分在混合系统中混合至少大约5秒。该混合物随后从该混合系统排出到模头或其它成型装置中，或经由模头或其它成型装置排出。随后包装该产品。在一个示例性实施方案中，成形的组合物在大约1分钟至大约3小时内开始硬化成固体形式。特别地，成形的组合物在大约1分钟至大约2小时内开始硬化成固体形式。更特别地，成形的组合物在大约1分钟至大约20分钟内开始硬化成固体形式。
具体而言，在浇注法中，将液体和固体组分引入最终混合系统并连续混合直至这些组分形成基本均匀的液体混合物，其中这些组分遍布该混合物主体。在一个示例性实施方案中，组分在混合系统中混合至少大约60秒。一旦混合完成，将产物转移到包装容器中，在此发生固化。在一个示例性实施方案中，该浇注组合物在大约1分钟至大约3小时内开始硬化成固体形式。特别地，该浇注组合物在大约1分钟至大约2小时内开始硬化成固体形式。更特别地，该浇注组合物在大约1分钟至大约20分钟内开始硬化成固体形式。
术语“固体形式”是指硬化的组合物在中等应力或压力或仅重力下不流动并基本保持其形状。该固体浇注组合物的硬度可以为相对致密和坚硬的熔结固体产品，例如像混凝土那样，到硬化糊特有的稠度。此外，术语“固体”是指该洗涤剂组合物在该固体洗涤剂组合物的预期储存和使用条件下的状态。通常，该洗涤剂组合物预计在暴露在高达大约100°F，特别是高于大约120°F的温度下时保持固体形式。
所得固体洗涤剂组合物可呈现如下形式，包括，但不限于：浇注固体产品；挤出、模制或成形固体丸粒、块、片、粉末、颗粒、薄片；或此后可以将成形固体研磨或制成粉末、颗粒或薄片。在一个示例性实施方案中，由该固化基质形成的挤出丸粒材料具有大约50克至大约250克的重量，由该固化基质形成的挤出固体具有大约100克或更大的重量，由该固化基质形成的固体块洗涤剂具有大约1至大约10千克的质量。该固体组合物提供稳定化的功能材料源。在一些实施方案中，可以将该固体组合物溶解在例如水性介质或其它介质中，以制造浓缩溶液和/或使用溶液。可以将该溶液送往储器以便稍后使用和/或稀释，或可以直接施用于使用点。
在某些实施方案中，该固体洗涤剂组合物以单位剂型形式提供。单位剂型是指单位尺寸的固体洗涤剂组合物以便在单个洗涤周期中使用所述整个单位。当该固体洗涤剂组合物以单位剂型形式提供时，其通常以量为大约1克至大约50克的浇注固体、挤出丸粒或片形式提供。
在另一些实施方案中，该固体洗涤剂组合物以多用途固体，如块或许多丸粒形式提供，并可以反复使用以产生用于多个洗涤周期的水性洗涤剂组合物。在某些实施方案中，该固体洗涤剂组合物以质量为大约5克至大约10千克的浇注固体、挤出块或片形式提供。在某些实施方案中，多用途形式的固体洗涤剂组合物具有大约1千克至大约10千克的质量。在进一步实施方案中，多用途形式的固体洗涤剂组合物具有大约5千克至大约8千克的质量。在另一些实施方案中，多用途形式的固体洗涤剂组合物具有大约5克至大约1千克，或大约5克至大约500克的质量。
尽管该洗涤剂组合物被论述为成形成固体产品，但该洗涤剂组合物也可以采用糊形式提供。当该浓缩物以糊形式提供时，向该洗涤剂组合物中加入足够的水以防止该洗涤剂组合物的完全固化。此外，可以将分散剂和其它组分掺入该洗涤剂组合物以保持所需组分分布。
实施例
在仅用于举例说明的下列实施例中更特别描述本发明，因为本领域技术人员会想到在本发明范围内的许多修改和变动。除非另行指明，下列实施例中报道的所有份数、百分比和比率按重量计，且实施例中使用的所有试剂获自或可获自下述商业供应商，或可以通过传统技术合成。
所用材料
Versene HEIDA，52％：可获自Dow Chemical，Midland，MI的Na2EDG，乙醇二甘氨酸二钠。
Trilon M，40％：可获自BASF Corporation，Charlotte，NC的三钠甲基甘氨酸二乙酸三钠盐溶液。
IDS：可获自Lanxess，Leverkusen，德国的亚氨基二琥珀酸钠盐溶液。
Dissolvine GL-38，38％：可获自Akzo Nobel，Tarrytown，NJ的GLDA-Na4，N，N-双(羧甲基)-L-谷氨酸四钠。
Octaquest，37％：EDDS，[S-S]-乙二胺二琥珀酸；和3-羟基-2，2’-亚氨基二琥珀酸四钠，可获自Innospec Performance Chemicals(OctelPerformance Chemicals)，Edison，NJ。
HIDS，50％：可获自Nippon Shokubai，大阪，日本的3-羟基-2，2’-亚氨基二琥珀酸四钠。
成形产品的尺寸稳定性试验
