CN103502416A - 采用羧甲基碳水化合物聚合物粘合剂的凝固基质 - Google Patents
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Abstract
清洁组合物包含羧甲基碳水化合物聚合物、碳酸钠、和水水。该羧甲基碳水化合物聚合物、碳酸钠、和水相互作用以形成水合物固体。该固体清洁组合物即使当加热到高达120℃的温度时也表现出很少或没有膨胀。
Description
背景技术
本发明总体涉及固体清洁组合物凝固基质领域。尤其是,本发明涉及包含于凝固基质中的羧甲基碳水化合物聚合物,其可用作固体清洁组合物或其一部分。
在机构和工业运行中使用凝固技术和固体块体去污剂最早以品牌技术出现,其要求于Fernholz等人的美国再颁专利32,762和32,818。此外,材料基本上为水合的碳酸钠材料的碳酸钠水合浇铸固体产品披露于Heile等人的美国专利4,595,520和4,680,134中。
近些年来,关注于由腐蚀性较低的材料生产高有效性的去污剂组合物,所述腐蚀性较低的材料例如苏打粉,也称为碳酸钠。与基于碳酸钠的固体去污剂相关的挑战之一是,该产品在凝固后由于结构和/或尺寸改变而变得尺寸不稳定。这种结构和/或尺寸改变的一个实例是温度改变导致的产品“膨胀”,这可以干扰包装、分配和使用,包括固体形状不能配合消费者的产品分配器。
此外,常规固体碱性去污剂,尤其是用于机构和商业用途的那些,通常采用磷酸盐和/或氨基羧酸盐以例如控制凝固速率,从而除去和悬浮污物,并作为有效的硬度多价螯合剂。仍然需要提供一种替代的凝固技术,它是无磷和/或无NTA的,因近来对这些去污剂中的物质有规定。然而,凝固过程的预测性缺乏以及固体形式组合物尺寸稳定性的预测性缺乏阻碍了对含磷和/或NTA的组分的替代努力,尤其是用其使用还未规范的天然替代物。
发明内容
本发明的一种实施方式为水合物固体组合物,其包含至少一种羧甲基碳水化合物聚合物、碳酸钠、和水。该水合物固体组合物的生长指数当加热到120°F时为小于约3%,更尤其是,小于2%。
本发明的另一种实施方式为固体清洁组合物,其包含1%-约30%的羧甲基碳水化合物聚合物,约2%-约50%的水,小于约40%的增洁剂,约20%-约85%的碳酸钠,和约0.5%-约10%的表面活性剂。
本发明的再一种实施方式为制备固体清洁组合物的方法。该方法包括提供包含碳酸钠的粉末预混物,提供包含水和羧甲基碳水化合物聚合物的液体预混物,以及混合该粉末预混物和液体预混物以形成水合物固体。该羧甲基碳水化合物聚合物占约1%-约20%,以凝固基质重量计。
具体实施方式
本发明的一种实施方式为固体清洁组合物,其包含至少一种羧甲基碳水化合物聚合物。该固体清洁组合物是尺寸稳定的并具有适当的凝固速率。此外,该固体清洁组合物可基本上不含磷和NTA,使该固体清洁组合物特别适用于要求符合某些环境法规的清洁应用。此类应用包括,但不限于:机械和手动器具洗涤,预浸剂,洗衣和织物清洁以及退染,地毯清洁和退染,车辆清洁和护理应用,表面清洁和退染,厨房和浴室清洁和退染,地板清洁和退染,原位运行的清洁,一般目的清洁和退染,工业或家用清洁剂,以及害虫控制剂。因此该固体清洁组合物可以用于各种工业,包括,但不限于:机构器具洗涤、洗衣、食品和饮料、健康护理和车辆护理。
该固体清洁组合物通常包括至少一种羧甲基碳水化合物聚合物,碳酸钠(苏打粉)、和水。该固体清洁组合物的合适的组分浓度范围在大约0.5%-大约30%的以重量计的羧甲基碳水化合物聚合物,大约2%-大约50%的以重量计的水,和大约20%-大约85%的以重量计的碳酸钠。该固体清洁组合物特别合适的组分浓度范围在大约1%-大约18%的以重量计的羧甲基碳水化合物聚合物,大约2%-大约40%的以重量计的水,和大约25%-大约75%的以重量计的碳酸钠。该固体清洁组合物更特别合适的组分浓度范围在大约1%-大约15%的以重量计的羧甲基碳水化合物聚合物,大约2%-大约35%的以重量计的水,和大约45%-大约65%的以重量计的碳酸钠。本领域技术人员将领会,获得该固体清洁组合物的相当性质的其它合适的组分浓度范围。
固体清洁组合物的实际凝固机理体现在苏打粉水合,或碳酸钠与水相互作用以形成水合物固体组合物。羧甲基碳水化合物聚合物可帮助控制凝固速率,以及如以下实例中所示,通过限制固体清洁组合物表现出的膨胀程度来为最终产品提供尺寸稳定性。如果固体产品在凝固后膨胀太显著,则会出现各种问题,包括但不限于:降低的密度、完整性、和外观;并且不能分配或包装该固体产品。通常,固体清洁组合物如果其受到至少约100°F,更尤其约120°F的升高的温度时的生长指数(即,膨胀百分比)小于约3%,尤其是小于约2%,则被视为具有尺寸稳定性。
羧甲基碳水化合物聚合物是天然存在的低聚糖,它们是与氯相容的和可生物降解的。羧甲基碳水化合物聚合物与水合并,然后掺入清洁组合物中,并且可以作为固体水合物或作为固体盐,即溶解在水溶液,例如,在液体预混物中提供。然而,羧甲基碳水化合物聚合物当加入去污剂组合物时应在水基质中,以使去污剂组合物有效凝固。
总的来说,有效量的羧甲基碳水化合物聚合物被认为是这样的量,该量通过控制水的速率和移动而有效地控制凝固体系的和热动力学。典型地,合适的羧甲基碳水化合物聚合物的分子量大于约1000。通常,合适的羧甲基碳水化合物聚合物的分子量大于约2000。用作粘合剂的羧甲基碳水化合物聚合物的实例包括天然存在的和衍生化的菊糖。菊糖是指一类天然存在的多糖。衍生化的菊糖被例如烷基、烷氧基、羧基、和羧基烷基部分改性以进一步在各种数量上的的可用羟基上被取代。特别合适的市售基于羧甲基菊糖的聚合物的实例包括,但不限于:Dequest PB11615,Dequest PB11620和Dequest PB11625,可购自ThermPhos,International BV。DEQUEST PB11625为MW>2000的羧甲基菊糖、钠盐的15%溶液。
