JP2004507611A - 改善された溶解度特性を有する顆粒状漂白剤活性化剤 - Google Patents
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Abstract
比較的低い分布範囲内に入る寸法及び形状を有する顆粒状漂白剤活性化剤押出物。漂白剤活性化剤は、顆粒状洗剤組成物に組み入れられた時に改善された溶解度を示し、製品分離が少ない。さらに、洗浄性界面活性剤及び漂白剤活性化剤押出物を包む顆粒状洗剤組成物が提供される。押出成形された漂白剤活性化剤粒子の成形方法も提供される。
Description
【0001】
(関連出願に対する相互参照)
本特許出願は、2000年8月30日にカペシ(Capeci)らにより出願された米国特許仮出願第60/228,988号の優先権を主張する。
【0002】
(技術分野)
本発明は洗剤及び織物処理用途に使用するための改善された溶解度特性を有する顆粒状漂白剤活性化剤に関する。
【0003】
(発明の背景)
近年、洗剤産業においては、顆粒状洗剤製品、特に漂白剤活性化剤を含有する顆粒状洗剤製品のクリーニング性能及び価格を維持しながら液状洗濯洗剤製品の便利さ、美観及び溶解性を有する洗濯用洗剤への関心が高まっている。しかし、過去の顆粒状組成物に伴う美観、溶解性及びユーザーの便利さに関する問題は手ごわい。このような問題は、一般に洗浄溶液にすぐに溶解しない「コンパクト」又は低投量の顆粒状製品の出現によって悪化した。これらの低投量の顆粒製品は、資源を保全することと使用前は消費者に便利な小さなパッケージで販売できることから現在需要が大きいが、洗濯機に投入する時はボトルから直接注ぐだけの液体洗濯製品と比べて不便である。
【0004】
漂白剤活性化剤を含有する低投量又は「コンパクト」洗濯製品は、残念ながら、特に低温の洗濯溶液(すなわち約30℃未満)中での溶解の問題が生じる。より具体的には、洗剤製品の溶解が不十分なために、通常の洗濯サイクル後の洗濯機内または洗濯された衣料上に残る固体白色物として出現する「塊」が形成される。これらの「塊」は、特に低温洗浄条件下及び/又は洗濯機に投入する順序が最初に洗濯洗剤、二番目に衣類、最後に水の場合(一般に「逆順序投入」または「ROOA」として知られる)に現れやすい。このような好ましくない「塊」は、消費者が洗濯機に衣類、洗剤、その後水の順序で投入する場合にも生成する。
【0005】
この集塊現象は、投入引出(dispenser drawers)を装備した洗濯機内またはグラニュレットのような他の投入装置内で顆粒状洗濯製品の不完全な分配を招く原因となりうる。この場合、望ましくない結果は、投入装置内での未溶解の洗剤及び漂白剤活性化剤残留物である。
【0006】
顆粒状漂白剤活性化剤は一般に洗浄性界面活性剤及び洗剤ビルダーと組み合わせて種々の洗剤組成物に使用されている。このような組成物では、上述の溶解問題の原因が界面活性剤含有粒子間の「ゲル様」物質の「架橋」による望ましくない「塊」の形成と関連することが明らかにされている。粒子が塊になる望ましくない架橋の原因であるゲル様物質は水性洗濯溶液への界面活性剤の部分溶解から生じ、その際このような部分溶解は他の界面活性剤含有粒子を一緒に塊に結合又は架橋する高粘性界面活性剤の相又はペーストの形成を引き起こす。この望ましくない溶解現象は一般に「塊ゲル」形成と呼ばれる。
【0007】
粘性界面活性剤の架橋作用に加えて、無機塩は水和する傾向があり、この水和によって互いに結合する粒子の架橋も引き起こす。特に、無機塩は互いに水和して、溶解性が低く最終的には洗浄サイクル後に塊になるかご形構造を形成する。したがって、クリーニング性能の改善を得るため、上記の溶解問題を生じない洗剤組成物を有することが望ましい。
【0008】
従来技術には、漂白剤活性化剤粒子を含有する顆粒状洗剤組成物に伴う溶解問題に対処する開示が豊富に存在する。例えば、従来技術は、洗濯サイクル中に水和塩の架橋によって塊を生じさせる無機塩の使用及び方法の制限を示唆している。選択された無機塩に固有の比が溶解問題が最小になるように熟慮される。しかし、このような溶液は、現在の大量洗剤製品の商業化に必要な処方及び方法の柔軟性を抑制する。従来技術によって種々の他の機構が示唆されているが、そのすべてが処方変更を必要とし、それによって処方の柔軟性を低下する。したがって、結論として、処方の柔軟性を大幅に抑制することなく溶解度が改善された洗剤組成物を得ることが望ましい。それ故に、幅広い条件わたって、顆粒状洗剤組成物及びその顆粒状成分の性能に対する機構面からのアプローチ及び従来の顆粒洗剤及び組成物よりも分散性及び溶解度が改善された顆粒状組成物についてのアプローチを識別する必要が残っている。処方の柔軟性を抑制せずにこうした分散性及び溶解度の改善に貢献する顆粒状漂白剤活性化剤の識別及び制御された製造が不可欠である。
【0009】
顆粒状洗剤に関するさらなる問題は、使用前の輸送及び保管時の洗剤成分の分離である。分離は主に、異なる寸法、形状及び重量を有する異なる洗剤成分の存在によるものである。時間の経過及び組成物の移動又は振動によって、小さく、重い成分が洗剤容器の底へ沈降する傾向がある。この洗剤組成物成分の分離の結果、消費者は目的とする洗剤処方をもはや含有しない組成物を投入する可能性がある。従来技術は、すべての洗剤成分を分離できない1つの粒子又は粒塊に結合することでこの問題を克服しようと試みてきたが、これらの成分の多くは反応性であり、この方法で結合すると分解する傾向がある。このように、顆粒状成分が比較的均一な寸法と形状を持ち、それによってこの分離作用を抑制する洗剤組成物の必要性が依然として存在する。
【0010】
漂白剤活性化剤顆粒の形成に関するさらにもう1つの問題は、比較的均一な寸法及び形状を有する顆粒又は粒子状押出物の製造にある。一般的には、漂白剤活性化剤は押出成形され、その後近似した寸法に粉砕される。しかしながら、粉砕は不正確な処理であり、目標寸法の顆粒から分離して再利用するか処理しなければならない大量の微紛及び過大粒子を発生する傾向がある。このように、配合者が選択した均一な寸法と形状を有する漂白剤活性化剤の製造を可能にする方法の必要性も依然として存在する。
【0011】
顆粒状漂白剤活性化剤は、織物製造における種々の方法にも使用される。洗浄性界面活性剤及び無機塩の存在が関連すると考えられる溶解問題はこうした用途では存在しない場合があるが、優れた溶解度を含めた均一な物理的及び性能特性を有する顆粒状漂白剤活性化剤押出物が利用できることが高く望まれる。
【0012】
(発明の概要)
本発明の1つの態様によると、均一な長さ及び直径を有する円筒形の漂白剤活性化剤押出物が提供される。漂白剤活性化剤は次の一般式を有する:
【化8】
上式において、Rは、約5〜約18個の炭素原子を含有するアルキル基であり、ここでカルボニル炭素を包含し、カルボニル炭素から延伸した最長の直鎖アルキルは、約6〜約12個の炭素原子を含有し、Lは脱離基であり、その共役酸が約6〜約13のpKαを有し、その際前記漂白剤活性化剤は約450μm〜約1000μmの平均粒径、約450μm〜約3500μmの平均押出長さを有する円筒形粒子の形状である。この円筒形漂白剤活性化剤押出物は、改善された溶解度、流動性を有し、顆粒状洗剤組成物中のような、他の顆粒状物質と混合された時に製品の沈降又は分離が少ない。
【0013】
本発明のさらなる態様においては、均一な直径及び長さを有する円筒形漂白剤活性化剤を含有する顆粒状洗剤組成物が提供される。顆粒状洗剤組成物は、粒子状洗浄性界面活性剤、粒子状洗剤ビルダー及び有効量の円筒形漂白剤活性化剤顆粒を含有し、その際漂白剤活性化剤顆粒は粒子状界面活性剤及びビルダーと実質的に同じ直径及び長さを有する。顆粒状洗剤組成物は改善された溶解度、流動性を示し、保管中の製品の沈降が少ない。それ故、本発明の目的は、使用前の安定性に優れ、容認できる物理的特性を有する漂白剤活性化剤粒子を含有する洗剤組成物を提供することにある。
【0014】
本発明の方法の態様によると、均一な直径及び長さを有する顆粒を製造するように漂白剤活性化剤を押出成形する方法が提供される。前記方法は、漂白剤活性化剤物質を所望の直径及び形状を有する加熱されたダイに通す工程と、押出物を所望の頻度で切断する工程と、切断された押出物を急速に冷却する工程を包む。
【0015】
本発明のこれら及び他の目的、特徴及び付随的長所は、次の好ましい実施態様の詳細な説明及び添付請求項を読むことで当業者には明らかになるであろう。
【0016】
(好ましい実施態様の詳細な説明)
従来の円筒の定義に従い、「円筒形の押出物」という言葉は、1つの直線が、もう1つの固定直線に対して平行に走り、閉じた曲線の固定平面と交叉して形成される表面形を有する、押出成形された粒子を意味する。円筒形は一般に押出物が成形される際に通る押出しダイの内表面から引き出される。明らかに、内部構成が異なる押出しダイを使用して異なる形状及び/又は直径を有する押出物を製造できると予想される。
【0017】
本明細書で使用する時、「遊離水」レベルは、漂白剤活性化剤押出物又は洗剤組成物中に存在し、ゼオライトのような別の洗剤成分に結合されていない水の重量パーセントでのレベルを意味し、他の洗剤成分中に同伴、吸着又は結合されているいずれかの水を超過する水のレベルである。