将大约50克批量的使用氨基羧酸盐作为固化基质的一部分的产品先在模头中以大约1000磅/平方英寸(psi)压制大约20秒以形成片材。测量和记录该片材的直径和高度。片材在室温下放置一天，随后放在大约120°F的烘箱中。在从烘箱中取出片材后，测量和记录片材的直径和高度。如果溶胀或增长小于大约2％，该片材被视为表现出尺寸稳定性。
实施例1、2、3、4、5和6和对比例A
实施例1、2、3、4、5和6是使用氨基羧酸盐作为固化基质的一部分的本发明的组合物。特别地，实施例1的组合物使用HEIDA，实施例2的组合物使用Trilon M，实施例3的组合物使用IDS，实施例4的组合物使用Dissolvine GLDA，实施例5的组合物使用Octaquest EDDS，且实施例6的组合物使用HIDS作为固化基质的一部分。此外，实施例1、2、3、4、5和6的组合物还包括表1中提供的组分浓度(按重量％计)的碳酸钠(苏打灰或重灰)、碳酸氢钠、偏硅酸钠、增洁剂、聚丙烯酸盐、表面活性剂、消泡剂和水。将碳酸钠、碳酸氢钠、偏硅酸钠、增洁剂、聚丙烯酸盐、表面活性剂和消泡剂预混以形成粉末预混物，并将氨基羧酸盐和水预混以形成液体预混物。水以游离水合水形式提供或包含在水合氨基羧酸盐中。随后将该粉末预混物和液体预混物混合在一起以形成该组合物。将大约50克的该组合物在大约1000Psi下压成片材大约20秒。
如实施例1、2、3、4、5和6中那样制备对比例A的组合物，只是对比例A的组合物不包括氨基羧酸盐。
表1提供实施例1、2、3、4、5和6以及对比例A的组合物的组分浓度。
表1
  组分   Ex.1   Ex.2   Ex.3   Ex.4   Ex.5   Ex.6   Comp.Ex.A
  碳酸钠，重量％   53.55   55.05   56.64   58.55   52.55   52.58   57.21
  碳酸氢钠，重量％   2.88   2.88   2.88   2.88   2.88   2.88   2.88
  偏硅酸钠，重量％   3   3   3   3   3   3   3
  增洁剂，重量％   20   20   20   20   20   20   20
  聚丙烯酸盐，重量％   0.98   0.98   0.98   0.98   0.98   0.98   0.98
  非离子型表面活性剂，重量％   3.53   2.048   2.048   3.53   3.53   3.53   3.53
  消泡剂，重量％   1.06   0.952   0.952   1.06   1.06   1.06   1.06
  水，重量％   0   9.5   8.5   0   0   0   11.34
  HEIDA(52％)，重量％   15   0   0   0   0   0   0
  Trilon M(40％)，重量％   0   5.59   0   0   0   0   0
  IDS(100％)，重量％   0   0   5   0   0   0   0
  Dis solvine GLDA(38％)，重量％   0   0   0   10   0   0   0
  Octaquest EDDS(37％)，重量％   0   0   0   0   16   0   0
  HIDS(50％)，重量％   0   0   0   0   0   15.97   0
随后对实施例1、2、3、4、5和6以及对比例A的组合物施以如上论述的成形产品尺寸稳定性试验，以观察该组合物在加热后的尺寸稳定性。结果显示在下表2中。
表2
Figure GPA00001159346600241
Figure GPA00001159346600251
如表2中所示，实施例1、2、3、4、5和6的组合物的成形产品表现出明显比对比例A的组合物的成形产品小的溶胀。特别地，实施例1的组合物的产品只有0.7％直径增长和1.4％高度增长，实施例2的组合物的产品具有0.7％直径增长和1.2％高度增长，实施例3的组合物的产品没有直径增长且只有0.1％高度增长，实施例4的组合物的产品只有0.1％直径增长和0.7％高度增长，实施例5的组合物的产品只有0.6％直径增长和-0.8％高度增长，实施例6的组合物的产品只有0.3％直径增长和1.3％高度增长。作为比较，对比例A的组合物的产品具有2.7％直径增长和8.2％高度增长。
实施例1、2、3、4、5和6与对比例A的组合物中的唯一差别是存在氨基羧酸盐。因此据信，该氨基羧酸盐有助于实施例1-6的组合物的产品的尺寸稳定性。由于对比例A的组合物不含氨基羧酸盐，该组合物不含控制固体产品内的水运动的机制。对比例A的组合物不适合加工，并且没有通过尺寸稳定性试验。
浇注产品的尺寸稳定性试验
