CN107148467A - 膜封装的清洁组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种清洁组合物，其包含过碳酸盐基化合物、有机酸和金属螯合剂，所述清洁组合物封装在聚合物膜材料内。膜封装的清洁组合物用于清洁器具，诸如洗衣机。

Description

膜封装的清洁组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年11月25日提交的题为“Film-Encased CleaningComposition”的第62/083,979号美国临时专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及封装在膜材料内的清洁组合物。膜封装的清洁组合物用于清洁器具，诸如洗衣机。
背景技术
已经开发了许多不同类型的清洁组合物，用于预防和控制微生物的生长。这些包括，例如，漂白组合物和包括漂白组合物的洗涤剂配方。然而，随着新的消费品的不断引入，在市场中对防止这些新产品中的一些所呈现的细菌存在持续需求。特别关注的是，本发明涉及减少和/或消除具有水接触表面的家用电器和/或设备中的微生物和生物膜的生长。具有水接触表面的家用电器的实例包括洗衣机、洗碗机、咖啡机等。具有水接触表面的其他设备包括涡流式浴缸、室内加湿器和除湿器、空调机组、洗碗机等。
使用洗衣机的实例，洗衣机中微生物的生长和增殖通常发生在长时间暴露于温暖潮湿环境中，所述环境可能含有肥皂残余物和衣服残留物，诸如来自衣服的体油、纤维颗粒和污垢以及细菌。这种环境导致不希望的气味和生物膜的发展。生物膜是诸如细菌和真菌的微生物在表面上生长。生物膜通常被外聚物基质包围。丰富的微生物生长和基质生产都导致可见的微生物群落，从而损害表面的美学吸引力。此外，由于微生物生长产生的次生代谢物包括可被消费者检测为恶臭味的挥发性有机化合物(VOC)。
特别地，滚筒洗衣机在机器中的任何水接触位置中提供微生物生长的理想环境。该洗衣机的四个主要部件通常是聚丙烯洗涤桶、不锈钢洗涤缸、铝支撑支架和圆形门密封垫圈(也称为“波纹管”)，其在洗涤隔室和洗衣机门之间提供密封。生物膜可在洗衣机下方、在连接部件并将水输入及输出到机器的管道(piping)和装管(tubing)上、在外洗涤桶的内表面上和在内洗涤桶的外表面上形成。随着生物膜中的微生物生长，它们倾向于穿透支撑表面，导致微生物所附着的表面被污染。微生物生长还导致机器部件的劣化，这潜在地导致部件或整个洗衣机的生命周期减少。另外，在生物膜生长和成熟的过程中，部分生物膜可能脱离并接触在洗衣机中洗涤的衣服、毛巾、床单等。这种生物膜与衣服接触可能不期望地且不可逆地使在洗涤过程中与分离的生物膜接触的衣物被污染并在其上留下残留气味。
顶装式和前装式洗衣机都经历臭味(既在机器中又转移到衣服中)以及霉菌和污染问题。这些问题被认为源于在包括垫圈的部件上的生物膜形成。数月后，消费者通常可以看到橡胶门波纹管上的污染。机器其他区域的生物膜造成的恶臭通常在现场使用三个月内引起注意。在最坏的情况下，机器的气味被转移到衣服上。
具有水接触表面的器具和设备中(特别是在洗衣机中)的微生物生长和增殖的问题在一定程度上已经通过对于制造更节能和环保的消费品的愿望显现出来。例如，洗护行业正在生产高效洗衣机，旨在在较低的洗涤水温度下清洁衣物。在一些国家已经执行限制此类器具中的水量和使用过量的液体洗衣剂的规定。因此，设计用于在较低温度和较低水量下清洁衣物的前装式洗衣机和机器的产量增加已经对能够减少和/或消除在这些机器内包含的水接触表面上的微生物生长的清洁组合物产生需要。
由洗衣机制造商提供的对这个问题的一个补救措施是包括清洁循环作为机器循环拨盘示出的标准的一部分。因此，用户护理指南和机器循环拨盘建议机器所有者，他们应该使用大量的漂白剂在机器上运行定期清洁循环。在一些洗衣机型号中，如高效率前装式机器，机器内置有指示器维护灯。该灯被设计成以规律的时间间隔(例如，每30天、每六个月等)打开，作为向消费者提醒，现在是在机器中运行清洁循环的时间。
例如，Yang等人的第2005/0262883号、Yang等人的第2005/0265890号以及Yang等人的第2005/0262645号的美国专利公开描述了一种其中包含除臭单元的洗衣机，用于从置于洗涤桶中的物体除去气味。电子鼻传感器基于桶中存在的气味颗粒或气体的类型和种类产生响应。通过将水喷洒到桶中的物体上并吹入热空气，从而将令人反感的气味颗粒移动到存在于桶的一侧上的空气出口来除去气味。该除臭循环与洗涤循环分开操作。除了除臭单元之外，洗衣机还可以具有臭氧生成单元和/或紫外线灯用于对物体进行除臭。