【0018】
本明細書で使用する時、「粒子」という用語は、最終的な洗剤製品又は成分に組み込まれる前の全寸法範囲の漂白剤活性化剤又は最終的な洗剤製品又は成分混和材中の全寸法範囲の離散粒子、粒塊又は顆粒を意味する。「粒子」という用語は、明確には、寸法分画が粒子混和材中の別個の粒子の100%に相当しない限り、この種の粒子のいずれの寸法分画(すなわち、全寸法範囲の100%未満に相当する分画)も表さない。混和材中の各種粒子成分については、粒子が他の粒子と接触しているか否かにかかわらず、その種類の別個の粒子の全寸法範囲が同一又は実質的に類似した成分を有する。粒塊成分については、粒塊自体が別個の粒子とみなされ、各個別粒子がさらに小さい一次粒子と結合剤組成物の複合体を包む。
【0019】
本明細書で使用する時、「平均押出直径」という語は、いずれかの標準的な質量式粒径測定法、好ましくはオプティマス(Optimus)(V5.0)画像解析ソフトを付属した光学顕微鏡のような光学画像によって測定した時の個別粒子の組の幾何質量中央値直径を意味する。
【0020】
本明細書で使用する時、粒度分布の「幾何標準偏差」又は「スパン」は、累積分布の第84.13百分位数の直径を第50百分位数の直径で除した比(D84.13/D50)によって得られる上記粒度データに最も適合する自然対数関数の幾何幅を意味する;ゴトウ(Gotoh)ら、粉体技術ハンドブック(Powder Technology Handbook)、6〜11頁、メラル・デッカー(Meral Dekker)1997年参照。
【0021】
本明細書で使用する時、「ビルダー」という用語は洗浄性において「ビルダー」機能を有するいかなる無機物質も意味し、具体的には、洗浄溶液から水の硬度を除去することができる有機又は無機物質を意味する。
【0022】
本明細書で使用する時、「かさ密度」という用語は、過剰な粉体試料を漏斗を通して平滑な金属容器(例えば、容積500mlの円筒)に注入し、容器の縁を越える山から過剰分をすり落とし、残りの粉体の質量を測定し、その質量を容器の容積で除することによって測定したときの、圧縮されておらず、軽く叩かれていない粉体のかさ密度を表す。
【0023】
本明細書で使用されるすべてのパーセント及び比率は、指示がない限り重量パーセント(無水ベース)として表記される。引用したすべての文書は参考として本明細書に組み入れる。
【0024】
漂白剤活性化剤
本明細書で有用な漂白システムの漂白剤活性化剤は、使用する際に過酸を形成するいずれの物質でもよい。好ましい物質の分類の一つは、次の構造を有する:
【化9】
上式において、Rは約5〜約18個の炭素原子を含有するアルキル基であり、ここで最長の直鎖アルキル鎖は、カルボニル炭素を包含し、カルボニル炭素から延伸し、約6〜約12個の炭素原子を含有し、Lは脱離基であり、その共役酸が、約4〜約13、好ましくは約6〜約11、最も好ましくは約8〜約11の範囲内のpKαを有する。
【0025】
Lは本質的にいずれかの好適な脱離基であることができる。脱離基は、漂白剤活性化剤への過水酸化物(ペルヒドロキシド)陰イオンによる求核攻撃の結果として、漂白剤活性化剤から置換されるいずれかの基である。この、過加水分解(ペルヒドロリシス:perhydrolysis)反応は、結果として過カルボン酸を生成する。
【0026】
一般に、好適な脱離基となる基は電子を引き寄せる効果を発揮しなくてはならない。これにより、過水酸化物陰イオンによる求核付加が容易になる。
【0027】
L基は、最適な時間枠(例えば、洗浄サイクル)内で反応が発生するように、十分な反応性がなくてはならない。しかし、Lの反応性が高過ぎると、この活性化剤を安定化するのは難しいであろう。これらの特徴は、一般に脱離基の共役酸のpKαと平行するものであるが、この慣例についての例外も知られている。
【0028】
好ましい漂白剤活性化剤は、次の一般式を有するものである:
【化10】
上式においてR1は、約6〜約12個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2は、約1〜約6個の炭素原子を含有するアルキレンであり、R5は、H又は約1〜約10個の炭素原子を含有するアルキル、アリール又はアルカリールであり、Lは次のものから成る群から選択され:
【化11】
上式においてR6は、約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキレン、アリーレン又はアルカリーレン基であり、R3は、約1〜約8個の炭素原子を含有するアルキル鎖であり、R4はH又はR3であり、YはH又は可溶性基である。Yは好ましくは−SO3 −M+、−COO−M+、−CO2H、−CO2 −M+、−SO4 −M+、(−N+R’3)X−及びO←N(R’3)から成る群から選択され、その際R’は約1〜約4個の炭素原子を含有するアルキル鎖であり、Mは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陽イオンであり、Xは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陰イオンである。好ましくは、Mはアルカリ金属、アンモニウム又は置換型アンモニウム陽イオンであり、ナトリウム及びカリウムが最も好ましく、Xはハロゲン化物、水酸化物、硫酸メチル及びアセテート陰イオンから成る群から選択される陰イオンである。より好ましくは、Yは−SO3 −M+、CO2H及び−COO−M+である。可溶性基を含有しない脱離基を有する漂白剤活性化剤は、その溶解を助けるために、漂白剤溶液中に十分に分散されるべきであることに注意すべきである。好ましいものは次のものであり:
【化12】
上式においてR3は上で定義された通りであり、Yは−SO3 −M+、又は−COO−M+であり、ここでMは上で定義された通りである。
【0029】
特に好ましい漂白剤活性化剤は、R1が、約6〜約12個の炭素原子を含有する直鎖アルキル鎖であり、R2が、約2〜約6個の炭素原子を含有する直鎖アルキレン鎖であり、R5がHであり、Lが次のものから成る群から選択され:
【化13】
上式においてR3は、上で定義された通りであり、Yは−SO3 −M+、又は−COO−M+であり、ここでMは上で定義された通りである。
【0030】
好ましい漂白剤活性化剤は次のものであり:
【化14】
上式においてR1はH、アルキル、アリール又はアルカリールである。これは、ホッジ(Hodge)らの米国特許第4,966,723号に記載されており、参考として本明細書に組み入れられる。
【0031】
好ましい漂白剤活性化剤は:
【化15】
であり、上式においてR1は、H又は約1〜約6個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2は、約1〜約6個の炭素原子を含有するアルキル基であり、Lは上で定義された通りである。
【0032】
好ましい漂白剤活性化剤はまた、上記の一般式においてLは、一般式のところで定義された通りであり、R1はH又は約1〜約4個の炭素原子を含有するアルキル基であるものである。更により好ましいものは、上記の一般式の漂白剤活性化剤で、Lは、一般式のところで定義された通りであり、R1はHであるものである。
【0033】
さらに好ましい漂白剤活性化剤は、上記の一般式を有する漂白剤活性化剤で、その際Rは約5〜約9、好ましくは約6〜約8個の炭素原子を有する直鎖アルキル鎖であり、Lは次から成る群から選択され:
【化16】
式中、R、R2、R3及びYは上記の定義による。
【0034】
特に好ましい漂白剤活性化剤は、上記の一般式を有する漂白剤活性化剤で、Rが約5〜約12個の炭素原子を含有するアルキル基であり、ここで最長の直鎖アルキル鎖は、カルボニル炭素を包含し、カルボニル炭素から延伸し、約6〜約12個の炭素原子を含有し、Lが次のものから成る群から選択され:
【化17】
式中R2は約1〜約8個の炭素原子を含有するアルキル鎖であり、Yは−SO3 −M+又は−COO−M+であり、ここでMはアルカリ金属、アンモニウム又は置換アンモニウム陽イオンである。
【0035】
特に好ましい漂白剤活性化剤は、上記一般式を有する漂白剤活性化剤でRが約5〜約9個、好ましくは約6〜約8個の炭素原子を含有する直鎖アルキル鎖であり、Lが次のものから成る群から選択され:
【化18】
上式においてR2は、上で定義された通りであり、Yは−SO3 −M+、−COO−M+又は−CO2Hであり、ここでMは上で定義された通りである。
【0036】
最も好ましい漂白剤活性化剤は次の式を有し:
【化19】
式中Rは約5〜約9個、好ましくは約6〜約8個の炭素原子を含有する直鎖アルキル鎖であり、Mはナトリウム又はカリウムである。好ましくは、本明細書の漂白剤活性化剤はノナノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム(NOBS)、ベンゾイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム(BOBS)、ラウロイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム(LOBS)又はパラデカノイルオキシ安息香酸(DOBA)である。