用于本发明的实施方式的其它合适的糖包括单糖、二糖和多糖,尤其是含3或更多个糖单元的单、二和多糖。示例性糖包括,但不限于葡萄糖,果糖,乳果糖,半乳糖,棉籽糖,海藻糖,蔗糖,麦芽糖,松二糖,纤维二糖,棉籽糖,松三糖,麦芽三糖,阿卡波糖,水苏四糖,核糖,阿拉伯糖,木糖,来苏糖,脱氧核糖,假果糖,山梨糖,塔格糖,阿洛糖,阿卓糖,甘露糖,古洛糖,艾杜糖,塔罗糖,岩藻糖,墨角藻糖,鼠李糖,景天庚醛糖,辛糖,壬糖,赤藓糖,theose,淀粉糖,支链淀粉,果胶,马铃薯淀粉,改性马铃薯淀粉,玉米淀粉,改性玉米淀粉,小麦淀粉,改性小麦淀粉,大米淀粉,改性大米淀粉,纤维素,改性纤维素,糊精,葡聚糖,麦芽糖糊精,环糊精,糖元和低聚果糖,羧甲基纤维素钠,线性磺化α-(1,4)-连接的D-葡萄糖聚合物,γ-环糊精等。特别合适的基于糖类的糖的实例包括,但不限于蔗糖、果糖、菊糖、乳果糖、麦芽糖以及它们的组合。
在各种实施方式中,器具洗涤组合物中羧甲基碳水化合物聚合物与水(所有来源的总量)的重量比范围在1:2至1:28。在器具洗涤组合物的低水形式中,例如,挤出的固体,羧甲基碳水化合物聚合物与水的重量比典型地范围在约1:2至约1:10。在器具洗涤组合物的某些低水形式中,羧甲基碳水化合物聚合物与水的重量比范围在约1:3至约1:8。在器具洗涤组合物的高水形式中,例如,浇铸固体,羧甲基碳水化合物聚合物与水的重量比典型地范围在约1:9至约1:25。在器具洗涤组合物的某些高水形式中,羧甲基碳水化合物聚合物与水的重量比范围在约1:10至约1:22。
水可独立地加入固体清洁组合物或可作为加入去污剂组合物的水性物质中的水提供于固体清洁组合物中。例如,加入去污剂组合物的物质可包括水或可在可用于与固体清洁组合物组分反应的水性预混物中制备。典型地,将水加入固体清洁组合物以为固体清洁组合物提供期望的粘度,从而在凝固前进行处理,以及提供期望的凝固速率。水还可作为加工助剂存在,并可被除去或变成水合水。因此,水可以固体清洁组合物的水溶液的形式存在,或任何其它成分和/或在加工中作为助剂加入的水性介质的水溶液的形式存在。此外,当期望将浓缩物形成为固体时,期望水性介质能帮助凝固过程当期望将浓缩物形成为固体。水还可作为去离子水或软化水来提供。
所得固体清洁组合物中水的量将取决于固体清洁组合物是否通过成型技术或浇铸(在容器内进行凝固)技术。总的来说,当组分通过成型技术处理时,与浇铸技术相比,固体清洁组合物对于凝固来说可以包括相对少量的水。当通过成型技术制备固体清洁组合物时,水以重量计的存在范围可为约2%-约25%,尤其是以重量计约5%-约15%,更尤其是以重量计约5%-约13%。当通过浇铸技术制备固体清洁组合物是,水以重量计的存在范围可为约10%-约50%,尤其是以重量计约15%-约40%,以及更尤其是以重量计约20%-约35%。
固体清洁组合物可为无磷和/或无氨三乙酸(NTA)的,从而使固体去污剂组合物更环保有益。无磷(或“不含磷”)是指组合物具有小于大约0.5wt%,更尤其是小于大约0.1wt%,和甚至更尤其是小于大约0.01wt%的磷,以该组合物的总重量计。无NTA(或“不含NTA”)是指组合物具有小于大约0.5wt%,小于大约0.1wt%,和尤其是小于大约0.01wt%的NTA,以该组合物的总重量计。当该组合物无NTA时,它还可与氯相容,氯起到抗再沉积和去污剂的作用。
其它功能材料
固体清洁组合物可任选地包含其它组分或试剂,例如其它功能材料。因此,在一些实施方式中,包含羧甲基碳水化合物聚合物粘合剂、水、和碳酸钠的固体清洁组合物可提供大部分量的或甚至全部的去污剂组合物的总重量,例如,在具有很少或没有置于其中的其它功能材料的实施方式中。功能材料提供期望的性质和功能给固体清洁组合物。为了本申请的目的,术语“功能材料”包括这样的物质,其当分散或溶解于使用和/或浓缩溶液,例如水溶液中时,在特定用途中提供有益的性质。功能材料的一些特定实例在如下更详细的讨论,但所讨论的特定材料只是通过示例的方式给出,并且还可使用多种其它功能材料。例如,许多以下讨论的功能材料涉及用于清洁和/或退染应用中的材料。然而,其它实施方式可包括用于其他应用的功能材料。
碱性源
固体清洁组合物可以包含除碳酸钠之外的有效量的一种或多种碱性源以增强对基材的清洁以及改进固体清洁组合物的污物去除性能。总的来说,期望该组合物包含量为至少约5重量%,至少约10重量%,或至少约15重量%碱性源。为了在该组合物中为其它组分提供足够的空间,碱性源可以在浓液中以量为小于约75重量%,小于约60重量%,小于约40重量%,小于约30重量%,或小于约20重量%提供。碱性源可占固体清洁组合物总重量的约0.1%-约90重量%,约0.5%-约80重量%,和约1%-约60重量%.
有效量的一种或多种碱性源应认为是提供pH至少约8的使用组合物的量。当该使用组合物的pH为约8-约10时,可以认为是温和碱性,当pH大于约12时,使用组合物可以认为是腐蚀性的。总的来说,期望提供作为温和碱性清洁组合物的使用组合物,因为这被视为比腐蚀性的使用组合物更安全。在一些情况下,固体清洁组合物可提供可在低于约8的pH下使用的使用组合物。在这样的组合物中,可省却碱性源,其它pH调节剂可用于为使用组合物提供期望的pH。
固体清洁组合物的合适碱性源的实例包括,但不限于碱金属碳酸盐。可以使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。可以使用的示例性碱金属氢氧化物包括,但不限于钠、锂、或钾氢氧化物。碱金属氢氧化物可以本领域已知的任何形式加入该组合物,包括作为固体珠粒,溶解于水溶液中,或其组合。碱金属氢氧化物作为以下形式市售:混合粒度为约12-100U.S.目的颗粒固体或珠粒形式的固体,或作为水溶液,例如,作为50%-73重量%的溶液。优选的是,碱金属氢氧化物以水溶液的形式,尤其是50重量%氢氧化物溶液的形式加入,以降低由于固体碱性物质的水合造成的该组合物中产生的热。
其它碱性源包括,但不限于:金属硅酸盐,例如钠或硅酸钾或偏硅酸盐;金属碳酸盐,例如钠或钾碳酸盐,碳酸氢盐、倍半碳酸盐;金属硼酸盐,例如钠或钾硼酸盐;和乙醇胺和胺。此类碱性剂常以水溶液或粉末形式使用,每一种均可以配制本发明的固体清洁组合物。在一种实施方式中,
表面活性剂