另外，Kubota等人的第6,463,766号美国专利公开了一种具有防止微生物繁殖的装置的洗衣机。制造具有沉积部分的洗衣机，所述沉积部分在从水源到洗涤桶(即，分水线)的供水软管中，所述供水软管还包括放置在其中的固体抗菌剂。固体抗菌剂包含在盒壳(cassette case)中。当与水接触时，固体抗菌剂，例如含有氮和卤原子的有机化合物释放抗菌剂例如次卤酸到洗衣机的水中。抗菌模式以消费者能够选择激活的洗衣机上的循环来设置。该产品需要过滤器，用于捕获从固体形状中折断并且可能进入的洗衣机任何抗菌剂片。如果这些片要进入洗衣机，则抗菌剂可能会使洗涤桶中所含的洗涤物品褪色。使抗菌剂运行到机器中的循环时间也比正常洗涤周期长。
Davenet等人的第2003/0008085号美国专利公开涉及控制这个问题的其它尝试，其公开了一种用于在洗衣机中容纳脏污衣物的洗衣袋。洗衣袋可以包括分配单元，其允许将漂白剂延迟释放到洗衣机中。
因此，由于洗衣机目前被设计成成安装有清洁循环用于消费者使用以防止/去除细菌生长，因此对可以添加到机器中以在清洁循环期间使用的化学组合物存在需要。其他人对制造用于本文所述的器具和设备的清洁组合物的尝试包括漂白剂或含漂白剂的组合物和其它过氧化物基的组合物，如将由本文实例所示，其不能充分地清洁和除去来自具有水接触表面的机器内部的微生物、生物膜和任何其他积累。此外，使用漂白剂或含漂白剂的产品(例如，氯漂白剂产品)通常会导致机器内各种部件的腐蚀问题。
本公开处理并克服了上述问题。作为本发明的一个潜在优选的实施方式，膜封装的清洁组合物通常由包含在膜包装或袋内的颗粒状粉末组成。颗粒状粉末形式的清洁组合物通常包括：(a)大多数重量的过碳酸盐基化合物，诸如过碳酸钠，(b)金属螯合剂，诸如EDTA和/或有机酸，诸如柠檬酸或酒石酸，和(c)有机酸组分，例如柠檬酸或酒石酸。在一些情况下，螯合剂和酸组分可以是相同的化合物或可以是不同的化合物。清洁组合物可任选地包括稀释剂/填充剂，诸如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、滑石、聚乙二醇、多元醇、糖、环糊精、淀粉、天然树胶、纤维素胶、微晶纤维素、甲基纤维素、纤维素醚、羧甲基纤维素钠、乙基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、果胶、藻酸盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯噁唑烷酮、聚乙烯醇等及其组合；香料；防腐剂，诸如苯甲酸钠；和/或抗腐蚀剂，诸如苯甲酸钠、羧酸盐和酸酐。该组合物理想地适用于减少和/或消除微生物生长，包括包含在器具内和/或器具上的生物膜生长和浮渣积聚，特别是诸如洗衣机和洗碗机的具有水接触表面的那些器具。与以前描述的许多解决方案不同，本发明的组合物对机器部件、衣服、餐具、化粪池/污水系统等不产生负面影响。另外，该组合物已被设计成在机器循环条件(时间、温度、水量等)下工作，并设计成减少或消除生物和非生物的积累。由于这些原因和本文将要描述的其它原因，本发明的膜封装的清洁组合物代表了相对于现有技术的有用进步。
发明内容
本发明涉及膜封装的清洁组合物，其包括：(a)颗粒状清洁材料，其中所述清洁材料包括：(i)大多数重量的过碳酸盐基化合物；(ii)有机酸组分；(iii)金属螯合剂；和(iv)任选地，至少一种选自稀释剂、填料、防腐剂、抗腐蚀剂和香料的组分；和(b)膜组分，其中所述膜组分是聚合的，并且其中所述膜形成包围所述颗粒状清洁材料的外壳，使得颗粒状清洁材料被包含在膜外壳内。
另一方面，本发明涉及清洁自动洗衣机的方法，其包括以下步骤：(a)提供具有洗涤桶和清洁循环的自动洗衣机；(b)将权利要求1所述的膜封装的清洁组合物添加到自动洗衣机的洗涤桶中；(c)激活自动洗衣机的清洁循环；(d)使清洁循环溶解膜封装的清洁组合物的膜组分；(e)使清洁循环将颗粒状清洁材料分散到自动洗衣机的洗涤桶中；和(f)使颗粒状清洁材料清洁自动洗衣机。
在另一方面，本发明涉及一种非氧化剂固体清洁组合物，其包括(a)膜组分，和(b)包括大多数重量的过碳酸盐基化合物、阻燃剂体系和羧酸化合物的粒状清洁组合物。
在另一方面，本发明涉及一种清洁自动洗衣机的方法，其包括以下顺序的步骤：(a)提供具有洗涤桶的自动洗衣机；(b)向洗涤桶中添加膜封装的清洁组合物，其中所述清洁组合物包括大多数重量的过碳酸盐基化合物、阻燃体系和羧酸化合物；(c)向洗涤桶中添加足量的水以使清洁组合物溶解并形成水和清洁组合物的混合物；(d)搅拌步骤“c”的混合物；(e)从洗涤桶中去除步骤“c”的混合物；和(f)冲洗洗涤桶。
具体实施方式