【0037】
本発明の漂白組成物への使用にさらに特に好ましいのは、天然ゴム部品を有する機械への使用が特に安全な漂白剤活性化剤である。これは、これらアミド酸誘導漂白剤活性化剤の過加水分解反応によって油性のジアシルペルオキシド(DAP)種が生成しない結果であるというより、むしろ不溶性の結晶性固体DAPが生成する結果であると考えられる。これらの固体は塗膜を形成せず、それ故天然ゴム部分が長期間DAPに暴露されないと考えられる。これらの好ましい漂白剤活性化剤は次のものから成る群から選択される:
a)次の一般式を有する漂白剤活性化剤:
【化20】
又はこれらの混合物であって、式中R1は約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキル、アリール又はアルカリール基、R2は約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキレン、アリーレン又はアルカリーレン基、R5はH又は約1〜約10個の炭素原子を含有するアルキル、アリール若しくはアルカリール基であり、Lは脱離基;
b)次の一般式を有するベンゾキサジン型漂白剤活性化剤:
【化21】
式中、R1はH、アルキル、アルカリール、アリール、アリールアルキルであり、R2、R3、R4及びR5はH、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アリール、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、アルキルアミノ、COOR6(ここでR6はH又はアルキル基)及びカルボニル官能基から選択される同一又は異なる置換基;
c)次の式を有するN−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤:
【化22】
式中、R6はH又は1〜12個の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルコキシアリール又はアルカリール基;及び
d)a)、b)及びc)の混合物。
【0038】
a)型の好ましい漂白剤活性化剤は、式中R1が約6〜約12個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2が約1〜約8個の炭素原子を含有し、R5がH又はメチルのものである。特に好ましい漂白剤活性化剤は、上記一般式でR1が約7〜約10個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2が約4〜約5個の炭素原子を含有するものである。
【0039】
b)型の好ましい漂白剤活性化剤は、式中R2、R3、R4及びR5がHであり、R1がフェニル基のものである。
【0040】
c)型の前記N−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤の好ましいアシル部分は、式R6−CO−を有し、ここでR6はH又は1〜12個の炭素原子、好ましくは6〜12個の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルコキシアリール又はアルカリール基である。非常に好ましい実施態様においては、R6はフェニル、ヘプチル、オクチル、ノニル、2,4,4−トリメチルペンチル、デセニル及びこれらの混合物から選択される構成要素である。
【0041】
アミド誘導漂白剤活性化剤
本発明に使用されるa)型の漂白剤活性化剤は、次の一般式のアミド置換化合物:
【化23】
又はこれらの混合物で、式中R1、R2及びR5は上記の定義により、Lは本質的にいずれの好適な脱離基ともすることができる。好ましい漂白剤活性化剤は上記の一般式でR1、R2及びR5が過酸素酸として定義され、Lが次のもの及びこれらの混合物から成る群から選択され:
【化24】
式中、R1は約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキル基、アリール基又はアルカリール基、R3は1〜約8個の炭素原子を含有するアルキル鎖、R4はH又はR3であり、YはH又は可溶化基である。
【0042】
好ましい可溶性化基は、−SO3 −M+、−CO2 −M+、−SO4 −M+、−N+(R3)4X−及びO←N(R3)3であり、最も好ましくは−SO3 −M+及び−CO2 −M+であって、式中、R3は約1〜約4個の炭素原子を含有するアルキル鎖であって、Mは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陽イオンであって、Xは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陰イオンである。好ましくは、Mは、アルカリ金属、アンモニウム又は置換アンモニウムの陽イオンであり、ナトリウム及びカリウムが最も好ましく、Xは、ハロゲン化物、水酸化物、メチルサルフェート又はアセテートの陰イオンである。可溶性基を含有しない脱離基を有する漂白剤活性化剤は、その溶解を助けるために、漂白剤溶液中に十分に分散するべきであることに注意すべきである。
【0043】
好ましい漂白剤活性化剤は、前述の一般式のものであって、式中、Lは次からなる群から選択される:
【化25】
式中、R3は前述で定義されており、Yは−SO3 −M+、−CO2 −M+又は−CO2Hであって、Mは前述で定義されている通りである。
【0044】
もう一つの重要な漂白剤活性化剤の種類は、b)型及びc)型のものを包含し、過水酸化物(ペルヒドロキシド:perhydroxide)陰イオンによる環のカルボニル炭素への求核攻撃の結果として生じる開環によって本明細書に記載の有機過酸を提供する。例えば、c)型活性化剤のこの開環反応は、過酸化水素又はその陰イオンによるカプロラクタム環カルボニルでの攻撃を包含する。過酸化水素又はその陰イオンによるアシルカプロラクタムの攻撃は、好ましくは環外カルボニルで起こるため、かなりの割合の開環を得るには、触媒を必要とする。開環漂白剤活性化剤のもう1つの例は、ホッジ(Hodge)らの米国特許第4,966,723号(1990年10月30日発行)に開示されているようなb)型の活性剤に見出すことができる。
【0045】
ベンゾキサジン型漂白剤活性化剤
ホッジ(Hodge)によって開示されたこのような活性化剤化合物は、次の式を有するベンゾキサジン型活性化剤を包含する。
【化26】
下記型の置換されたベンゾキサジン類を含む
【化27】
式中、R1はH、アルキル、アルカリール、アリール、アリールアルキルであり、R2、R3、R4及びR5は、H、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アリール、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、アルキルアミノ、COOR6(式中、R6はH又はアルキル基である)及びカルボニル官能基から選択される、同一又は異なる置換基である。
【0046】
好ましいベンゾキサジン型の活性化剤は次のものである。
【化28】
活性化剤が使用される場合、最適な表面漂白性能は洗浄液と共に得られ、このような洗浄液のpHは過加水分解反応を容易にするために、約8.5〜10.5及び好ましくは9.5〜10.5である。このようなpHは、一般に緩衝剤として知られる物質で得ることができ、緩衝剤は本明細書の漂白システムの任意成分である。
【0047】
N−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤―本発明に使用されるc)型のN−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤は次の式を有し:
【化29】
式中、R6はH又は1〜12の炭素を含有するアルキル、アリール、アルコキシアリール、若しくはアルカリール基である。R6部分が少なくとも約6、好ましくは6〜約12個の炭素原子を含有するカプロラクタム活性化剤は、前述のように、求核性及び生地汚れの洗浄を与える疎水性漂白を提供する。R6が1〜約6個の炭素原子を含むカプロラクタム活性化剤は、飲み物の染みの漂白に特に有効な親水性漂白種を提供する。疎水性カプロラクタムと親水性カプロラクタムの、一般的には重量比1:5〜5:1、好ましくは1:1の混合物を、本明細書で混合染み除去の利益に使用することができる。
【0048】
極めて好ましいN−アシルカプロラクタムは、ベンゾイルカプロラクタム、オクタノイルカプロラクタム、ノナノイルカプロラクタム、3,5,5−トリメチルヘキサノイルカプロラクタム、デカノイルカプロラクタム、ウンデセノイルカプロラクタム及びこれらの混合物からなる群から選択される。N−アシルカプロラクタムの製造方法は、当該技術分野において周知である。
【0049】
好適な漂白剤活性化剤のその他の種は、エンジェル(Angell)らの米国特許第5,795,854号(1998年8月18日発行)及び第5,891,828号(1999年4月6日発行)に開示されており、これを本願に引用し援用する。
【0050】