固体清洁组合物可以包含至少一种包含表面活性剂或表面活性剂体系的清洁剂。多种表面活性剂可以用于固体清洁组合物,包括,但不限于:阴离子、非离子、阳离子、和两性离子表面活性剂。表面活性剂是固体清洁组合物的可选组分并且可以排除。可以使用的示例性表面活性剂可商购自多种来源。对于表面活性剂的讨论,参见Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,第三版,第8卷,第900-912页。当固体清洁组合物包含清洁剂时,清洁剂以有效提供期望水平的清洁的量提供。固体清洁组合物,当作为浓液提供时,可以包含范围在约0.05%-约20重量%,约0.5%-约15重量%,约1%-约15重量%,约1.5%-约10重量%,和约2%-约8重量%的清洁剂。浓液中表面活性剂的其它示例性范围包括约0.5%-约8重量%,和约1%-约5重量%。
可用于固体清洁组合物的阴离子表面活性剂的实例包括,但不限于:羧酸盐,例如烷基羧酸盐和聚烷氧基羧酸盐,醇乙氧基化物羧酸盐,壬基苯酚乙氧基化物羧酸盐;磺酸盐,例如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、磺化脂肪酸酯;硫酸盐,例如硫酸化醇、硫酸化醇乙氧基化物、硫酸化烷基苯酚、烷基硫酸盐、磺基琥珀酸盐、和烷基醚硫酸盐。示例性阴离子表面活性剂包括,但不限于:烷基芳基磺酸钠、α-烯烃磺酸盐、和脂肪醇硫酸盐。
可用于固体清洁组合物的非离子表面活性剂的实例包括,但不限于,具有聚氧化亚烷基聚合物作为表面活性剂分子的一部分的那些。此类非离子表面活性剂包括,但不限于:氯-、苄基-、甲基-、乙基-、丙基-、丁基-等烷基封端的脂肪醇的聚亚乙基二醇醚;聚氧化亚烷基的非离子,例如烷基多糖苷;脱水山梨糖醇和蔗糖酯以及它们的乙氧基化物;烷氧基化胺,例如烷氧基化乙二胺;醇烷氧基化物,例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;壬基苯酚乙氧基化物,聚氧乙烯二醇醚;羧酸酯,例如脂肪酸的二醇酯、聚氧乙烯酯、乙氧基化的和二醇酯;羧酰胺例如二乙醇胺缩合物、单烷醇胺缩合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺;和聚氧化亚烷基嵌段共聚物。市售环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的实例包括,但不限于,可购自BASFCorporation,Florham Park,NJ。市售有机硅表面活性剂的实例包括,但不限于,可购自Goldschmidt Chemical Corporation,Hopewell,VA。
可以用于固体清洁组合物的阳离子表面活性剂的实例包括,但不限于:胺,例如伯、仲和叔单胺,其具有C18烷基或烯基链,乙氧基化的烷基胺,乙二胺的烷氧基化物,咪唑,例如1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉、2-烷基-1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉等;和季铵盐,例如,烷基氯化季铵表面活性剂,例如n-烷基(C12-C18)二甲基苄基氯化铵、n-四癸基二甲基苄基氯化铵一水合物,以及萘取代的氯化季铵,例如二甲基-1-萘基甲基氯化铵。阳离子表面活性剂可以用于提供消毒性质。
可以用于固体清洁组合物的两性离子表面活性剂的实例包括,但不限于:甜菜碱、咪唑啉、和丙酸盐。
由于固体清洁组合物意图用于自动洗碗或器具洗涤机械,所选择的表面活性剂(如果使用了任何表面活性剂)可以是当用在洗碗或器具洗涤机械中时提供可接受水平的发泡的那些。用于自动洗碗或器具洗涤机械中的固体清洁组合物通常被认为是低发泡组合物。提供期望水平的清洁活性的低发泡表面活性剂在例如其中存在大量泡沫会成为问题的洗碗机械的环境中是有利的。除了选择低发泡表面活性剂,还可以使用消泡剂以减少泡沫产生。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,其它表面活性剂可以与消泡剂联合使用以控制发泡水平。
一些表面活性剂还可以起到辅助凝固剂的作用。例如,具有高熔点的阴离子表面活性剂在应用温度下提供固体。最有用的阴离子表面活性剂包括,但不限于:线性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,线性烷基苯磺酸盐由于成本和有效性的原因是优选的。两性或两性离子表面活性剂对于提供清洁性、乳化、润湿和调理性质也是有用的。代表性的两性表面活性剂包括,但不限于:N-椰子-3-氨基丙酸和酸式盐,N-牛脂-3-亚氨二丙酸盐,N-月桂基-3-亚氨二丙酸二钠盐,N-羧甲基-N-椰子烷基-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-羧基十七碳基)三甲基氢氧化铵,(1-羧基十一碳基)三甲基氢氧化铵,N-椰油酰胺乙基-N-羟基乙基甘氨酸钠盐,N-羟基乙基-N-硬脂酰胺甘氨酸钠盐,N-羟基乙基-N-月桂酰胺-β-丙氨酸钠盐,N-椰油酰胺-N-羟基乙基-β-丙氨酸钠盐,混合的脂环胺和它们的乙氧基化和硫酸化钠盐,2-烷基-1-羧甲基-1-羟基乙基-2-咪唑啉鎓氢氧化物钠盐或游离酸,其中烷基可为壬基、十一碳基、和十七碳基。其它有用的两性表面活性剂包括,但不限于:1,1-双(羧甲基)-2-十一碳基-2-咪唑啉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,以及胺氧化物两性表面活性剂。
增洁剂或水调理剂
固体清洁组合物可以包含一种或多种增洁剂,也称作螯合或隔绝剂(例如,增洁剂),包括,但不限于:缩合的磷酸盐、膦酸盐、氨基羧酸、或聚丙烯酸盐。通常,螯合剂为能够配位(即,结合)天然水中存在的常见金属离子以防止金属离子干扰清洁组合物的其它清洁成分起作用的分子。也可以称为螯合或隔绝剂的增洁剂优选添加水平为约0.1%-约70重量%,约1%-约60重量%,或约1.5%-约50重量%。如果固体去污剂作为浓液提供,该浓液可以包含大约1%-大约60重量%,大约3%-大约50重量%,和大约6%-大约45重量%的增洁剂。增洁剂的其它范围包括大约3%-大约20重量%,大约6%-大约15重量%,大约25%-大约50重量%,和大约35%-大约45重量%.