本发明涉及一种用于清洁器具的膜封装的清洁组合物。该清洁组合物通常以颗粒或粉末形式提供，并且被封装或包裹在膜材料中。颗粒状粉末形式的清洁组合物通常包括：(a)大部分重量的过碳酸盐基化合物，诸如过碳酸钠，(b)金属螯合剂，诸如EDTA和/或有机酸，诸如柠檬酸或酒石酸，和(c)有机酸组分，诸如柠檬酸或酒石酸。在一些情况中，螯合剂和酸组分可以是相同的化合物或可以是不同的化合物。清洁组合物可以任选地包括稀释剂/填料，诸如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、滑石、聚乙二醇、多元醇、糖、环糊精、淀粉、天然树胶、纤维素胶、微晶纤维素、甲基纤维素、纤维素醚、羧甲基纤维素钠、乙基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、果胶、藻酸盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯噁唑烷酮、聚乙烯醇等及其组合；香料；防腐剂，诸如苯甲酸钠；和/或抗腐蚀剂，诸如苯甲酸钠、羧酸盐和酸酐。
过碳酸盐基化合物包括例如过碳酸钠化合物。过碳酸钠也以其他名称所知，诸如碳酸钠过氧水合物和过氧碳酸钠。
一种适用于本发明的固体清洁组合物的市售过碳酸盐基的产品是可从SolvayChemicals获得的FB 400过碳酸钠。该产品是一种自由流动的白色颗粒状粉末，且平均粒径为400-550微米。该产品还含有相当于27.5％过氧化氢的活性可用氧含量。
在一个方面，过碳酸酯基化合物可以以总组合物重量的1wt％至95wt％、10wt％至75wt％、30wt％至75wt％的范围存在，或以总组合物重量的50wt％至70wt％的范围存在。因此，过碳酸盐基化合物可以构成清洁组合物的大多数重量。
金属螯合剂可以选自乙二胺四乙酸(“EDTA”)、四乙酰乙二胺(“TAED”)、水溶性羧酸化合物(包括酒石酸、柠檬酸、乙醇酸、天冬氨酸、苹果酸、富马酸、己二酸等及其混合物)及其组合。金属螯合剂可有助于从机器中除去沉积物和/或从生物膜中除去钙，以削弱其结构并允许更容易地除去生物膜。在一个方面，金属螯合剂可以以总组合物重量的0.001wt％至30wt％、0.01wt％至20wt％、以总组合物重量的0.1wt％至15wt％的范围存在，或以总组合物重量的1wt％至10wt％的范围存在。
酸组分可以基于其功能性和与清洁组合物的其它成分的相容性来选择。功能性可以包括诸如起泡、溶解速率等的特征。还优选选择容易以粉末形式可用的酸组分。合适的酸组分的实例包括羧酸，诸如苹果酸、酒石酸、葡萄糖酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸、己二酸、乳酸等，及其混合物。羧酸倾向于为清洁组合物提供起泡特征。酸组分的另外的非限制性实例包括乳酸和硼酸。可以使用任何前述酸组分的混合物。
在一个方面，酸组分可以以总组合物重量的0.001wt％至60wt％、0.01wt％至40wt％、0.1wt％至30wt％的范围存在，或以总组合物重量的1wt％至50wt％的范围存在。
清洁组合物可以任选地包括防腐剂，诸如苯甲酸钠。清洁组合物还可以包括抗腐蚀剂，诸如苯甲酸钠、羧酸盐和酸酐。
存在膜组分以封装、包裹和/或容纳颗粒状粉末清洁组合物。膜组分由聚合物材料组成。膜组分包括选自下述的材料：聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧烷、丙烯酰胺、丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚醋酸乙烯酯、多元羧酸和盐、聚氨基酸或肽、聚酰胺、聚丙烯酰胺、马来酸/丙烯酸的共聚物、包括淀粉和明胶的多糖、天然树胶如黄原胶和卡拉胶(carragum)等，或其组合。在一个方面，膜的厚度在1微米至300微米的范围内、在2微米至200微米的范围内、在5微米至150微米的范围内或在10微米至100微米的范围内。
膜组分的优选特征在于它是水溶性或水分散性的。膜组分的特征还在于至少部分地是半透明或透明的。透明度意指在光可见光谱(410至800nm)内的透射率大于20％，优选地大于30％，更优选地大于40％，甚至更优选地大于50％。在光的可见光谱的波长表现出大于20％的透射率的点，为了本发明的目的，其被认为是透明的。
膜封装的清洁组合物的具体形状可以根据其最终用途应用来改变。因此，膜封装的清洁组合物可以是矩形、圆盘、管、圆筒、瓶等或类似的形状。
可以将一种或多种任选的成分加入到膜封装的清洁组合物中。例如，可以在清洁组合物中包含向清洁组合物提供所需气味的化合物，诸如香料或香水。香料或香水可以是已知的赋予组合物所需气味的任何化合物。可以在组合物中包含香料，以在除去引起异味的微生物和生物膜之后使机器具有新鲜、清洁的香味。香料可以由天然存在的化合物组成，或者它可以由合成制备的化合物组成。香料可包括油(仅作为实例)，诸如柠檬油。一方面，香料可以以总组合物重量的0.001wt％至20wt％的范围、0.01wt％至10wt％、0.1wt％至5wt％的范围存在，或以总组合物重量的0.1wt％至3wt％的范围存在。