また、漂白剤活性化剤として好適なものは多種多様な種類のエステル、イミド、イミダゾール、オキシム及び炭酸塩漂白剤前駆体化合物であり、1984年4月24日にグレイ(Gray)らに発行された米国特許第4,444,674号に開示されており、これは参考として引用し本明細書に組み入れる。イミドテトラアセチルエチレンジアミンは、注目すべき例の1つである。
【0051】
結合剤物質
漂白剤活性化剤粒子はまた、結合剤物質を含んでもよく、この結合剤物質は活性化剤粒子を結合させるだけでなく、貯蔵期間中に、活性化剤物質と存在する可能性がある他の配合成分並びに周囲水分との反応を妨げ、漂白剤活性化剤物質を安定化する。
【0052】
結合剤物質として使用され得る物質は、非イオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、脂肪酸、陰イオン性界面活性剤、無機及び有機塩、フィルム形成ポリマー、キレート剤、陽イオン性界面活性剤、ポリマー崩壊剤及びこれらの物質の混合物である。好ましい一連の結合剤物質は、非イオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、脂肪酸、陰イオン性界面活性剤、無機塩、フィルム形成ポリマー及びこれらの物質の混合物である。結合剤物質は本発明の漂白剤活性化剤又は漂白剤活性化剤粒子が混合される洗剤組成物の成分と反応しないように選択することが好ましい。一般に、これらの結合剤物質は、貯蔵に対しては低い吸湿性を有するべきであるが、水中では可溶性又は分散性であるべきで、それにより、容易に分散し、水溶液中で過酸素漂白剤活性化剤を生成することができる。また、こうした漂白剤活性化剤を含有する洗剤製品に対する貯蔵温度は、しばしば40℃まで達する可能性があるため、使用される結合剤又はコーティング物質は約40℃未満で融解しないことが望ましい。
【0053】
結合剤物質として使用され得る非イオン性界面活性剤の例には、8〜24個、好ましくは約9〜約18個の炭素原子を有する、直鎖又は分岐鎖構造の、一級又は二級脂肪族アルコールと、アルコール1モルについて、約35〜約100モルの、好ましくは約40〜約80モルのエチレンオキシドとの縮合生成物がある。
【0054】
結合剤として使用されるのに好適な非イオン性界面活性剤の追加の例は、1984年11月20日にトンプソン(Thompson)らに発行された米国特許第4,483,778号に開示されており、これは参考として引用し本明細書に組み入れる。
【0055】
好適なポリエチレングリコールは、一般式が
HO(C2H4O)nHを有するエチレンオキシドのホモポリマーであり、
であり、平均分子量約2,000〜約15,000、好ましくは約3,000〜約10,000、最も好ましくは約4,000〜約8,000を有する。
【0056】
本発明の押出物への使用に好適な脂肪酸には、次の式を有する飽和脂肪酸が包含される:
【化30】
式中、Rxは炭素原子を15個未満、好ましくは約11個未満、さらに好ましくは約9個未満含有するアルキル基である。押出物は、Rxが15個を超える炭素原子を含有する上記式の飽和脂肪酸を含有しないことが好ましい。
【0057】
一般に、ポリエチレングリコールの使用が望まれる場合には、脂肪酸は、常に結合剤物質組成物の一部を形成する。これは、脂肪酸はガラス転移温度(液体が、ガラス又は非晶質固体のような短距離秩序固体に凝固する温度)を低下させ、ポリエチレングリコールを、粘性と弾性を併せ持つ状態に保つように作用するからである。脂肪酸はまた、加水分解が起こりにくいように、粒子のpHを低下させるのに有用であり得る。しかしまた、鎖がより長めの脂肪酸は、溶解性の低い顆粒洗濯洗剤においてしばしば見られる低分散性及び低溶解度特性の一因であると考えられている。それ故に、使用される時、脂肪酸は、上記の最長のアルキル鎖に基づいて選択されることは本発明の本質的部分である。
【0058】
本発明の押出物において結合剤物質として有用な、好適な陰イオン性界面活性剤には、約8〜約20個の炭素原子を含有するアルキル基と、スルホン酸又は硫酸エステル基を分子構造の中に有する、有機イオウ反応生成物の水溶性の塩、好ましくはアルカリ金属、アンモニウム及びアルキロールアンモニウム塩が挙げられる。(アルキルという言葉にはアシル基のアルキル部分も含まれる。)合成界面活性剤のこの群の例には、アルキル硫酸ナトリウム及びカリウムがあり、特に高級アルコール(C8〜C18炭素原子)の硫酸化により得られるもの及びアルキル基が、約9〜約15個の炭素原子を、直鎖又は分岐鎖構造で含有するアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム及びカリウムがある。これらは米国特許第2,220,099号及び米国特許第2,477,383号に記載されており、この両方を参考として引用し本明細書に組み入れる。好ましい陰イオン性界面活性剤は、直鎖のアルキルベンゼンスルホン酸塩であり、この中のアルキル基に含まれる平均炭素原子数は、約11〜約13であり、C11〜13LASと略される。結合剤として使用されるのに好適な、陰イオン性界面活性剤の追加の例は、米国特許第4,444,674号に開示されており、上記において本明細書に組み入れられている。
【0059】
また、結合剤物質の成分として好適なものは、アセテート、マレイン酸のアルカリ塩、クエン酸塩、アルミノケイ酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸水素塩、ピロリン酸塩、四ホウ酸塩、チオ硫酸塩及びこれらの混合物のような、有機及び無機塩である。無機塩が好ましく、特に好ましいのは、硫酸のナトリウム及びマグネシウム塩である。これらの塩は、水が結合剤物質の成分である場合に特に有用であるが、これは、これらの塩が遊離水をその結晶構造に組み入れることにより、漂白剤活性化剤粒子中の、及び洗剤組成物全体の遊離水の量を減少させるためである。下記に詳述するように、遊離水は、漂白剤活性化剤の不安定性の原因となる可能性がある。
【0060】
本発明の押出物において結合剤物質として有用なフィルム形成ポリマーは、塩化ビニル、ビニルアルコール、フラン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、メチルメタクリレート、スチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、アクリルアミド、エチレン、プロピレン及び3−ブテン酸のようなモノマーから得られるポリマーである。上記の群の好ましいポリマーは、アクリル酸、ヒドロキシアクリル酸又はメタクリル酸のホモポリマー及びコポリマーであり、その際コポリマ−の場合には、酸から得られる単位を、少なくとも約50重量%、好ましくは少なくとも約80重量%含有する。特に好ましいポリマーはポリアクリル酸ナトリウムである。他の具体的な好ましいポリマーは、無水マレイン酸のホモポリマー及びコポリマーであり、特にエチレン、スチレン及びビニルメチルエーテルとのコポリマーである。これらのポリマーは、商品名ヴァーシコール(Versicol)及びガントレツ(Gantrez)として市販されている。本発明の押出物において、結合剤又はコーティング物質として有用な、他のフィルム形成ポリマーは、米国特許第4,486,327号に開示されており、上記において組み入れられている。
【0061】
結合剤物質はまた、任意に1以上のキレート剤を含んでもよい。かかるキレート剤は、アミノカルボキシレート、アミノホスホン酸塩、多官能−置換芳香族キレート剤及びこれらの混合物から成る群から選択することができ、すべて以下で定義する。
【0062】
任意のキレート化剤として有用なアミノカルボキシレートには、エチレンジアミンテトラアセテート、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミントリアセテート、ニトリロトリアセテート、エチレンジアミンテトラプロピオネート、トリエチレンテトラアミンヘキサアセテート、ジエチレントリアミンペンタアセテート、及びエタノールジグリシン、それらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、置換アンモニウム塩及びこれらの混合物が挙げられる。
【0063】
洗剤組成物において少なくとも低レベルの総リンが許容される場合、アミノホスホン酸塩も本発明の組成物におけるキレート剤としての使用に好適であり、デクエスト(DEQUEST)のようなエチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホネート)が挙げられる。好ましくは、これらのアミノホスホネートは、約6個を超える炭素原子のアルキル基又はアルケニル基を含有しない。
【0064】
本明細書の組成物において、多官能置換型芳香族キレート剤も有用である。米国特許第3,812,044号(1974年5月21日発行、コナー(Connor)ら))を参照のこと。酸形態でのこの種の好ましい化合物は、1,2−ジヒドロキシ−3,5−ジスルホベンゼンのようなジヒドロキシジスルホベンゼン類である。
【0065】
本明細書で用いるのに好ましい生分解性キレート剤は、エチレンジアミンジサクシネート(「EDDS」)であり、特に、ハートマン(Hartman)及びパーキンス(Perkins)への米国特許第4,704,233号(1987年11月3日)に記載されている[S,S]異性体である。