将大约4000克批量的使用氨基羧酸盐作为固化基质的一部分的产品先倒入胶囊中。测量和记录该胶囊的直径。该胶囊在室温下放置一天，在大约104°F的烘箱中静置2天，随后恢复至室温。在该胶囊恢复至室温后，测量和记录胶囊的直径。如果溶胀或增长小于大约2％，该胶囊被视为表现出尺寸稳定性。
实施例7、8、9、10、11和12和对比例B
实施例7、8、9、10、11和12是使用氨基羧酸盐作为固化基质的一部分的本发明的组合物。特别地，实施例7的组合物使用HEIDA，实施例8的组合物使用Trilon M，实施例9的组合物使用IDS，实施例10的组合物使用Dissolvine GLDA，实施例11的组合物使用OctaquestEDDS，且实施例12的组合物使用HIDS作为固化基质的一部分。实施例7、8、9、10、11和12的组合物各自还包括表3中提供的组分浓度(按重量％计)的软化水、增洁剂、水质调节剂、氢氧化钠、碳酸钠(重灰)、阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。将液体(软化水、增洁剂、水质调节剂、氨基羧酸盐和氢氧化钠)预混形成液体预混物，并将粉末(碳酸钠、阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂)预混形成粉末预混物。随后将该液体预混物和粉末预混物混合以形成该组合物，随后将其倒入胶囊。
如实施例7、8、9、10、11和12中那样制备对比例B的组合物，只是对比例B的组合物不含氨基羧酸盐，而是含有相同量的可用水。
表3提供实施例6-12和对比例B的组合物的组分浓度。
表3
  组分   Ex.7   Ex.8   Ex.9   Ex.10   Ex.11   Ex.12   Comp.Ex.B
  软化水，重量％   23   25.49   26.54   20.49   20.49   20.49   24
  增洁剂，重量％   4   4   0   0   4   0   4
  水质调节剂重量％   3   3   3   3   3   3   3
  HEIDA(52％)，重量％   10   0   0   0   0   0   0
  Trilon M(40％)，重量％   0   10   0   0   0   0   0
  IDS，重量％   0   0   3.8   0   0   0   0
  DissolvineGLDA(38％)，重量％   0   0   0   10   0   0   0
  OctaquestEDDS(37％)，重量％   0   0   0   0   10   0   0
  HIDS(50％)，重量％   0   0   0   0   0   10   0
  聚丙烯酸，重量％   0.75   0.75   0.75   0.75   0.75   0.75   0.75
  NaOH，50％，重量％   0.33   0.33   0.33   0.33   0.33   0.33   0.33
  碳酸钠，重量％   53.92   51.43   60.58   60.43   56.43   60.43   62.89
  阴离子型表面活性剂，重量％  1   1   1   1   1   1   1
  非离子型表面活性剂，重量％  4   4   4   4   4   4   4
在形成实施例7、8、9、10、11和12以及对比例B的组合物后，对它们施以如上论述的浇注产品尺寸稳定性试验，以观察该组合物在加热后的尺寸稳定性。结果显示在下表4中。
表4
  初始   加热后   增长％
  实施例7   直径，mm   161   162   0.6
  实施例8   直径，mm   161   163   1.2
  实施例9   直径，mm   160   162   1.3
  实施例10   直径，mm   159   161   1.3
  实施例11   直径，mm   162   161   -0.6
  实施例12   直径，mm   160   162   1.3
  对比例B   直径，mm   162   170   4.9
如表4中所示，实施例7、8、9、10、11和12的组合物的浇注产品表现出明显比对比例B的组合物的浇注产品小的溶胀。特别地，实施例7的组合物的产品只发生0.6％直径增长，实施例8的产品只发生1.2％直径增长，实施例9的组合物的产品只发生1.3％直径增长，实施例10的组合物的产品只发生1.3％直径增长，实施例11的组合物的产品只发生-0.6％直径增长，且实施例12的组合物的产品只发生1.3％直径增长。作为比较，对比例B的组合物的产品具有4.9％直径增长。