稀释剂/填料也可以包含在膜封装的清洁组合物中。稀释剂/填充剂可以是，例如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、滑石、聚乙二醇、聚丙二醇、多元醇、糖、环糊精、淀粉、天然树胶、纤维素胶、微晶纤维素、甲基纤维素、纤维素醚、羧甲基纤维素钠、乙基纤维素、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、果胶、藻酸盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯噁唑烷酮、聚乙烯醇等，以及其混合物。在填料/稀释剂为碳酸盐化合物的情况下，化合物的粒径优选小于过碳酸盐基化合物。因此，碳酸盐基填料可以通过占据过碳酸盐基化合物之间的小空间来补充过碳酸盐基化合物。此外，填料/稀释剂可以用作清洁组合物中存在的其它化合物的载体。例如，填料/稀释剂可以用作添加到组合物中的液体成分的载体。在该功能下，填料/稀释剂可有助于提供其中所有成分均匀分散在组合物内的清洁组合物。
在一个方面，填料/稀释剂化合物可以以总组合物重量的0.001wt％至90wt％、1wt％至60wt％、5wt％至35wt％、10wt％至30wt％的范围存在，或甚至为总组合物重量的1wt％至5wt％。
取决于组合物的具体最终用途，可将其它成分加入到固体清洁组合物中。这些添加剂可以包括，例如消泡剂(defoamers)或抗起泡剂(antifoaming agents)、表面活性剂、防腐剂、杀虫剂、阻燃剂、着色剂、抗真菌剂、抗菌剂、起泡剂、缓释剂、包衣剂、去污剂、抗腐蚀剂、填料、除臭剂等，及其混合物。在一个方面，这些其它添加剂可以以清洁组合物的重量的0.001wt％至25wt％、0.01wt％至15wt％的范围存在，以及以清洁组合物重量的0.1wt％至5wt％的范围存在。
合适的阻燃剂包括碱金属和碱土金属氢氧化物、碳酸盐和硫酸盐，氢氧化铝，含有铝和钙或镁的氢氧化物和碳酸盐矿物，以及其组合。优选地，阻燃剂可溶于水。最优选地，阻燃剂是碱金属和碱土金属硫酸盐，以及优选是硫酸镁和硫酸钠。硫酸钠和硫酸镁的组合也改善了清洁组合物的溶解速率，使得在清洁循环结束时不残留固体残余物。如本文所用，改善的溶解速率是指当与自动洗衣机(或其他器具)的清洁循环一起使用时清洁组合物的最佳溶解速率。换句话说，本发明的清洁组合物被设计成相对于自动洗衣机(或其他器具)的清洁循环的时间和水温以最佳速度溶解。一方面，阻燃剂的存在范围为总清洁组合物重量的5wt％至40wt％。
可能需要消泡剂或抗起泡剂以帮助在清洁循环期间防止或减少起泡。消泡剂的非限制性实例包括含硅氧烷的化合物、矿物油、脂肪酸等及其组合。
除了含有过氧化物的成分之外，还可使用额外的碱性来源以提高清洁性能。合适的碱性成分包括碱金属盐，诸如碳酸盐，碱金属氢氧化物或硅酸盐或类似物。实例包括氢氧化钠或氢氧化钾、硅酸钠或硅酸钾或偏硅酸盐或偏硅酸五水合物。其他碱性来源包括乙醇胺和胺等。
可以加入表面活性剂以帮助降低洗衣机中的水的表面张力和/或使沉积物松散以便除去。表面活性剂可以选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、无机表面活性剂及其组合。非离子表面活性剂、无机表面活性剂及其组合可以是优选的表面活性剂。这些优选的表面活性剂的具体实例包括季铵化合物、胺(诸如椰油烷基二甲基胺)、醇乙氧基化物(诸如月桂醇乙氧基化物)、烯化氧聚合物和共聚物(诸如环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物)及其组合。
合适的除臭剂可以包括含锌化合物。例如，可以使用蓖麻醇酸锌、十一烯酸锌及其组合。一种市售的含锌化合物是SorbPY88TQ，可从Evonik Industries AG ofEssen(德国)获得的蓖麻醇酸锌小球。
本发明还涉及含有过氧化物部分的非氧化性(如第5类5.1小类固体氧化剂试验定义)清洁组合物和制备清洁组合物的方法。过氧化物对有机物质具有漂白效果，因此通常以氧化剂的形式加入到一些洗涤剂中。过碳酸钠是在家庭和洗衣清洁产品中常用的这种氧化成分。当溶于水时，过碳酸钠分解成过氧化氢和碳酸钠。然而，已知过碳酸钠(和含有过碳酸钠的组合物)具有差的储存稳定性，并且通常已经添加添加剂以涂覆过碳酸钠并降低其对水分的敏感性。这些添加剂包括偏硼酸、硼酸和硼酸盐(US 5,658,873；EP0567140)，碱金属或碱土金属硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐和氯化物(US 4,325,933；US 5,851,420；US 5,462,804；EP 0634482)，以及单羧酸和二羧酸(EP0407189)。
尽管这些涂布添加剂提高了储存稳定性，但过碳酸钠仍然是第5类5.1小类的固体氧化剂。因此，暴露于水分和/或某些温度可能引发过碳酸钠的自加速分解，这可能导致不希望的热和氧释放。