【0066】
本発明における組成物は、キレート化剤又は補助ビルダーとして水溶性メチルグリシン二酢酸(MGDA)塩(又は酸の形態)も含有してよい。同様に、クエン酸塩のようないわゆる「弱い」ビルダーをキレート化剤として用いることもできる。
【0067】
結合剤物質はまた、漂白剤活性化剤物質の溶解を加速することが可能なポリマー崩壊剤を含んでもよい。好ましい実施態様において崩壊剤は、いわゆる水により膨張するポリマーであって、水を吸収し、それにより体積を増加させることが可能なポリマー物質を含む。このため崩壊剤は部分的にのみ水溶性であるか又は実質的に水溶性でないことが好ましいかもしれない。
【0068】
崩壊剤は、好ましくは、ポリビニルピロリドンの架橋ポリマー、ポリビニルピロリドンの架橋コポリマー、デンプン、前ゼラチン化デンプン及びグルコン酸ナトリウムデンプンを包含する修飾デンプン、ゴム、セルロース、修飾セルロース、好ましくは架橋セルロース、架橋セルロース誘導体、ヒドロキシアルキルセルロース、微結晶セルロース、微結晶セルロース誘導体、微結晶架橋セルロース、成形セルロース(compactedcellulose)、成形セルロース誘導体又は成形架橋セルロースのような成形修飾セルロース又はこれらの混合物から成る群から選択される1つ以上のポリマーを含む。
【0069】
漂白剤活性化剤押出物の製造方法
漂白剤活性化剤押出物の製造の第一工程において、結合剤物質を使用する際、前述の活性化剤と結合剤物質をキュイジナート(Cuisinart)(登録商標)のような実験室規模のミキサー若しくはレディゲ(Lodige)CBミキサー、ビペックス・チューボライザー(Bepex Tubolizer)(登録商標)のような通常の工業規模のミキサー又は類似の種類のミキサー内で完全に混合し、活性剤/結合剤混合物を形成する。配合者の希望により、混合物は混合中に加熱されてもよいし、加熱されなくてもよい。
【0070】
得られる結合剤/活性化剤混合物は押出成形工程を受けられるように十分に密度が高められている。押出成形による活性化剤粒子製造については、上記において組み入れられている米国特許第4,486,327号に具体的に述べられている。
【0071】
このように第2の工程においては、活性化剤物質が、押出機(好ましくはスクリュー型押出機)のダイプレート開口部を通って押し出され、漂白剤活性化剤含有物質の長いストランドが製造されるが、これは押出物に容易に切断されるように十分に可塑化されている。ポリエチレングリコール及び脂肪酸が、結合剤物質の基礎成分である場合、押出前に活性化剤/結合剤混合物を加熱する必要がある可能性がある。
【0072】
漂白剤活性化剤物質を押出した後、押出物のストランドを冷却し、一定間隔で切断する。押出物の寸法及び形状は、ダイプレートの選択及び押出物の切断の制御によって達成される。押出物の寸法調整は、粉砕によって達成してもよいが、粉砕では製品の寸法及び形状がほとんど制御されない。
【0073】
押出物を一定間隔で切断するために使用される切断手段は、ナイフとすることができ、好ましくはダイプレートの近くで所望の頻度でストランドを周期的に切断するワイヤカッターである。別の方法としては、切断手段は、押出物ストランドがコンベヤベルト上に置かれ、一連のナイフで一定間隔で切断される装置を含んでもよい。この装置の実施態様では、ナイフをその長さに沿って配置した第2のベルトが、押出物製品ベルトの上に配置される。この2本のベルトは、押出物製品が、押出物が置かれた時にナイフが当該押出物を所望の間隔で切断するように同期する。別の実施態様では、押出物が置かれた時に回転するナイフによって一定長さに切断されるように、押出し製品ベルトの動きと同期する回転装置に一連のナイフを取り付けてもよい。
【0074】
押出物の冷却は、好ましくは押出物を低温流体、好ましくは非常に低温又は極低温に維持された気体に接触又は浸漬することによって達成される。押出物を極低温に暴露することで、押出粒子の急冷を引き起こす。理論に縛られないが、押出粒子の急冷は、押出粒子の結晶性を小さくし、その結果押出粒子は水溶液により短時間で溶解すると考えられる。
【0075】
漂白剤活性化剤物質の押出成形、並びに押出物の切断及び冷却に使用できる押出装置は、イリノイ州アディソンのCDLテクノロジー社(CDL Technology,Inc.)から市販されている。
【0076】
水及び無機塩(例えば硫酸塩)が結合剤物質の基礎成分である場合、活性化剤/結合剤混合物の押出成形中に生じる摩擦及び機械的エネルギーの散逸は、金型プレートの温度上昇を招き、その結果として活性化剤/結合剤物質の水分含有量の内のいくらかの蒸発を招く。水分含有量を更に減少するために、金型プレートを活性化剤/結合剤混合物中の無機塩の水和温度より上に(水の大部分がこの中に存在すると考えられる)又は大幅に上に加熱することは、望ましいことでさえあろう。次いで活性化剤/結合剤混合物は冷却され、乾燥されて(任意に)、押出物に切断され又は砕かれる。所望であれば、無機塩の水和水をできるだけ多く除去するため、乾燥は高温で行われる。この後者の工程により、無機塩は少なくとも部分的に「脱水され」―即ち結晶構造中の水配位子形成のための配位位置が利用できるようになる可能性があり、その結果、活性化剤粒子の貯蔵中に、無機塩は顆粒製品の周囲の水分又は他の粒子の水分を吸収する「シンク」としての役目を果たす可能性があり、これにより更に漂白剤活性化剤粒子に、安定化の利益を提供する。
【0077】
押出物をバルクとして扱うための許容できる流動特性を得るため、任意で、超微粒子状の無機粉末を流動助剤として押出物の表面に添加してもよい。この流動助剤には、超微粒子状アルミノケイ酸塩、シリカ、結晶性層状ケイ酸塩、MAPゼオライト、非晶性ケイ酸塩、炭酸ナトリウム及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。流動助剤のレベルは、洗剤組成物の好ましくは約0.1重量%〜約10重量%、より好ましくは約1重量%〜約7重量%、そして最も好ましくは約1.5重量%〜約5重量%である。最も好ましい流動助剤は、アルミノケイ酸塩である。
【0078】
漂白剤活性化剤粒子の形態、大きさ、組成物及び使用法
好ましくは、本発明により調製された漂白剤活性化剤押出物は実質的に円筒形である。これらの円筒形に成形された押出物は、約450μm〜約3500μm、より好ましくは約450μm〜約3000μm、最も好ましくは約450μm〜約2500μmの平均長さを有する。好ましくは押出物の平均直径は、約450μm〜約1000μm、より好ましくは約500μm〜約950μm、最も好ましくは約550μm〜約850μmである。円筒形の形態の有効性及び上記で指定された粒子の大きさの有効性、並びに平均直径及び長さを測定するための技術については、米国特許第5,795,854号に開示されており、上記において組み入れられている。
【0079】
本発明において漂白剤活性化剤粒子は、約5%〜約50%の、好ましくは約4%〜約30%の、より好ましくは約1%〜約15%の結合剤物質及び約50%〜約95%の、好ましくは約60%〜約85%の漂白剤活性化剤を含む。通常、結合剤物質は水と無機塩に加えて他の成分から構成されるか又はポリエチレングリコールと脂肪酸(上記のように)に加えて他の成分から構成される。水、無機塩、ポリエチレングリコール及び脂肪酸を全て同じ結合剤物質に包含することは望ましくない。
【0080】
洗濯洗剤組成物中に最も典型的と考えられる漂白剤活性化剤押出物が使用される場合、洗剤組成物は、約3重量%未満、より好ましくは約2.5重量%未満、最も好ましくは約2重量%未満の遊離水を含有することが望ましい。理論にによる限定を意図していないが、組成物中の遊離水をこの比較的低レベルに保つことにより、使用前に漂白剤活性化剤が加水分解によって劣化する傾向は減少すると考えられる。本明細書に記載されたように選択した遊離水レベルの結果として、漂白剤活性化剤の安定性は更により高まり、延長される。同様に漂白剤活性化剤粒子、それ自身は、約2%より多くの水を含有するべきではない。
【0081】
非常に好ましい本発明の実施態様においては、漂白剤活性化剤押出物は、押出粒子の約70重量%〜約95重量%の漂白剤活性化剤、約0.1重量%〜約15重量%の無機塩及び約2重量%未満の水を包む。この配合は、漂白剤活性化剤の安定性を保持しながら、水溶液に添加された場合には、分散と溶解をも促すことが明らかにされている。この配合では水を含有するが、この水の大部分はおそらく遊離水ではなく、むしろ無機塩の結晶格子中にある結合水として存在する。
【0082】
本発明の別の高度に好ましい実施態様においては、漂白剤活性化剤押出物は、押出粒子の約65重量%〜約95重量%の漂白剤活性化剤、約0.1重量%〜約15重量%のポリエチレングリコール及び約0.1重量%〜約5重量%の上記脂肪酸を含み、その際前記脂肪酸は16個未満の炭素原子、好ましくは11個未満の炭素原子、より好ましくは10個未満の炭素原子を含有する。この配合もまた、漂白剤活性化剤の安定性を保持しながら、分散と溶解をも促すという両方を示している。
【0083】