缩合的磷酸盐的实例包括,但不限于:钠和钾的正磷酸盐,钠和钾的焦磷酸盐,三聚磷酸钠,和六偏磷酸钠。缩合磷酸盐还可以通过将组合物中存在的游离水作为水合水固定而在有限程度上辅助固体清洁组合物的凝固。
膦酸盐的实例包括,但不限于:1-羟基乙烷-l,1-二膦酸,CH2C(OH)[PO(OH)2]2;氨基三(亚甲基膦酸盐),N[CH2PO(OH)2]3;氨基三(亚甲基膦酸)钠盐(ATMP),N[CH2PO(ONa)2]3;2-羟基乙基亚氨双(亚甲基膦酸盐),HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2;二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸盐),(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);六亚甲基二胺(四亚甲基膦酸盐)钾盐,C10H(28-x)N2KxO12P4(x=6);双(六亚甲基)三胺(五亚甲基膦酸盐),(HO2)POCH2N[(CH2)2N[CH2PO(OH)2]2]2;和磷酸,H3PO3。优选的膦酸组合是ATMP和DTPMP。优选的是,在加入混合物之前的中和的或碱性膦酸盐,或膦酸盐与碱源的组合,使得当加入膦酸盐时很少或没有通过中和反应产生的热或气体。
在一种实施方式中,固体清洁组合物不含基于磷的增洁剂或调理剂。相反,固体清洁组合物可以含有非基于磷的增洁剂。虽然各种组分可包含痕量的磷,被视为不含磷的组合物通常不包括作为有意加入的组分磷酸盐或膦酸增洁剂或螯合组分。羧酸盐,例如柠檬酸盐或葡糖酸盐是合适的。有用的含很少或没有NTA的氨基羧酸材料包括,但不限于:N-羟基乙基氨基二乙酸,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-羟基乙基-乙二胺三乙酸(HEDTA),二亚乙基三胺五乙酸(DTPA),以及具有带有羧酸取代基的氨基的其它类似酸。在一种实施方式中,固体清洁组合物即不含基于磷的增洁剂,也不含基于氨基羧酸盐的增洁剂。
水调理聚合物可以用作非含磷增洁剂。示例性水调理聚合物包括,但不限于:聚羧酸盐。可以作为增洁剂和/或水调理聚合物使用的示例性聚羧酸盐包括,但不限于:具有悬垂羧基(-CO2 -)基团的那些,例如聚丙烯酸,马来酸,马来酸/烯烃共聚物,磺化共聚物或三元共聚物,丙烯酸/马来酸共聚物,聚甲基丙烯酸,丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物,水解的聚丙烯酰胺,水解的聚甲基丙烯酰胺,水解的聚酰胺-甲基丙烯酰胺共聚物,水解的聚丙烯腈,水解的聚甲基丙烯腈,和水解的丙烯腈-甲基丙烯腈共聚物。对于螯合剂/封闭剂的进一步讨论,参见Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Techninology,第三版,第5卷,第339-366页和第23卷第319-320页,其公开内容通过引用纳入。这些材料也可以亚化学计量水平使用以起晶体改性剂的作用。
硬化剂
固体清洁组合物还可以包含除增洁剂之外的硬化剂,或增洁剂形式的硬化剂。硬化剂为化合物或化合物体系,有机或无机的,它们可以显著地帮助该组合物的均匀凝固。优选地,硬化剂是与清洁剂和该组合物的其它活性成分相容的,并且能够为经处理的组合物提供有效量的硬度和/或水溶解性。硬化剂还应能够当混合并凝固时与清洁剂和其它成分形成均匀基质,从而在使用期间提供来自固体清洁组合物的清洁剂的均匀溶解。
固体清洁组合物中所含的硬化剂的量根据包括以下的因素改变,但不限于:所制备的固体清洁组合物的类型,固体清洁组合物的成分,该组合物的拟定用途,使用期间随时间施加到该固体组合物的分配溶液,分配溶液的温度,分配溶液的硬度,固体清洁组合物的物理尺寸,该组合物中其它成分的浓度,和清洁剂的浓度。优选的是,固体清洁组合物所含的硬化剂的量是有效与该组合物的清洁剂和其它成分结合以在连续混合条件和低于硬化剂熔融温度的温度下形成均匀混合物。
还优选的是,硬化剂与清洁剂和其它成分形成基质,该基质将在混合完毕后并将由混合体系分配该混合物后,在大约1分钟-大约3小时,尤其是大约2分钟-大约2小时,以及尤其是大约5分钟-大约1小时内,在大约30℃-大约50℃、尤其是大约35℃-大约45℃的环境温度下硬化成固体形式。可将来自外部来源的最小量的热施加到该混合物以便于对该混合物的加工。优选的是,包含于固体清洁组合物中的硬化剂的量是,在使用期间,当置于水性介质中时,有效提供经处理的组合物的受控溶解度的期望硬度和期望速率,从而实现由凝固组合物分配清洁剂的期望速率。
硬化剂可为有机或无机硬化剂。优选的有机硬化剂为聚乙二醇(PEG)化合物。包含聚亚乙基二醇硬化剂的固体清洁组合物的凝固速率将至少部分地根据加入该组合物中的聚亚乙基二醇的量和分子量而变化。合适的聚乙二醇的实例包括,但不限于:通式H(OCH2CH2)nOH的固体聚亚乙基二醇,其中n大于15,尤其是大约30-大约1700。典型地,聚亚乙基二醇为自由流动粉末或薄片形式的固体,分子量为大约1,000-大约100,000,尤其是分子量至少大约1,450-大约20,000,更尤其是大约1,450-大约8,000。聚亚乙基二醇以大约1%-75重量%和尤其是大约3%-大约15重量%的浓度存在。合适的聚乙二醇化合物包括,但不限于:PEG4000,PEG1450,和PEG8000等,其中PEG4000和PEG8000最优选。市售固体聚亚乙基二醇的实例包括,但不限于:CARBOWAX,可购自Union Carbide Corporation,Houston,TX。
优选的无机硬化剂是能水合的无机盐,包括,但不限于:硫酸盐和碳酸氢盐。无机硬化剂以高达大约50重量%,尤其是大约5%-大约25重量%,和更尤其是大约5%-大约15重量%的浓度存在。
脲颗粒也可以用作固体清洁组合物中的硬化剂。该组合物的凝固速率至少部分地根据以下因素变化,包括,但不限于:加入该组合物的脲的量、粒度、和形状。例如,脲的粒状形式可以与清洁剂和其它成分结合,以及优选地少量但有效量的水结合。脲的量和粒度有效地与清洁剂和其它成分结合以形成均匀混合物,无需施加来自外部来源的热以将脲和其它成分熔融到熔融阶段。优选的是,包含于固体清洁组合物中的脲的有效量是,在使用期间,当置于水性介质中时,有效提供该组合物的期望的硬度和期望的溶解速率。在一些实施方式中,该组合物包含大约5%-大约90重量%脲,尤其是大约8%-大约40重量%的脲,和更尤其是大约10%-大约30重量%的脲。
脲可为球状珠粒或粉末的形式。球状脲通常作为粒度范围在约8-15U.S.目的混合物购自商业来源,例如购自Arcadian SohioCompany,Nitrogen Chemicals Division。脲的球状形式优选地被研磨以降低粒度至约50U.S.目-约125U.S.目,尤其是约75-100U.S.目,优选地使用湿磨机例如单或双螺杆挤出机、Teledyne混合机、Ross乳化机等。
漂白剂
适用于固体清洁组合物以增亮或白化基材的漂白剂包括能够在清洗工艺期间典型遇到的条件下释放活性卤素物质(例如Cl2、Br2、-OCl-和/或-OBr-)的漂白化合物。用于固体清洁组合物的合适的漂白剂包括,但不限于:含氯化合物,例如氯、次氯酸盐、或氯胺。示例性卤素释放化合物包括,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。包封的氯源还可以用于增强该组合物中氯源的稳定性(参见,例如,美国专利4,618,914和4,830,773,其公开内容通过引用纳入)。漂白剂还可以是过氧化物或活性氧源,例如过氧化氢、过硼酸盐、碳酸钠过氧水合物、过单硫酸钾、和过硼酸钠一和四水合物,含和不含活性剂,例如四乙酰基乙二胺。当浓液包含漂白剂时,它可以大约0.1%-大约60重量%,大约1%-大约20重量%,大约3%-大约8重量%,和大约3%-大约6重量%的量包含。