因此，仍然需要一种包含大部分过氧化物部分的组分的固体清洁组合物，其根据第5类5.1小类为非氧化剂。
因此，本发明还包括一种膜封装形式的包含大部分重量的过氧成分的固体清洁组合物，其为非氧化性第5类5.1小类固体。该组合物可以包含至少一种阻燃剂。此外，当在高效洗衣机的清洁循环中使用(洗衣机或其他器具的洗涤桶在清洁循环后基本上无残留物)时，清洁配方不会留下固体残余物。
包含过氧化物生成成分的非氧化性清洁组合物包含大部分重量的氧化剂。如本文所述，氧化剂包括在水中分解并释放过氧化氢的那些材料。合适的氧化剂包括过碳酸盐、过硼酸盐、过硫酸盐、过磷酸盐、过硅酸盐及其混合物。
膜封装的清洁组合物由颗粒状粉末颗粒组成。在一个方面，根据本发明的颗粒组合物的组分的平均粒度应该使得不超过5％的颗粒直径大于1.7mm，并且不超过5％的颗粒是直径小于0.5mm。如本文所定义的术语“平均粒度”通过将组合物的样品在一系列泰勒筛上筛选成多个部分(通常为5个部分)来计算。将由此获得的部分重量相对于筛孔的孔径进行绘图。平均粒度取为样品重量的50％通过的孔径。
另一方面，颗粒可以具有均匀或不均匀的尺寸。可能希望颗粒形状在尺寸上大于四分之一英寸，使得粒状颗粒不会从洗涤桶底部的洞中掉落。
颗粒状粉末清洁组合物的形成可以通过本领域已知的用于产生粒状颗粒的常规标准方法来实现。如果组合物的成分以液体形式提供，则应通过本领域技术人员已知的用于从组合物中除去液体的任何方式使其脱水。例如，脱水可以通过加热组合物——诸如在热空气烘箱中、通过蒸发、通过暴露于红外源等及其组合来实现。
在清洁组合物脱水后，剩余的干燥残余物可以与其它成分(诸如前述的那些)组合，并形成所需的颗粒形状和尺寸。这种形状处理可以通过任何已知用于形成颗粒的方式进行。在粒状颗粒形成之后，可以向颗粒外部添加其它添加剂。
然后将如此制得的颗粒状粉末颗粒封装在聚合物膜材料中。这种封装通过制造密封袋领域的技术人员已知的方法来实现。
膜封装的清洁组合物(或小袋)理想地适用于清洁器具，诸如自动洗衣机和洗碗机。与硬清洁片或球相反，本文描述的袋的一个优点是该袋表面所呈现的柔软度。已知清洁片或球会使自动洗衣机的内部洗涤桶产生凹痕。因此，使用柔软的膜封装的清洁组合物是相对于现有技术具有优势。
当构建本文所述的膜封装的清洁组合物时，需要考虑许多因素。例如，袋的溶解速度需要根据袋的最终用途来确定和计算。更具体地，在一个方面，在包括内置清洁循环的洗衣机中，袋在第一漂洗循环期间不应显著溶解。在第一漂洗循环之后，第二漂洗循环将开始，并且该袋应设计成在该第二漂洗循环期间完全溶解以便最佳地清洗洗衣机。理想地，袋和其中所含的粒状颗粒应基本上完全溶解在热水或冷水中，并应包含对机器或清洁循环已经执行后放入机器的衣物无害的成分。
应该考虑膜封装的清洁组合物的其它特征，诸如粒度和袋的整体尺寸。更具体地，粒状粉末清洁组合物不应该通过洗涤桶中的排水孔离开洗涤桶。袋应具有足够小的尺寸和重量，使其不会引发内置于洗衣机清洁循环内的重量传感器。清洁循环旨在感知在循环开始时机器中是否有衣服。如果洗衣桶中有一个过大的膜封装的清洁袋，重量传感器将检测到它，并向机器输送信号：应进行正常洗涤循环而不是清洁循环。这种情况会导致清洁产品、水和能量的浪费。
实施例
为了提供更详细的信息并且说明本发明相对于现有技术的优点，本发明的膜封装的清洁组合物、制备和评价方法在以下实施例中说明。提供以下实施例仅用于说明的目的，而不应被解释为以任何方式限制由所附权利要求限定的本发明的范围。
样品制备
制备具有以下配方的颗粒状清洁组合物：
粒状制剂1：
粒状制剂2：
配方 重量百分比 克数(100克)
酒石酸 9.50％ 9.5g
香料 0.50％ 0.5g
过碳酸钠 90.00％ 90.0g
粒状制剂3：
配方 重量百分比 克数(100克)
酒石酸 10.00％ 10.0g
香料 0.50％ 0.5g
山梨醇 29.50％ 29.5
过碳酸钠 60.00％ 60.0g
制剂1是类似于US 2009/0032063A1中描述的“制剂14”的组合物的比较清洁组合物，并相应地制备。
制剂2和3是本公开的清洁组合物并如下制备：
将过碳酸钠过筛并置于一夸脱大小的袋子中。然后将香料加入到过碳酸钠中，并将袋子翻转数分钟以确保均匀混合。然后加入酒石酸，再次将袋子翻转。然后加入山梨醇(制剂3)，再次将袋子翻转。
粒状制剂1、2和3被封装在本文描述的一个或多个膜中。
膜A、B和C各自为厚度为76微米的溶液浇铸、聚乙烯醇基、热塑性膜(可得自Monvisol，LLC of Merrillville(IN))。
实施例1–制剂1封装在膜A中。
实施例2–制剂1封装在膜B中。
实施例3–制剂1封装在膜C中。
实施例4–制剂2封装在膜A中。
实施例5–制剂2封装在膜B中。
实施例6–制剂3封装在膜A中。
实施例7–制剂3封装在膜B中。
测试和测试结果