本発明により調製された洗剤組成物は、約0.01%〜約40%の、好ましくは約1%〜約25%の、より好ましくは約2%〜約10%の本明細書に記載された漂白剤活性化剤粒子を含有するであろう。
【0084】
本発明の顆粒状漂白剤活性化剤は、最適な均一の寸法及び形状の選択により、所望の溶解度、改善された美しさ及び流動性の利益を提供する。
【0085】
「改善された美しさ」によって、消費者は、様々な寸法の粒子及び組成物を含有する過去の顆粒状洗剤及び漂白剤活性化剤と対照的に、より均一な外観の粒子を有する顆粒状製品を好むことを意味する。そのために、漂白剤活性化剤製品の全粒子の少なくとも約50重量%、より好ましくは少なくとも約75重量%、一層更に好ましくは少なくとも約90重量%、最も好ましくは少なくとも約95重量%が選択された平均粒径を有する。さらに、漂白剤活性化剤製品の全粒子の少なくとも約50重量%、より好ましくは少なくとも約75重量%、一層更に好ましくは少なくとも約90重量%、最も好ましくは少なくとも約95重量%が、選択された平均粒子長さを有する。このように、消費者が所望する美的外観を提供するように、顆粒状製品のかなりの部分が均一な寸法及び形状を有する。
【0086】
顆粒状洗剤組成物に組み入れられる時、漂白剤活性化剤顆粒の寸法及び形状は当該組成物の他の成分の寸法及び形状に近いことが最も好ましい。
【0087】
好ましくは、目標長さから外れる粒子が多すぎないように、長さ分布は比較的小さい幾何標準偏差又は「スパン」によって画定される。それ故に、幾何標準偏差は好ましくは約1〜約1.4、より好ましくは約1.0〜約1.3、最も好ましくは約1.0〜約1.2である。平均押出物長さはアスペクト比(平均押出長さの平均押出直径に対する比)によっても定義できる。アスペクト比は、好ましくは約2.0未満、より好ましくは約1.7未満、さらに一層好ましくは約1.4未満、最も好ましくは約1.3未満である。
【0088】
アスペクト比と長さ分布が好ましい範囲内にあることで、消費者にさらに美的に訴える製品が提供される。上記で組み入れられた米国特許第5,795,854号に開示されているように、特に分離可能性及び溶解度において、円筒形のモルホロジー及び粒径に対してさらなる利点も提供する。
【0089】
粒子の平均かさ密度は好ましくは少なくとも約450g/l、より好ましくは約550g/l、最も好ましくは約650g/lである。
【0090】
理論による限定を意図しないが、漂白剤活性化剤顆粒及び当該顆粒を組み入れた組成物の溶解度は、粒子が同じ寸法になった結果、増強されると考えられる。具体的には、粒子の寸法と形状がより均一になる結果、洗剤組成物中の粒子の実際の「接点」は減少し、それが今度は、漂白剤活性化剤を組み入れる顆粒洗剤組成物の「塊ゲル」の溶解困難性に一般に伴う「架橋作用」を減少する。過去の顆粒状洗剤組成物は粒子間の接点を増やす種々の寸法の粒子を含有していた。例えば、大きな粒子はその粒子と接触する多数の小さな粒子をまさに塊ゲル生成の機会となる粒子部位にすることができた。本発明の同水準で均一寸法の粒子はこうした問題を防止する。
【0091】
あるいは、顆粒状漂白剤活性化剤の溶解度改善は、顆粒状洗剤の個々の粒子をより標準的又は均一形状にすることによって満足される。形状が均一であるほど、より均一な分散及び上述の粒子間の接点の減少につながる。形状は、当業者に既知の数種類の方法で測定できる。こうした方法の1つは、光学顕微鏡をオプティマス(Optimus)(V5.O)画像解析ソフトと共に使用している。
【0092】
洗剤組成物
本発明の漂白剤活性化剤顆粒は、全体として優れた溶解度を達成するために種々の一連の成分及び特性を備えて処方された顆粒状洗剤組成物に組み入れてもよい。一般に、顆粒状洗剤組成物の少なくとも一部の粒子は、典型的な洗剤組成物の基本構成要素を提供するための洗浄性界面活性剤を含有する。種々の界面活性剤及び洗剤ビルダー並びに組成物中のそれぞれのレベルは、本明細書に後述されている。洗剤組成物は、通常、約1重量%〜50重量%の洗浄性活性剤及び約1重量%〜約75重量%の洗剤ビルダーを含有する。
【0093】
さらに、一部が漂白剤活性化剤で構成される漂白システムは、過酸素漂白化合物の存在を必要とする。本明細書で有用な過酸素漂白化合物は、水溶液中で過酸化水素を生成できるものである。これらの化合物は当該技術分野において周知であり、過酸化水素及びアルカリ金属過酸化物、過酸化尿素のような有機過酸化物漂白化合物、並びにアルカリ金属過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩等のような無機過塩漂白化合物が挙げられる。所望であれば、これらの漂白化合物の2つ以上の混合物もまた使用できる。好ましい過酸素漂白化合物には、1−、3−及び4−水和物の形態で市販されている過ホウ酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムペルオキシ水和物(peroxyhydrate)、尿素ペルオキシ水和物(urea peroxyhydrate)、過炭酸ナトリウム及び過酸化ナトリウムが挙げられる。特に好ましいのは過ホウ酸ナトリウム四水和物、過ホウ酸ナトリウム一水和物及び過炭酸ナトリウムである。過炭酸塩は、保管時に非常に安定であり、さらに漂白液に非常に素早く溶解することから、特に好ましい。こうした迅速な溶解は、より高レベルの過カルボン酸を生成する結果となり、そのため、表面の漂白性能を高めると考えられている。過酸素漂白化合物は、漂白システム又は洗剤組成物の少なくとも約0.1重量%、好ましくは約1重量%〜約75重量%、より好ましくは約3重量%〜約40重量%、最も好ましくは約3重量%〜約25重量%を構成する。この漂白システムにおける、漂白剤活性化剤と過酸素漂白化合物の重量比は、通常約2:1〜1:5の範囲である。好ましい比は、約1:1〜約1:3の範囲である。このような漂白システムは、米国特許第5,891,838号(エンジェル(Angell)ら、1999年4月6日発行)に更に詳細に記載されている。
【0094】
本発明の洗剤組成物の界面活性剤システムは、陰イオン性、非イオン性、双イオン性、両性及び陽イオン性の種類及び融和性のあるこれらの混合物を包含してもよい。洗剤界面活性剤は米国特許第3,664,961号(ノリス(Norris)、1972年5月23日発行)及び米国特許第3,919、678号(ローリン(Laughlin)ら、1975年12月30日発行)に記載されており、その両方をいずれも本明細書に参考として組み入れる。陽イオン性界面活性剤には、米国特許第4,222,905号(コックレル(Cockrell)、1980年9月16日発行)及び米国特許第4,239,659号(マーフィ(Murphy)、1980年12月16日発行)に記載されているものが包含され、その両方をいずれも本願に引用し援用する。
【0095】
界面活性剤システムの非限定例には、従来のC11〜C18のアルキルベンゼンスルホネート類(「LAS」)及び第一級、分岐鎖状及びランダムのC10〜C20のアルキルサルフェート類(「AS」)、式CH3(CH2)x(CHOSO3 −M+)CH3及びCH3(CH2)y(CHOSO3 −M+)CH2CH3で表され、x及び(y+1)が少なくとも約7、好ましくは少なくとも約9の整数であり、Mが水に可溶の陽イオン、特にナトリウムであるC10〜C18の第二級(2,3)アルキルサルフェート類;オレイルサルフェートのような不飽和サルフェート類、C10〜C18のアルキルアルコキシサルフェート類(「AExS」;特にEO1〜7のエトキシサルフェート)、C10〜C18のアルキルアルコキシカルボキシレート類(特にEO1〜5のエトキシカルボキシレート)、C10〜18のグリセロールエーテル類、C10〜C18のアルキルポリグリコシド類及びそれらの相当する硫酸化ポリグリコシド類、及びC12〜C18アルファスルホン化脂肪酸エステル類が挙げられる。所望であれば、従来の非イオン及び両性界面活性剤、例えば、いわゆる狭いピーク(narrow peaked)のアルキルエトキシレートを包含するC12〜C18アルキルエトキシレート類(「AE」)及びC6〜C12アルキルフェノールアルコキシラート類(特にエトキシレート及びエトキシ/プロポキシ混合)、C12〜C18ベタイン類及びスルホベタイン類(「スルタイン」類)、C10〜C18アミンオキシド類等が界面活性剤システム中に包含され得る。C10〜C18N−アルキルポリヒドロキシ脂肪酸アミド類もまた使用できる。典型的な例としてC12〜C18N−メチルグルカミド類が挙げられる。WO92/06154号を参照のこと。その他の糖由来の界面活性剤には、C10〜C18N−(3−メトキシプロピル)グルカミドなどのN−アルコキシポリヒドロキシ脂肪酸アミド類が挙げられる。N−プロピル〜N−ヘキシルC12〜C18グルカミド類は低い泡立ちに使うことができる。C10〜C20の従来の石鹸もまた使用してもよい。高い泡立ちが望ましければ、分岐鎖のC10〜C16の石鹸類を使用してもよい。陰イオン性及び非イオン性界面活性剤の混合物は、とりわけ有用である。その他の従来の有用な界面活性剤は標準テキストに一覧されている。
【0096】