填充剂
固体清洁组合物可以包含有效量的去污剂填充剂,其不起到清洁剂本身的作用,但与清洁剂合作以改善该组合物的总体清洁能力。适用于本发明的清洁组合物的去污剂填充剂的实例包括,但不限于:硫酸钠、氯化钠、淀粉、和糖。当浓液包含去污剂填充剂是,它可以以高达大约50重量%,大约1%-大约30重量%,或大约1.5%-大约25重量%的量包含。
消泡剂
用于降低泡沫稳定性的消泡剂也可包含于器具洗涤组合物中。消泡剂的实例包括,但不限于:环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物,例如可以名称Pluronic N-3获得的那些;有机硅化合物,例如分散于聚二甲基硅氧烷中的二氧化硅,聚二甲基硅氧烷,和功能化聚二甲基硅氧烷,例如可以名称Abil B9952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,和烷基磷酸盐酯,例如单硬脂基磷酸盐。消泡剂的讨论可参见,例如,Martin等人的美国专利3,048,548,Brunelle等人的美国专利3,334,147,和Rue等人的美国专利3,442,242,它们的公开内容在此通过引用纳入。当浓液包含消泡剂时,消泡剂可以以大约0.0001%-大约10重量%,大约0.001%-大约5重量%,或大约0.01%-大约1.0重量%的量提供。
抗再沉积剂
固体清洁组合物可以包含抗再沉积剂以便于清洁溶液中污物保持悬浮,以及防止被除去的污物再沉积到被清洁的基材上。合适的抗再沉积剂的实例包括,但不限于:聚丙烯酸盐,苯乙烯马来酸酐共聚物,纤维素衍生物,例如羟基乙基纤维素、和羟基丙基纤维素。当浓液包含抗再沉积剂时,抗再沉积剂可以以大约0.5%-大约10重量%,和大约1%-大约5重量%的量包含。
稳定化剂
固体清洁组合物还可包含稳定化剂。合适的稳定化剂的实例包括,但不限于:硼酸盐,钙/镁离子,丙二醇,及其混合物。浓液不必须包括稳定化剂,但当浓液包含稳定化剂时,它可以以提供浓液期望的稳定性水平的量包含。稳定化剂的示例性范围包括高达大约20重量%,大约0.5%-大约15重量%,和大约2%-大约10重量%。
分散剂
固体清洁组合物还可包含分散剂。可以用于固体清洁组合物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。浓液不必须包括分散剂,但当包含分散剂时,它可以以提供期望的分散剂性质的量包含。浓液中分散剂的示例性范围可以高达大约20重量%,大约0.5%-大约15重量%,和大约2%-大约9重量%。
酶
可以包含于固体清洁组合物中的酶包括帮助去除淀粉和/或蛋白质污渍的那些酶。示例性类型的酶包括,但不限于:蛋白酶、α-淀粉,及其混合物。示例性蛋白酶可以使用的包括,但不限于:衍生自地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformix)、缓慢芽孢杆菌(Bacilluslentus)、嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefacein)的那些。示例性的α-淀粉包括枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefacein)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。浓液不必须包括酶,但当浓液包含酶时,它可以以当固体清洁组合物提供为使用组合物时提供期望的酶活性的量包含。浓液中酶的示例性范围包括高达大约15重量%,大约0.5%-大约10重量%,和大约1%-大约5重量%。
玻璃和金属腐蚀抑制剂
固体清洁组合物可以包含高达大约50重量%,大约1%-大约40重量%,或大约3%-大约30重量%的量的金属腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂以足量包含于固体清洁组合物中,从而提供这样的使用溶液,其表现出玻璃的腐蚀和/或蚀刻速率小于没有腐蚀抑制剂存在时相同使用溶液的玻璃的腐蚀和/或蚀刻速率。期望该使用溶液包含至少大约6份/百万份(ppm)的腐蚀抑制剂以提供期望的腐蚀抑制性质。期望较大量的腐蚀抑制剂可以用于使用溶液而没有不利效果。期望在某些情况下,不会出现增加腐蚀和/或蚀刻耐受性的同时提高腐蚀抑制剂浓度的添加剂效果,并且其它腐蚀抑制剂只会提高使用固体清洁组合物的成本。使用溶液可以包含大约6ppm-大约300ppm的腐蚀抑制剂,和大约20ppm-大约200ppm的腐蚀抑制剂。合适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,以及碱性金属硅酸盐或其水合物。
腐蚀抑制剂可以指铝离子源和锌离子源的组合。当固体清洁组合物以使用溶液的形式提供时,铝离子源和锌离子源分别提供铝离子和锌离子。腐蚀抑制剂的量基于铝离子源和锌离子源的总量计算。在使用溶液中提供铝离子的任何物质都可以被称为铝离子源,在使用溶液中提供锌离子的任何物质都可以被称为锌离子源。铝离子源和/或锌离子源不必反应以形成铝离子和/或锌离子。铝离子可以视为铝离子源,锌离子可以视为锌离子源。铝离子源和锌离子源可以作为有机盐、无机盐、及其混合物提供。示例性铝离子源包括,但不限于:铝盐,例如铝酸钠、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。示例性锌离子源包括,但不限于:锌盐、例如氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、碘化锌、硫氰酸锌、氟硅酸锌、二铬酸锌、氯酸锌、锌酸钠、葡糖酸锌、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,通过控制使用溶液中铝离子与锌离子之比,与单独使用各组分相比,可以提供玻璃器具和陶瓷降低的腐蚀和/或蚀刻。也就是说,铝离子和锌离子的组合可以提供减少腐蚀和/或蚀刻的协调性。铝离子源与锌离子源之比可以被控制以提供协同效果。总的来说,使用溶液中铝离子与锌离子的重量比可以在至少大约6:1,可以小于大约1:20,并且可以为大约2:1-大约1:15。
有效量的碱性金属硅酸盐或其水合物可以用于该组合物和本发明的方法中以形成具有金属保护能力的稳定的固体清洁组合物。本发明的组合物中使用的硅酸盐是常规用于固体去污剂制剂中的那些。例如,典型的碱金属硅酸盐是那些粉末状、粒状或颗粒硅酸盐,它们是无水的或优选地含有水合物的水(大约5%-大约25重量%,尤其是大约15%-大约20重量%的水合物水)。这些硅酸盐优选为硅酸钠,并且Na2O:SiO2比分别为大约1:1-大约1:5,并且典型地含大约5%-大约25重量%的量的可用水。总的来说,硅酸盐的Na2O:SiO2比为大约1:1-大约1:3.75,尤其是大约1:1.5-大约1:3.75,且最尤其是大约1:1.5-大约1:2.5。Na2O:SiO2比为大约1:2以及大约16%-大约22重量%水合物水的硅酸盐是最优选的。例如,这样的硅酸盐可可以粉末形式作为GD硅酸盐提供,以及以颗粒形式作为Britesil H-20提供,可购自PQ Corporation,Valley Forge,PA。这些比例可用于单一硅酸盐组合物或在混合后得到优选比例的硅酸盐组合。发现优选比例Na2O:SiO2比为大约1:1.5-大约1:2.5下的水合的硅酸盐提供最佳金属保护,并且快速形成固体去污剂。优选水合的硅酸盐。