通过将每个样品放置在经标记的高密度聚乙烯(HDPE)罐中并用盖封闭每个罐，对每个实施例1-7的膜封装的清洁组合物(或小袋)进行环境测试。在(1)环境温度和湿度下和(2)38℃和80％相对湿度下测试每个样品。在这样的条件下14天后对样品进行评价。
使用蒸馏水在10℃下进行300秒膜溶解度测试。
实施例1-3：
实施例1、2和3的目视观察显示没有膜或产品褪色。发生小袋膨胀，并且粒状产品粘附到内膜表面，并伴有一些膜凹陷。颗粒状清洁组合物在38℃和80％相对湿度的环境中储存时大部分固化。膜表现出差的抗撕裂性且不能伸展。颗粒状清洁组合物成功地包含在膜内。
由ATR光谱确定的膜溶解度测试显示出为维持溶解度所必需的结构改变。由于无法使膜适当变薄实现传输采样，因此不能计算增塑剂含量。膜水分值几乎没有变化。这些样品不能进行崩解试验，即样品不能在期望的300秒时间框内溶解。因此，粒状制剂1不适合用于膜A、B和C中。
实施例4-5：
实施例4和5的目视观察显示出很多产品粘附，且伴随白色膜褪色区域，这是由于膜表面上的产品结壳。膜的弹性(例如，膜拉伸的能力)不变。颗粒状清洁组合物成功地包含在膜内。
由ATR光谱确定的膜溶解度测试显示出为维持溶解度所必需的结构改变。增塑剂含量在实施例4中显示出平均降低20％，在实施例5中平均降低13％。在实施例4和5中，膜水分值增加2％。所有样品通过崩解试验，即样品能够在期望的300秒第二时间框溶解，除了实施例5在38℃和80％相对湿度环境下。
实施例6-7：
实施例6和7的目视观察显示出一些产品粘附，但是没有膜或产品褪色区域。膜的弹性(例如，膜拉伸的能力)不变。颗粒状清洁组合物成功地包含在膜内。
由ATR光谱确定的膜溶解度测试显示出为维持溶解度所必需的结构改变。增塑剂含量在实施例6中显示出平均降低25％，实施例7中平均降低20％。在实施例6和7中，膜水分值增加1％。所有样品通过崩解试验，即样品能够在期望的300秒第二时间框溶解。
使用以下制剂制备其它实施例：
粒状制剂4：
粒状制剂5：
膜D(M8630)和E(M8310)各自为厚度为38微米的溶液浇铸、聚乙烯醇基、热塑性膜(可得自Monvisol，LLC of Merrillville(IN))。
实施例8是制剂4和膜D的膜封装的清洁组合物。
实施例9是制剂4和膜E的膜封装的清洁组合物。
实施例10是制剂5和膜D的膜封装的清洁组合物。
实施例11是制剂5和膜E的膜封装的清洁组合物。
制剂4和5是本公开的清洁组合物并按如下制备：
将碳酸钠和酒石酸置于一夸脱大小的袋子中，并将袋子翻转数分钟。然后加入硫酸钠，再次将袋子翻转数分钟。然后加入硫酸镁，再次将袋子翻转。将这些粉末材料均匀混合后，将L-81、PPG 425和香料加入到袋子中并翻转直到均匀混合。然后将聚乙烯吡咯烷酮和偏硅酸钠五水合物加入袋子中并混合。接着，将含锌化合物加入到袋子中并混合(仅用于制剂5)。然后将过碳酸钠加入到袋子中并再次翻转。最后，将苯甲酸钠加入到袋子中并翻转3分钟。
在三种不同的环境中测试实施例8至11中每个的各种参数：在环境温度和湿度下，在38℃和80％相对湿度下，以及38℃和10％相对湿度下。在第零天(未暴露)、第14天、第28天和第42天(仅在38℃和10％相对湿度环境下)进行样品的目测评估。
测试结果：
对于实施例8，在所有三种环境中，样品的目视观察显示：(a)没有可见的膜或产品褪色，(b)在暴露于所有环境时，弹性仅显示稍微降低，和(c)在所有三个环境下，产品(粒状洗涤剂粉末)被成功地包在膜内。
还测试了断裂伸长率。结果如下所示：
实施例8的伸长率
平均值/标准偏差，n＝3 断裂伸长率(％)
未暴露 392/47
42天@23℃,50％RH 397/35
42天@38℃,80％RH 276/70
42天@38℃,10％RH 291/37
已暴露的膜的伸长值在环境条件(23℃，50％RH)下不受影响，而与未处理、未暴露材料相比，在38℃下的环境中暴露的膜的伸长值略微降低。
根据MonoSol标准测试方法205(MonoSol Standard Test Method 205)，在所有三种环境中，在10℃的蒸馏水中进行膜溶解度测试。结果如下：
实施例8的膜溶解度
平均值/标准偏差 完全溶解时间(秒) 崩解时间(秒)
未暴露 22/1 9/0
14天@环境温度和RH 27/3 11/0
28天@环境温度和RH 33/4 11/1
42天@环境温度和RH 24/1 11/1
14天@38℃,80％RH 33/3 13/1
28天@38℃,80％RH 38/3 13/1
42天@38℃,80％RH 35/5 14/1
42天@38℃,10％RH 24/1 13/1
测试结果表明，在所有测试环境中产品暴露后，需要最小的时间提高来启动崩解和完全溶解。
对于实施例9，在所有三种环境中，样品的目视观察显示：(a)没有可见的膜或产品褪色，(b)在暴露于所有环境时，弹性仅显示稍微降低，和(c)在所有三个环境中，产品(粒状洗涤剂粉末)被成功地包在膜内。