洗剤組成物は、洗剤ビルダーを包含することができ、好ましくは包含する。ビルダーは一般に、リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸、ポリホスホン酸、炭酸、ケイ酸、ホウ酸、ポリヒドロキシスルホン酸、ポリ酢酸、カルボン酸及びポリカルボン酸の種々の水溶性のアルカリ金属、アンモニウム又は置換アンモニウム塩から選択される。好ましいのは、アルカリ金属、特に上記のナトリウム塩である。
【0097】
本明細書に用いるのに好ましいのは、リン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、C10−18脂肪酸、ポリカルボン酸塩及びこれらの混合物である。さらに好ましくは、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸四ナトリウム、クエン酸塩、酒石酸塩モノ−及びジ−コハク酸塩、ケイ酸ナトリウム及びこれらの混合物である(下記参照)。
【0098】
無機リン酸塩ビルダーの具体的な例は、トリポリリン酸、ピロリン酸、重合度が約6〜21の高分子メタリン酸及びオルトリン酸のナトリウム及びカリウム塩である。ポリリン酸塩ビルダーの例は、エチレン二リン酸のナトリウム及びカリウム塩、エタン1−ヒドロキシ−1,1−二リン酸のナトリウム及びカリウム塩並びにエタン1,1,2−トリリン酸のナトリウム及びカリウム塩である。その他のリンビルダー化合物は、米国特許第3,159,581号、第3,213,030号、第3,422,021号、第3,422,137号、第3,400,176号及び第3,400,148号に開示されており、これらを全て本願に引用し援用する。
【0099】
無リン無機ビルダーの例は、炭酸、重炭酸、セスキ炭酸、四ホウ酸十水和物及びSiO2のアルカリ金属オキシドに対する重量比が約0.5〜約4.0、好ましくは約1.0〜約2.4であるケイ酸類のナトリウム及びカリウム塩である。本明細書で有用な水溶性無リン有機ビルダー類としては、ポリ酢酸、カルボン酸、ポリカルボン酸及びポリヒドロキシスルホン酸の種々のアルカリ金属、アンモニウム及び置換型アンモニウム塩が挙げられる。ポリ酢酸塩及びポリカルボン酸塩ビルダーの例は、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、オキシジコハク酸、メリト酸、ベンゼンポリカルボン酸及びクエン酸のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩及び置換アンモニウム塩である。
【0100】
高分子ポリカルボキシレートビルダーは、米国特許第3,308,067号(ディール(Diehl)1967年3月7日発行)に記載されており、この開示を本願に引用し援用する。こうした物質には、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、アコニット酸、シトラコン酸及びメチレンマロン酸のような脂肪族カルボン酸の、ホモ−及びコポリマーの水溶性塩が挙げられる。これらの物質の一部は、本明細書で後述する水溶性陰イオン性ポリマーとして有用であるが、非せっけん基陰イオン性界面活性剤との均質混合物である場合に限られる。
【0101】
本明細書に用いるのに好適なその他のポリカルボキシレート類は、1979年3月13日にクラッチフィールド(Crutchfield)らに発行された米国特許第4,144,226号、及び1979年3月27日にクラッチフィールド(Crutchfield)らに発行された米国特許第4,246,495号に記載のポリアセタールカルボキシレート類であり、この両方の特許を参考として本明細書に組み入れる。これらのポリアセタールカルボキシレート類は、重合条件下で、グリオキシル酸のエステルと、重合反応開始剤を一緒にすることで調製することができる。その結果得られたポリアセタールカルボキシレートエステルは、アルカリ溶液中での迅速な解重合に対してポリアセタールカルボキシレートを安定させるために、化学的に安定な末端基に結合して、対応する塩に転換し、洗剤組成物に添加される。特に好ましいポリカルボキシレートビルダー類は、1987年5月5日にブッシュ(Bush)らに発行された米国特許第4,663,071号に記載の、酒石酸モノコハク酸塩及び酒石酸ジコハク酸塩の組み合わせを含むエーテルカルボキシレートビルダー組成物であり、この開示を参考として本明細書に組み入れる。
【0102】
式SiO2・M2O(Mはアルカリ金属)で表され、SiO2:M2Oの重量比が約0.5〜約4.0である水溶性ケイ酸塩固体は、無水ベースで約2重量%〜約15重量%、好ましくは約3重量%〜約8重量%のレベルで本発明の洗剤顆粒に有用な塩である。無水又は水和粒子状ケイ酸塩も利用できる。
【0103】
いかなる数の追加成分も顆粒洗剤組成物の成分として包含することができる。
【0104】
これらには他の洗浄性ビルダー、泡立て増進剤又は抑泡剤、曇り防止及び腐食防止剤、汚れ懸濁剤、汚れ剥離剤、殺菌剤、pH調整剤、非ビルダーアルカリ度供給源、キレート化剤、スメクタイト粘土、酵素、酵素安定化剤並びに香料が包含される。本願に引用し援用する米国特許第3,936,537号(バスカーヴィルJr.(Baskerville,Jr.)ら、1976年2月3日発行)を参照のこと。
【0105】
本明細書に用いるのに好適なスメクタイト粘土は、米国特許第4,762,645号(タッカー(Tucker)ら、1988年8月9日発行)、第6列3行〜第7列24行に記載されており、これを本願に引用し援用する。本明細書に用いるのに好適な追加洗浄性ビルダーは、バスカーヴィル(Baskerville)の特許の第13列54行〜第16列16行及び米国特許第4,663,071号(ブッシュ(Bush)ら、1987年5月5日発行)に列挙されており、これらをいずれも本願に引用し援用する。
【0106】
本発明の詳細を以上の通り記載しているが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であること、及び本発明が本明細書に記載された内容に限定されると考えるべきでないことは、当業者には明らかである。
(関連出願に対する相互参照)
本特許出願は、2000年8月30日にカペシ(Capeci)らにより出願された米国特許仮出願第60/228,988号の優先権を主張する。
【0002】
(技術分野)
本発明は洗剤及び織物処理用途に使用するための改善された溶解度特性を有する顆粒状漂白剤活性化剤に関する。
【0003】
(発明の背景)
近年、洗剤産業においては、顆粒状洗剤製品、特に漂白剤活性化剤を含有する顆粒状洗剤製品のクリーニング性能及び価格を維持しながら液状洗濯洗剤製品の便利さ、美観及び溶解性を有する洗濯用洗剤への関心が高まっている。しかし、過去の顆粒状組成物に伴う美観、溶解性及びユーザーの便利さに関する問題は手ごわい。このような問題は、一般に洗浄溶液にすぐに溶解しない「コンパクト」又は低投量の顆粒状製品の出現によって悪化した。これらの低投量の顆粒製品は、資源を保全することと使用前は消費者に便利な小さなパッケージで販売できることから現在需要が大きいが、洗濯機に投入する時はボトルから直接注ぐだけの液体洗濯製品と比べて不便である。
【0004】
漂白剤活性化剤を含有する低投量又は「コンパクト」洗濯製品は、残念ながら、特に低温の洗濯溶液(すなわち約30℃未満)中での溶解の問題が生じる。より具体的には、洗剤製品の溶解が不十分なために、通常の洗濯サイクル後の洗濯機内または洗濯された衣料上に残る固体白色物として出現する「塊」が形成される。これらの「塊」は、特に低温洗浄条件下及び/又は洗濯機に投入する順序が最初に洗濯洗剤、二番目に衣類、最後に水の場合(一般に「逆順序投入」または「ROOA」として知られる)に現れやすい。このような好ましくない「塊」は、消費者が洗濯機に衣類、洗剤、その後水の順序で投入する場合にも生成する。
【0005】
この集塊現象は、投入引出(dispenser drawers)を装備した洗濯機内またはグラニュレットのような他の投入装置内で顆粒状洗濯製品の不完全な分配を招く原因となりうる。この場合、望ましくない結果は、投入装置内での未溶解の洗剤及び漂白剤活性化剤残留物である。
【0006】
顆粒状漂白剤活性化剤は一般に洗浄性界面活性剤及び洗剤ビルダーと組み合わせて種々の洗剤組成物に使用されている。このような組成物では、上述の溶解問題の原因が界面活性剤含有粒子間の「ゲル様」物質の「架橋」による望ましくない「塊」の形成と関連することが明らかにされている。粒子が塊になる望ましくない架橋の原因であるゲル様物質は水性洗濯溶液への界面活性剤の部分溶解から生じ、その際このような部分溶解は他の界面活性剤含有粒子を一緒に塊に結合又は架橋する高粘性界面活性剤の相又はペーストの形成を引き起こす。この望ましくない溶解現象は一般に「塊ゲル」形成と呼ばれる。
【0007】
粘性界面活性剤の架橋作用に加えて、無機塩は水和する傾向があり、この水和によって互いに結合する粒子の架橋も引き起こす。特に、無機塩は互いに水和して、溶解性が低く最終的には洗浄サイクル後に塊になるかご形構造を形成する。したがって、クリーニング性能の改善を得るため、上記の溶解問題を生じない洗剤組成物を有することが望ましい。
【0008】