硅酸盐可以包含于固体清洁组合物中以提供金属保护,但还已知提供碱性,并且还起到抗再沉积剂的作用。示例性硅酸盐包括,但不限于:硅酸钠和硅酸钾。固体清洁组合物可以不含硅酸盐,但当硅酸盐包含时,它们可以以提供期望的金属保护的量提供。浓液可以以至少大约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%的量包含硅酸盐。此外,为了在浓液中为其它组分提供足够的空间,硅酸盐组分可以以小于大约35重量%,小于大约25重量%,小于大约20重量%,以及小于大约15重量%的水平提供。
香料和染料
各种染料,气味剂,包括香水,以及其它美观改善剂也可以包含于该组合物中。可包含以改变该组合物外观的合适的染料包括,但不限于:直接蓝86,可购自Mac染料-Chem Industries,Ahmedabad,India;Fastusol蓝,可购自Mobay Chemical Corporation,Pittsburgh,PA;酸性橙7,可购自American Cyanamid Company,Wayne,NJ;碱性紫10和Sandolan蓝/酸性蓝182,可购自Sandoz,Princeton,NJ;酸性黄23,可购自Chemos GmbH,Regenstauf,Germany;酸性黄17,可购自Sigma Chemical,St.Louis,MO;暗绿和Metanil黄,可购自Keyston Anailine and Chemical,Chicago,IL;酸性蓝9,可购自Emerald Hilton Davis,LLC,Cincinnati,OH;Hisol坚牢红和荧光素,可购自Capitol Color and Chemical Company,Newark,NJ;和酸性绿25,BASF Corporation,Florham Park,NJ。
可包含于该组合物中的香料或香水包括,但不限于:萜类,例如香茅醇,醛类例如戊基肉桂醛,茉莉素,例如C1S-茉莉素或摩洛哥茉莉花,以及香草素。
增稠剂
固体清洁组合物可以包含流变改性剂或增稠剂。流变改性剂可提供以下功能:提高该组合物的粘度;当通过喷嘴分配时,提高液体使用溶液的粒度;为使用溶液提供对表面的树脂附着;提供颗粒在使用溶液中的悬浮;或降低使用溶液的蒸发速率。
流变改性剂可提供假性塑性的使用组合物,换句说,使用组合物或材料当被扰乱时(剪切模式下),保持高粘度。然而,当受剪切时,材料的粘度显著地但反向地降低。在除去剪切作用后,粘度恢复。这些性质允许材料通过喷头施加。当通过喷嘴喷射时,材料在其在压力影响下抽吸到进料管进入喷头时受到剪切,并通过泵作用喷射器中泵的作用受到剪切。在每种情况下,粘度可以降低到使得显著量的材料可以使用用于将材料喷射到污损表面的喷射设备的水平。然而,一旦材料落在污损的表面上,该材料可以重新获得高粘度以确保该材料保持在污物上。优选地,该材料可以施加到表面上,使得该材料的显著涂层提供足够浓度的清洁组分,从而提起并去除硬化的或粘连的污物。在与竖直或倾斜表面上的污物接触时,增稠剂与清洁剂的其它组分一起最小化滴落、下垂、倒下或在重力效应下材料的其它移动。该材料应配制成使得该材料的粘度足以保持该材料显著量的膜与污物接触至少一分钟,尤其是五分钟或更长。
合适的增稠剂或流变改性剂的实例是聚合物型增稠剂,包括,但不限于:聚合物,或天然聚合物,或衍生自植物或动物来源的胶。此类材料可为多糖,例如具有显著增稠能力的大的多糖分子。增稠剂或流变改性剂还包括粘土。
基本上可溶的聚合物型增稠剂可以用于为使用组合物提供提高的粘度或提高的导电性。用于本发明的水性组合物的聚合物型增稠剂的实例包括,但不限于:羧基化乙烯基聚合物,例如聚丙烯酸及其钠盐,乙氧基化的纤维素,聚丙烯酰胺增稠剂,交联的黄原胶组合物,藻酸钠和藻胶产品,羟基丙基纤维素,羟基乙基纤维素,和具有一些显著比例的水溶解度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:Acusol,可购自Rohm&Haas Company,Philadelphia,PA;和Carbopol,可购自B.F.Goodrich,Charlotte,NC。
合适的聚合物型增稠剂的实例包括,但不限于:多糖。合适的市售多糖的实例包括,但不限于,Diutan,可购自Kelco Division ofMerck,San Diego,CA。用于固体清洁组合物增稠剂还包括聚乙烯基醇增稠剂,例如,完全水解的(大于98.5mol乙酸酯被–OH官能替换)。
特别合适的多糖的实例包括,但不限于,黄原胶。此类黄原胶聚合物是优选的,因为它们的高水溶解度,以及强增稠效力。黄原胶是野油菜黄单胞菌(xanthomonas campestras)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来制备。黄原胶包含聚β-(1-4)-D-吡喃葡萄糖基骨架链,类似于纤维素中的那些。黄原胶及其衍生物的水性分散体表现出新的和显著的流变性质。低浓度的该胶具有较高的粘度,这允许他被经济地使用。黄原胶溶液表现出高的假性塑性,即在宽范围的浓度内,发生快速剪切变薄,这通常被理解为即时可逆的。非剪切的材料的粘度似乎在宽范围内独立于pH并且独立于温度。优选的黄原胶材料包括交联黄原胶材料。黄原胶聚合物可以与多种与大的多糖分子的羟基官能度有反应性的已知共价反应交联剂交联交联,并且还可以使用二价、三价、或多价金属离子交联。此类交联黄原胶披露于美国专利4,782,901,其在此通过引用纳入。用于黄原胶材料的合适的交联剂包括,但不限于:金属阳离子,例如A1+3,Fe+3,Sb+3,Zr+4和其它过度金属。合适的市售黄原胶的实例包括,但不限于: 可购自Merck的Kelco Division,San Diego,CA。还可以使用已知的有机交联剂。优选的交联黄原胶是其提供假性塑性使用溶液,当喷射时可以产生大粒度喷雾或气溶胶。
本发明的组合物及其使用方法的实施方式
总的来说,固体清洁组合物可以通过使羧甲基碳水化合物聚合物、碳酸钠、水、和任何其它功能组分结合并使各组分相互作用和凝固来产生。固体清洁组合物可以成型或浇铸。成型的固体产品示例性组成范围提供于表1中。
表1成型产品
浇铸固体产品的示例性浓液组成范围提供于表2中。
表2浇铸产品
在一些实施方式中,在组合物中控制水和羧甲基碳水化合物聚合物的相对量。合并的组分硬化成固体形式,这是由于碳酸钠与水的化学反应。随着固体清洁组合物凝固,粘合剂组合物可以形成为粘合以及凝固各组分。至少一部分成分缔合以形成粘合剂,同时其余成分形成该固体组合物的剩余部分。凝固过程可持续几分钟-约六小时,这取决于以下因素,包括,但不限于:成型的或浇铸组合物的尺寸,该组合物的成分,和该组合物的温度。
固体清洁组合物可利用分批或连续混合体系成型。在示例性实施方式中,使用单或双螺杆挤出机以在高剪切下将一种或多种清洁剂结合和混合,从而形成均匀混合物。在一些实施方式中,加工温度处于或低于各组分的熔融温度。经加工的混合物可由混合机通过成型、浇铸或其它合适的手段分配,之后去污剂组合物硬化成固体形式。基质的结构可根据其硬度、熔点、材料分布、晶体结构和其它类似性质通过本领域已知的方法来表征。通常,根据本发明的方法加工的固体清洁组合物在其整体上成分是基本上均匀分布的并且是尺寸稳定的。
具体来说,在成型过程中,将液体和固体组分引入最终混合体系并连续搅拌,直到各组分形成基本上均匀的半固体混合物,其中各组分在整体上分布。在示例性实施方式中,各组分在混合体系中混合至少大约5秒。然后将混合物从混合体系排入磨具或其它成型装置,或通过磨具或其它成型装置排出。然后将产品包装。在示例性实施方式中,成型组合物在大约1分钟-大约3小时内开始硬化成固体形式。特别是,成型组合物在大约1分钟-大约2小时内开始硬化成固体形式。更尤其是,成型组合物在大约1分钟-大约20分钟内开始硬化成固体形式。