还测试了断裂伸长率。结果如下所示：
实施例9的伸长率
与未处理、未暴露材料相比，在所有测试条件下已暴露的膜的伸长值降低。
根据MonoSol标准测试方法205，在所有三种环境中，在10℃的蒸馏水中进行膜溶解度测试。结果如下：
实施例9的膜溶解度
平均值/标准偏差 完全溶解时间(秒) 崩解时间(秒)
未暴露 29/1 15/1
14天@环境温度和RH 36/2 16/1
28天@环境温度和RH 35/1 16/1
42天@环境温度和RH 30/2 16/1
14天@38℃,80％RH 40/2 20/1
28天@38℃,80％RH 55/8 25/3
42天@38℃,80％RH 49/3 28/2
42天@38℃,10％RH 28/1 16/2
测试结果表明，在38℃和80％RH环境下产品暴露后，需要较小的时间提高来启动崩解和完全溶解。
对于实施例10，在所有三种环境中，样品的目视观察显示：(a)没有可见的膜或产品褪色，(b)在暴露于所有环境时，弹性仅显示稍微降低，和(c)在所有三个环境中，产品(粒状洗涤剂粉末)被成功地包在膜内。
还测试了断裂伸长率。结果如下所示：
实施例10的伸长率
平均值/标准偏差,n＝3 断裂伸长率(％)
未暴露 392/47
42天@23℃,50％RH 394/20
42天@38℃,80％RH 244/40
42天@38℃,10％RH 260/18
已暴露的膜的伸长值在环境条件(23℃，50％RH)下不受影响，而与未处理、未暴露材料相比，在38℃下的环境中已暴露的膜的伸长值降低。
根据MonoSol标准测试方法205，在所有三种环境中，在10℃的蒸馏水中进行膜溶解度测试。结果如下：
实施例10的膜溶解度
平均值/标准偏差 完全溶解时间(秒) 崩解时间(秒)
未暴露 22/1 9/0
14天@环境温度和RH 23/1 10/1
28天@环境温度和RH 31/2 11/0
42天@环境温度和RH 23/4 11/1
14天@38℃,80％RH 32/2 11/1
28天@38℃,80％RH 43/8 14/2
42天@38℃,80％RH 35/1 13/2
42天@38℃,10％RH 24/2 12/1
测试结果表明，在所有的测试环境下产品暴露后，需要最小的时间提高来启动崩解和完全溶解。
对于实施例11，在所有三种环境中，样品的目视观察显示：(a)没有可见的膜或产品褪色，(b)在暴露于所有环境时，弹性仅显示稍微降低，和(c)在所有三个环境中，产品(粒状洗涤剂粉末)被成功地包在膜内。
还测试了断裂伸长率。结果如下：
实施例11的伸长率
平均值/标准偏差,n＝3 断裂伸长率(％)
未暴露 422/19
42天@23℃,50％RH 412/36
42天@38℃,80％RH 119/51
42天@38℃,10％RH 329/70
已暴露的膜的伸长值在环境条件(23℃，50％RH)下不受影响，而与未处理、未暴露材料相比，在38℃下的环境中已暴露的膜的伸长值降低。
根据MonoSol标准测试方法205，在所有三种环境中，在10℃的蒸馏水中进行膜溶解度测试。结果如下：
实施例11的膜溶解度
平均值/标准偏差 完全溶解时间(秒) 崩解时间(秒)
未暴露 29/1 15/1
14天@环境温度和RH 30/0 16/1
28天@环境温度和RH 40/3 17/1
42天@环境温度和RH 27/2 14/2
14天@38℃,80％RH 38/1 20/2
28天@38℃,80％RH 55/6 29/5
42天@38℃,80％RH 53/6 29/1
42天@38℃,10％RH 29/1 17/1
测试结果表明，在38℃和80％RH的测试环境中产品暴露后，需要较小的时间提高以启动崩解和完全溶解。
本文引用的所有参考，包括出版物、专利申请和专利在此通过引用并入本文，其程度如同每个参考被单独地和具体地指示通过引用并入并且其全部内容在本文列出。
除非在本文另有说明或明显地与上下文相矛盾，在描述本申请主题的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)，使用术语“一个(a)”和“一个(an)”和“所述(the)”以及类似的指示物应被解释为涵盖单数和复数。除非另有说明，术语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”和“包含(containing)”将被解释为开放式术语(即，意为“包括但不限于”)。除非本文另有说明，本文中值的范围的描述仅旨在用作单独提及落在范围内的每个单独值的简写方法，并且将每个单独的值并入本说明书中，如同在本文中单独列举一样。本文所述的所有方法可以以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾。除非另有声明，使用本文中提供的任何和所有实施例或示例性语言(例如，“诸如”)仅旨在更好地阐明本申请的主题，并且不对主题的范围构成限制。说明书中的任何语言不应被解释为表示任何未被要求保护的元素作为实践本文描述的主题的必需。