实施例7、8、9、10、11和12与对比例B的组合物中的唯一差别是存在氨基羧酸盐。因此据信，该氨基羧酸盐有助于实施例7、8、9、10、11和12的组合物的产品的尺寸稳定性。相反，由于对比例B的组合物不含氨基羧酸盐，该组合物不含控制固体产品内的水运动的机制。对比例B的组合物没有通过尺寸稳定性试验并且不适合加工。
尽管已经参照优选实施方案描述了本发明，但本领域技术人员会认识到，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下改变形式和细节。

Claims (25)

1.固化基质，其包含：
(a)可生物降解的氨基羧酸盐；
(b)碳酸钠；和
(c)水；
(d)其中该固化基质是水合固体。
2.权利要求1的固化基质，其中可生物降解的氨基羧酸盐构成该固化基质的大约1重量％至大约20重量％。
3.权利要求1的固化基质，其中碳酸钠构成该固化基质的大约20重量％至大约70重量％。
4.权利要求1的固化基质，其中水构成该固化基质的大约2重量％至大约50重量％。
5.权利要求1的固化基质，其中该可生物降解的氨基羧酸盐选自：乙醇二甘氨酸二钠、三钠甲基甘氨酸二乙酸三钠盐溶液、亚氨基二琥珀酸钠盐溶液、L-谷氨酸、二乙酸四钠盐、乙二胺二琥珀酸三钠和3-羟基-2，2’-亚氨基二琥珀酸四钠。
6.权利要求1的固化基质，其中该水合固体具有小于大约3％的增长指数。
7.固体洗涤剂组合物，其包含：
(a)该固体洗涤剂组合物的大约1重量％至大约20重量％的可生物降解的氨基羧酸盐；
(b)该固体洗涤剂组合物的大约2重量％至大约50重量％的水；
(c)该固体洗涤剂组合物的少于大约40重量％的增洁剂；
(d)该固体洗涤剂组合物的大约20重量％至大约70重量％的碳酸钠；和
(e)该固体洗涤剂组合物的大约0.5重量％至大约10重量％的表面活性剂。
8.权利要求7的固体洗涤剂组合物，其中可生物降解的氨基羧酸盐构成该固体洗涤剂组合物的大约2重量％至大约18重量％。
9.权利要求7的固体洗涤剂组合物，其中水构成该固体洗涤剂组合物的大约2重量％至大约40重量％。
10.权利要求7的固体洗涤剂组合物，其中增洁剂构成该固体洗涤剂组合物的少于大约30重量％。
11.权利要求7的固体洗涤剂组合物，其中碳酸钠构成该固体洗涤剂组合物的大约25重量％至大约65重量％。
12.权利要求7的固体洗涤剂组合物，其中表面活性剂构成该固体洗涤剂组合物的大约0.75重量％至大约8重量％。
13.权利要求7的固体洗涤剂组合物，其中该固体洗涤剂组合物具有小于大约3％的增长指数。
14.组合物，其包含：
(a)包含碳酸钠、水和可生物降解的氨基羧酸盐的固化基质，其中该可生物降解的氨基羧酸盐选自：乙醇二甘氨酸二钠、三钠甲基甘氨酸二乙酸三钠盐溶液、亚氨基二琥珀酸钠盐溶液、L-谷氨酸、二乙酸四钠盐、乙二胺二琥珀酸三钠和3-羟基-2，2’-亚氨基二琥珀酸四钠；和
(b)至少一种功能成分；
(c)其中该组合物具有小于大约3％的增长指数。
15.权利要求14的组合物，其中该功能成分选自：螯合剂、多价螯合剂、无机洗涤剂、有机洗涤剂、碱性源、表面活性剂、漂洗助剂、漂白剂、消毒剂、活化剂、洗涤增洁剂、填料、消泡剂、防再沉积剂、荧光增白剂、染料、添味剂、酶、腐蚀抑制剂、分散剂和溶解度改性剂。
16.权利要求14的组合物，其中该可生物降解的氨基羧酸盐构成该固化基质的大约1重量％至大约20重量％。
17.权利要求14的组合物，其中碳酸钠构成该固化基质的大约20重量％至大约70重量％。
18.权利要求14的组合物，其中该组合物具有小于大约2％的增长指数。
19.使组合物固化的方法，该方法包括：
(a)混合包含碳酸钠、水和可生物降解的氨基羧酸盐的固化基质，其中该可生物降解的氨基羧酸盐构成该固化基质的大约1重量％至大约20重量％；和
(b)将该固化基质添加到该组合物中以形成固化的材料。
20.权利要求19的方法，进一步包括将该材料成形成块。
21.权利要求19的方法，进一步包括将该材料浇注到包装容器中。
22.权利要求19的方法，进一步包括将该材料形成糊。
23.使组合物固化的方法，该方法包括：
(a)混合包含碳酸钠、水和可生物降解的氨基羧酸盐的固化基质；和
(b)将该固化基质添加到该组合物中以形成固化的材料；
(c)其中该组合物在大约1分钟至大约3小时内固化。
24.权利要求23的方法，其中该组合物在大约1分钟至大约2小时内固化。
25.权利要求24的方法，其中该组合物在大约1分钟至大约20分钟内固化。
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