具体来说,在浇铸过程中,将液体和固体组分引入最终混合体系并连续搅拌,直到各组分形成基本上均匀的液体混合物,其中各组分、在整体上分布。在示例性实施方式中,各组分在混合体系中混合至少大约60秒。当混合完成时,将产物转移到进行凝固的包装容器。在示例性实施方式中,浇铸组合物在大约1分钟-大约3小时内开始硬化成固体形式。特别是,浇铸组合物在大约1分钟-大约2小时内开始硬化成固体形式。更尤其是,浇铸组合物在大约1分钟-大约20分钟内开始硬化成固体形式。
术语“固体”是指,硬化的组合物不会流动并且在应力或压力下或仅仅重力下基本上保持其形状。固体浇铸组合物的硬度的范围可从熔合固体产品,其相对密实和坚硬,例如,像混凝土,到稠度表征为硬化的糊料。此外,术语“固体”是指该去污剂组合物在固体清洁组合物的储存和使用的期望条件下的状态。总的来说,期望去污剂组合物当暴露于至少大约100°F、尤其是高达至少120°F的温度时保持在稳定的固体形式。
所得固体清洁组合物可采取的形式包括,但不限于:浇铸固体产品;挤出的、模制的或成型的固体粒料、块体、片剂、粉末、颗粒、薄片;或者成型的固体可以之后被研磨或成型为粉末、颗粒、或薄片。在示例性实施方式中,挤出的粒料材料的重量为大约50克-大约250克,挤出的成型固体的重量为大约100克或更多,成型的固体块体去污剂的质量为大约1-大约10千克。该固体组合物提供功能材料的稳定来源。在一些实施方式中,该固体组合物可溶解于例如水性或其它介质中,以提供浓缩的和/或使用溶液。溶液可导入储存器以用于稍后使用和/或稀释,或可直接施用到使用处。
在某些实施方式中,固体清洁组合物以单位剂量的形式提供。单位剂量是指大小控制的固体清洁组合物单位,使得在单一洗涤循环中使用整个单位。当固体清洁组合物作为单位剂量提供时,其典型地作为浇铸固体,挤出的粒料,或大小为大约1克-大约50克的片剂提供。
在其它实施方式中,固体清洁组合物以多次使用固体的形式提供,例如块体或许多粒料,并且可以反复使用以产生水性去污剂组合物,从而用于多次洗涤循环。在某些实施方式中,固体清洁组合物作为浇铸固体、挤出的块体、或质量为大约5克-大约10千克的片剂提供。在某些实施方式中,多次使用形式的固体清洁组合物的质量为大约1千克-大约10千克。在进一步的实施方式中,多次使用形式的固体清洁组合物的质量为大约5千克-约大约8千克。在其它实施方式中,多次使用形式的固体清洁组合物的质量为约大约5克-大约1千克,或大约5克-大约500克。
虽然讨论去污剂组合物被成型为固体产品,但该去污剂组合物也可以以糊料的形式提供。当浓液以糊料的形式提供时,将足够的水加入去污剂组合物,使得不必使去污剂组合物完全凝固。此外,分散剂和其它组分可掺入去污剂组合物以保持期望的组分分布。
本发明的组合物可用于清洁多种表面。本发明的组合物可清洁硬表面上的污物,该硬表面包括但不限于陶瓷,瓷砖,水泥浆,花岗岩,混凝土,镜面,搪瓷表面,金属(包括铝、黄铜、不锈钢)等。本发明的组合物还可用于清洁污损的麻制品,例如毛巾、床单和无纺网布。因此,本发明的组合物可用于配制硬表面清洁剂,洗衣去污剂,炉子清洁剂,手洗皂,自动去污剂,和器具洗涤去污剂(自动或手动)。
实施例
本发明更具体地在以下实施例中描述,该实施例只意图说明,因为本发明范围内的许多改型和变型对于本领域技术人员来说是明显的。除非另有说明,以下实施例中报告的所有份、百分比、和比例都以重量计,并且实施例中使用的所有试剂都是从下述化学品供应商获得或可获得的,或可通过常规技术合成的。
成型的产品的尺寸稳定性测试
将下述固体清洁组合物大约50克批料在模具中在大约1000磅/平方英寸(psi)下按压大约20秒以形成片剂。测量并记录片剂直径和高度。将片剂保持在室温一天,置于温度大约120°F的炉中过夜。将片剂从炉中取出并返回室温后,再次测量并记录片剂直径和高度。该直径和高度通过来自VWR的型号62379-531数字卡尺测量。校正证书依据ISO/IEC17025和ANSI/NCSL Z540-1。校正证书号为3415-1811674,其中声称误差冗余度为0.0003英寸(0.00762mm)。如果总体直径和高度膨胀或生长小于大约3%,尤其是小于大约2%,则认为片剂具有尺寸稳定性。
浇铸产品的尺寸稳定性测试
将该组合物大约4000克批料倒入小盒中。测量并记录小盒直径。将小盒保持在室温一天,置于温度大约104°F的炉中两天,然后返回室温。在小盒返回室温后,测量并记录小盒直径。该直径通过来自VWR的型号62379-531的数字卡尺测量。校正证书根据ISO/IEC17025和ANSI/NCSL Z540-1。校正证书号为3415-1811674,其中声称误差冗余度为0.0003英寸(0.00762mm)。如果膨胀或生长小于大约3%,尤其是膨胀或生长小于大约2%,则认为小盒具有尺寸稳定性。
实施例1-4和比较例A和B
实施例1-4是本发明的组合物,其采用羧甲基碳水化合物聚合物作为部分固体清洁组合物。实施例1和4包含Dequest PB11620,实施例2和3的组合物包含Dequest PB11625作为部分固体清洁组合物。Dequest PB11620为羧甲基菊糖钠盐的20%水溶液,Dequest PB11625为羧甲基菊糖钠盐的15%水溶液。此外,实施例1-4的组合物还包含表3中提供的如下组分浓度(以重量百分比计):碳酸钠(苏打粉或重灰)、碳酸氢钠、增洁剂(柠檬酸钠和/或亚氨二琥珀酸钠)、共聚物(Acusol460ND,来自Dow)、表面活性剂(Dehypon LS36月桂基硫酸盐乙氧基化物,来自Henkel)、和消泡剂(D-500EO/PO共聚物,来自Ecolab)。将碳酸钠、碳酸氢钠、增洁剂、和共聚物预混以形成粉末预混物和表面活性剂,将消泡剂预混以形成表面活性剂预混物。将羧甲基碳水化合物聚合物形成为液体预混物。然后将粉末预混物、表面活性剂预混物和液体预混物混合在一起以形成组合物。将大约50克该组合物在大约1000psi压成片剂大约20秒。
比较例A和B的组合物类似于实施例1-4的组合物制备,不同在于比较例A和B的组合物不含羧甲基碳水化合物聚合物,但含与实施例1-4相同的总量水。
表3提供了实施例1-4以及比较例A和B的组合物的组分浓度。
表3.
组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 比较例A | 比较例B |
碳酸钠,wt.% | 62.95 | 66.43 | 62.95 | 64.15 | 62.95 | 64.15 |
碳酸氢钠,wt.% | 2.88 | 0 | 2.88 | 2.88 | 2.88 | 2.88 |
柠檬酸钠,wt.% | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
亚氨二琥珀酸钠,wt% | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Acusol460ND,wt.% | 0.98 | 0.98 | 0.98 | 0.98 | 0.98 | 0.98 |
水wt.% | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 12.4 | 11.62 |
Dehypon LS36,wt.% | 2.18 | 2.18 | 2.18 | 2.18 | 2.18 | 2.18 |
D-500,wt.% | 1.01 | 1.01 | 1.01 | 1.01 | 1.01 | 1.01 |
Dequest PB11620,wt.% | 10 | 0 | 20 | 0 | 0 | 0 |
Dequest PB11625,wt.% | 0 | 9.4 | 0 | 18.8 | 0 | 0 |
然后对实施例1-4以及比较例A和B的组合物进行如上所述的成型的产品的尺寸稳定性测试,从而观察该组合物加热后的尺寸稳定性。总直径和高度小于3%的膨胀,尤其是小于约2%的膨胀表明尺寸稳定性。结果示于下表4。
表4.