本文描述了本申请的主题的优选实施方式，包括发明人已知的用于执行所要求保护的主题的最佳模式。在阅读前面的描述之后，这些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员来说可能变得显而易见。本发明人期望本领域技术人员适当地应用这些变化，并且本发明人打算以与本文具体描述的不同的方式实施本文所述的主题。因此，本公开包括适用法律允许的所附权利要求中所述的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，本公开内容涵盖了上述元素的所有可能变化的任何组合。

Claims (20)

1.一种膜封装的清洁组合物，包括：
(a)颗粒状清洁材料，其中所述清洁材料包括：
(i)大部分重量的过碳酸盐基化合物；
(ii)有机酸组分；
(iii)金属螯合剂；和
(iv)任选地，至少一种选自稀释剂、填料、防腐剂、抗腐蚀剂和香料的组分；
和
(b)膜组分，其中所述膜组分是聚合的，并且其中所述膜形成包围所述颗粒状清洁材料的外壳，使得所述颗粒状清洁材料包含在所述膜外壳内。
2.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述过碳酸盐基化合物以所述组合物的1wt％至95wt％的范围存在。
3.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述过碳酸盐基化合物是过碳酸钠。
4.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述金属螯合剂是有机酸。
5.如权利要求4所述的膜封装的清洁组合物，其中所述有机酸是与权利要求1中的组分(ii)相同的有机酸。
6.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述有机酸以所述组合物的0.001wt％至60wt％的范围存在。
7.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述有机酸组分是羧酸。
8.如权利要求7所述的膜封装的清洁组合物，其中羧酸选自：柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸、葡萄糖酸、天冬氨酸、己二酸、乳酸及其混合物。
9.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述膜组分选自：聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧烷、丙烯酰胺、丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚醋酸乙烯酯、多元羧酸和盐、聚氨基酸或肽、聚酰胺、聚丙烯酰胺、马来酸/丙烯酸的共聚物、多糖、天然树胶及其组合。
10.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述膜组分具有在1至300微米范围内的厚度。
11.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中构成所述颗粒状材料的组分的平均粒度的特征在于不超过5％的粒子直径大于1.7mm，以及不超过5％的粒子直径小于0.5mm。
12.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述填料或稀释剂中的至少一种是碳酸盐基化合物。
13.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述颗粒状清洗材料还包括多元醇化合物。
14.如权利要求13所述的膜封装的清洁组合物，其中所述多元醇化合物是山梨醇。
15.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述颗粒状清洗材料还包括糖化合物。
16.如权利要求15所述的膜封装的清洁组合物，其中所述糖化合物是葡萄糖。
17.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述颗粒状清洗材料还包括多元醇化合物和糖化合物。
18.如权利要求17所述的膜封装的清洁组合物，其中所述多元醇化合物是山梨醇，以及所述糖化合物是葡萄糖。
19.如权利要求1所述的膜封装的清洁组合物，其中所述金属螯合剂是羧酸。
20.如权利要求19所述的膜封装的清洁组合物，其中所述羧酸是酒石酸。
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