如表4中所示,实施例1-4的组合物的成型的产品与比较例A和B的组合物的成型的产品相比具有显著较低的膨胀。
实施例5-7
实施例5-7是本发明的组合物,其采用羧甲基碳水化合物聚合物作为部分固体清洁组合物。尤其是,实施例5和6的组合物包含Dequest PB11615,实施例7的组合物采用Dequest PB11625作为部分固体清洁组合物。各实施例5-7的组合物还包含表5中提供的以下组分浓度(以重量百分比计):软化水、增洁剂(柠檬酸钠脱水物)、水调理剂(DTPA五钠,40%或HEDTA,40%)、聚丙烯酸盐(Acusol445N)、氢氧化钠、碳酸钠(重灰)、阴离子表面活性剂(Sulfotex LAS-90,可购自Henkel)、和非离子表面活性剂(LAE24-7,(C12-14H25-29)--O--(CH2CH2O)7H))。将液体(软化水、增洁剂、水调理剂、羧甲基碳水化合物聚合物、和氢氧化钠)预混以形成液体预混物,并将粉末(碳酸钠、阴离子表面活性剂、和非离子表面活性剂)预混以形成粉末预混物。然后将液体预混物和粉末预混物混合形成组合物,接着将该组合物倒入小盒。
表5提供实施例5-7的组合物的组分浓度。
表5.
组分 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
水,软化的,wt.% | 20.49 | 17.88 | 24.0 |
柠檬酸钠脱水物,wt.% | 4.0 | 8.91 | 4.0 |
HEDTA(40%),wt.% | 3.0 | 3.0 | 0 |
Dequest PB11615,wt.% | 10.0 | 10.0 | 0 |
Dequest PB11625,wt.% | 0 | 0 | 6.5 |
DTPA五钠,40%,wt.% | 0 | 0 | 5.0 |
聚丙烯酸Na,wt.% | 0.75 | 0.75 | 0.75 |
碳酸钠,wt.% | 56.76 | 54.46 | 54.35 |
Sulfotex LAS-90,wt.% | 1 | 1 | 1 |
LAE24-7,wt.% | 4 | 4 | 4 |
Gantrez S95-% | 0 | 0 | 0.4 |
由实施例5-7的组合物形成的浇铸产品是尺寸稳定的,表明浇铸产品不会膨胀到会影响包装或分配的程度。
实施例8和比较例C
实施例8包含表6中提供的以下组分浓度(以重量百分比计):Dequest PB11615、软化水、增洁剂(柠檬酸钠脱水物)、水调理剂(DTPA五钠,40%或HEDTA,40%)、聚丙烯酸盐(Acusol445N)、氢氧化钠、碳酸钠(重灰)、阴离子表面活性剂(Sulfotex LAS-90可购自Henkel)、和非离子表面活性剂(LAE24-7),(C12-14H25-29)--O--(CH2CH2O)7H))。将液体(软化水、增洁剂、水调理剂、羧甲基碳水化合物聚合物、和氢氧化钠)预混以形成液体预混物,并将粉末(碳酸钠、阴离子表面活性剂、和非离子表面活性剂)预混以形成粉末预混物。然后将液体预混物和粉末预混物混合形成组合物,接着将该组合物倒入小盒。
比较例C的组合物类似于实施例8的组合物制备,不同在于比较例C的组合物不含羧甲基碳水化合物聚合物。
表6.
组分 | 实施例8 | 比较例C |
水,软化的,wt.% | 15.76 | 24 |
柠檬酸钠脱水物,wt.% | 4.0 | 4 |
HEDTA(40%),wt.% | 3 | 3 |
Dequest PB11615,wt.% | 10 | 0 |
氢氧化钠50% | 0.33 | 0.33 |
聚丙烯酸Na,wt.% | 0.75 | .75 |
碳酸钠,wt.% | 61.16 | 61.16 |
Sulfotex LAS-90,wt.% | 1 | 1 |
LAE24-7,wt.% | 4 | 4 |
对由实施例8和比较例C组合物形成的浇铸产品进行上述尺寸稳定性测试。结果在表7中给出。
表7.
初始 | 加热后 | %生长 | ||
实施例8 | 直径,mm | 161 | 162.92 | 1.1 |
比较例C | 直径,mm | 162 | 170 | 4.9 |
如表7中所示,实施例8的浇铸产品与比较例C的浇铸产品相比具有显著较低的膨胀。尤其是,实施例8具有小于3%的生长,更尤其是小于2%的生长,而比较例C具有大于3%的生长。
本发明已参考各种具体和优选的实施方式和技术进行描述。然而,应理解,可在本发明的主旨和范围内作出许多变型和改型。
Claims (20)
1.固体组合物,包含:
(a)至少一种羧甲基碳水化合物聚合物;
(b)碳酸钠;和
(c)水,其中该固体组合物为水合物固体。
2.权利要求1的固体组合物,其中羧甲基碳水化合物聚合物以凝固基质重量计占约0.5%-约20%。
3.权利要求1的固体组合物,其中碳酸钠以凝固基质重量计占约20%-约85%。
4.权利要求1的固体组合物,其中水以凝固基质重量计占约2%-约50%。
5.权利要求1的固体组合物,其中该至少一种羧甲基碳水化合物聚合物包括菊糖聚合物或菊糖衍生的聚合物。
6.权利要求1的固体组合物,其中该组合物的生长指数当加热到120°F时为小于约3%。
7.权利要求1的固体组合物,其中该组合物的生长指数当加热到120°F时为小于约3%。
8.权利要求1的固体组合物,其中该水合的固体组合物基本由以下组成:
至少一种羧甲基碳水化合物聚合物;
碳酸钠;
水;
至少一种增洁剂;和
至少一种表面活性剂。
9.权利要求8的固体组合物,其中该组合物的生长指数为小于约3%。
10.固体清洁组合物,其包含:
(a)以该固体清洁组合物的重量计约0.5%-约30%的至少一种羧甲基碳水化合物聚合物;
(b)以该固体清洁组合物的重量计约2%-约50%的水;
(c)以该固体清洁组合物的重量计小于约40%的增洁剂;
(d)以该固体清洁组合物的重量计约20%-约85%的碳酸钠;和
(e)以该固体清洁组合物的重量计约0.5%-约10%的表面活性剂。
11.权利要求10的固体清洁组合物,其中羧甲基碳水化合物聚合物以该固体清洁组合物的重量计占约1%-约20%。
12.权利要求10的固体清洁组合物,其中增洁剂以该固体清洁组合物的重量计占小于约30%。
13.权利要求10的固体清洁组合物,其中碳酸钠以该固体清洁组合物的重量计占约25%-约65%。
14.权利要求10的固体清洁组合物,其中该固体清洁组合物的生长指数当加热到120°F时为小于约3%。
15.制备固体清洁组合物的方法,该方法包括:
混合粉末预混物和液体预混物以形成水合物固体;
其中该粉末预混物包含碳酸钠;
其中该液体预混物包含水和至少一种羧甲基碳水化合物聚合物;和
其中该羧甲基碳水化合物聚合物以凝固基质重量计占约0.5%-约30%。
16.权利要求15的方法,进一步包括将材料形成为块体。
17.权利要求15的方法,进一步包括将材料浇注到包装容器中。
18.权利要求15的方法,其中该组合物在约1分钟至约3小时内凝固。
19.权利要求15的方法,其中该组合物在约1分钟至约2小时内凝固。
20.权利要求15的方法,其中该组合物在约1分钟至约20分钟内凝固。
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