従来技術には、漂白剤活性化剤粒子を含有する顆粒状洗剤組成物に伴う溶解問題に対処する開示が豊富に存在する。例えば、従来技術は、洗濯サイクル中に水和塩の架橋によって塊を生じさせる無機塩の使用及び方法の制限を示唆している。選択された無機塩に固有の比が溶解問題が最小になるように熟慮される。しかし、このような溶液は、現在の大量洗剤製品の商業化に必要な処方及び方法の柔軟性を抑制する。従来技術によって種々の他の機構が示唆されているが、そのすべてが処方変更を必要とし、それによって処方の柔軟性を低下する。したがって、結論として、処方の柔軟性を大幅に抑制することなく溶解度が改善された洗剤組成物を得ることが望ましい。それ故に、幅広い条件わたって、顆粒状洗剤組成物及びその顆粒状成分の性能に対する機構面からのアプローチ及び従来の顆粒洗剤及び組成物よりも分散性及び溶解度が改善された顆粒状組成物についてのアプローチを識別する必要が残っている。処方の柔軟性を抑制せずにこうした分散性及び溶解度の改善に貢献する顆粒状漂白剤活性化剤の識別及び制御された製造が不可欠である。
【0009】
顆粒状洗剤に関するさらなる問題は、使用前の輸送及び保管時の洗剤成分の分離である。分離は主に、異なる寸法、形状及び重量を有する異なる洗剤成分の存在によるものである。時間の経過及び組成物の移動又は振動によって、小さく、重い成分が洗剤容器の底へ沈降する傾向がある。この洗剤組成物成分の分離の結果、消費者は目的とする洗剤処方をもはや含有しない組成物を投入する可能性がある。従来技術は、すべての洗剤成分を分離できない1つの粒子又は粒塊に結合することでこの問題を克服しようと試みてきたが、これらの成分の多くは反応性であり、この方法で結合すると分解する傾向がある。このように、顆粒状成分が比較的均一な寸法と形状を持ち、それによってこの分離作用を抑制する洗剤組成物の必要性が依然として存在する。
【0010】
漂白剤活性化剤顆粒の形成に関するさらにもう1つの問題は、比較的均一な寸法及び形状を有する顆粒又は粒子状押出物の製造にある。一般的には、漂白剤活性化剤は押出成形され、その後近似した寸法に粉砕される。しかしながら、粉砕は不正確な処理であり、目標寸法の顆粒から分離して再利用するか処理しなければならない大量の微紛及び過大粒子を発生する傾向がある。このように、配合者が選択した均一な寸法と形状を有する漂白剤活性化剤の製造を可能にする方法の必要性も依然として存在する。
【0011】
顆粒状漂白剤活性化剤は、織物製造における種々の方法にも使用される。洗浄性界面活性剤及び無機塩の存在が関連すると考えられる溶解問題はこうした用途では存在しない場合があるが、優れた溶解度を含めた均一な物理的及び性能特性を有する顆粒状漂白剤活性化剤押出物が利用できることが高く望まれる。
【0012】
(発明の概要)
本発明の1つの態様によると、均一な長さ及び直径を有する円筒形の漂白剤活性化剤押出物が提供される。漂白剤活性化剤は次の一般式を有する:
【化8】
上式において、Rは、約5〜約18個の炭素原子を含有するアルキル基であり、ここでカルボニル炭素を包含し、カルボニル炭素から延伸した最長の直鎖アルキルは、約6〜約12個の炭素原子を含有し、Lは脱離基であり、その共役酸が約6〜約13のpKαを有し、その際前記漂白剤活性化剤は約450μm〜約1000μmの平均粒径、約450μm〜約3500μmの平均押出長さを有する円筒形粒子の形状である。この円筒形漂白剤活性化剤押出物は、改善された溶解度、流動性を有し、顆粒状洗剤組成物中のような、他の顆粒状物質と混合された時に製品の沈降又は分離が少ない。
【0013】
本発明のさらなる態様においては、均一な直径及び長さを有する円筒形漂白剤活性化剤を含有する顆粒状洗剤組成物が提供される。顆粒状洗剤組成物は、粒子状洗浄性界面活性剤、粒子状洗剤ビルダー及び有効量の円筒形漂白剤活性化剤顆粒を含有し、その際漂白剤活性化剤顆粒は粒子状界面活性剤及びビルダーと実質的に同じ直径及び長さを有する。顆粒状洗剤組成物は改善された溶解度、流動性を示し、保管中の製品の沈降が少ない。それ故、本発明の目的は、使用前の安定性に優れ、容認できる物理的特性を有する漂白剤活性化剤粒子を含有する洗剤組成物を提供することにある。
【0014】
本発明の方法の態様によると、均一な直径及び長さを有する顆粒を製造するように漂白剤活性化剤を押出成形する方法が提供される。前記方法は、漂白剤活性化剤物質を所望の直径及び形状を有する加熱されたダイに通す工程と、押出物を所望の頻度で切断する工程と、切断された押出物を急速に冷却する工程を包む。
【0015】
本発明のこれら及び他の目的、特徴及び付随的長所は、次の好ましい実施態様の詳細な説明及び添付請求項を読むことで当業者には明らかになるであろう。
【0016】
(好ましい実施態様の詳細な説明)
従来の円筒の定義に従い、「円筒形の押出物」という言葉は、1つの直線が、もう1つの固定直線に対して平行に走り、閉じた曲線の固定平面と交叉して形成される表面形を有する、押出成形された粒子を意味する。円筒形は一般に押出物が成形される際に通る押出しダイの内表面から引き出される。明らかに、内部構成が異なる押出しダイを使用して異なる形状及び/又は直径を有する押出物を製造できると予想される。
【0017】
本明細書で使用する時、「遊離水」レベルは、漂白剤活性化剤押出物又は洗剤組成物中に存在し、ゼオライトのような別の洗剤成分に結合されていない水の重量パーセントでのレベルを意味し、他の洗剤成分中に同伴、吸着又は結合されているいずれかの水を超過する水のレベルである。
【0018】
本明細書で使用する時、「粒子」という用語は、最終的な洗剤製品又は成分に組み込まれる前の全寸法範囲の漂白剤活性化剤又は最終的な洗剤製品又は成分混和材中の全寸法範囲の離散粒子、粒塊又は顆粒を意味する。「粒子」という用語は、明確には、寸法分画が粒子混和材中の別個の粒子の100%に相当しない限り、この種の粒子のいずれの寸法分画(すなわち、全寸法範囲の100%未満に相当する分画)も表さない。混和材中の各種粒子成分については、粒子が他の粒子と接触しているか否かにかかわらず、その種類の別個の粒子の全寸法範囲が同一又は実質的に類似した成分を有する。粒塊成分については、粒塊自体が別個の粒子とみなされ、各個別粒子がさらに小さい一次粒子と結合剤組成物の複合体を包む。
【0019】
本明細書で使用する時、「平均押出直径」という語は、いずれかの標準的な質量式粒径測定法、好ましくはオプティマス(Optimus)(V5.0)画像解析ソフトを付属した光学顕微鏡のような光学画像によって測定した時の個別粒子の組の幾何質量中央値直径を意味する。
【0020】
本明細書で使用する時、粒度分布の「幾何標準偏差」又は「スパン」は、累積分布の第84.13百分位数の直径を第50百分位数の直径で除した比(D84.13/D50)によって得られる上記粒度データに最も適合する自然対数関数の幾何幅を意味する;ゴトウ(Gotoh)ら、粉体技術ハンドブック(Powder Technology Handbook)、6〜11頁、メラル・デッカー(Meral Dekker)1997年参照。
【0021】
本明細書で使用する時、「ビルダー」という用語は洗浄性において「ビルダー」機能を有するいかなる無機物質も意味し、具体的には、洗浄溶液から水の硬度を除去することができる有機又は無機物質を意味する。
【0022】
本明細書で使用する時、「かさ密度」という用語は、過剰な粉体試料を漏斗を通して平滑な金属容器(例えば、容積500mlの円筒)に注入し、容器の縁を越える山から過剰分をすり落とし、残りの粉体の質量を測定し、その質量を容器の容積で除することによって測定したときの、圧縮されておらず、軽く叩かれていない粉体のかさ密度を表す。
【0023】
本明細書で使用されるすべてのパーセント及び比率は、指示がない限り重量パーセント(無水ベース)として表記される。引用したすべての文書は参考として本明細書に組み入れる。
【0024】
漂白剤活性化剤
本明細書で有用な漂白システムの漂白剤活性化剤は、使用する際に過酸を形成するいずれの物質でもよい。好ましい物質の分類の一つは、次の構造を有する:
【化9】
上式において、Rは約5〜約18個の炭素原子を含有するアルキル基であり、ここで最長の直鎖アルキル鎖は、カルボニル炭素を包含し、カルボニル炭素から延伸し、約6〜約12個の炭素原子を含有し、Lは脱離基であり、その共役酸が、約4〜約13、好ましくは約6〜約11、最も好ましくは約8〜約11の範囲内のpKαを有する。
【0025】
Lは本質的にいずれかの好適な脱離基であることができる。脱離基は、漂白剤活性化剤への過水酸化物(ペルヒドロキシド)陰イオンによる求核攻撃の結果として、漂白剤活性化剤から置換されるいずれかの基である。この、過加水分解(ペルヒドロリシス:perhydrolysis)反応は、結果として過カルボン酸を生成する。
【0026】
一般に、好適な脱離基となる基は電子を引き寄せる効果を発揮しなくてはならない。これにより、過水酸化物陰イオンによる求核付加が容易になる。
【0027】
L基は、最適な時間枠(例えば、洗浄サイクル)内で反応が発生するように、十分な反応性がなくてはならない。しかし、Lの反応性が高過ぎると、この活性化剤を安定化するのは難しいであろう。これらの特徴は、一般に脱離基の共役酸のpKαと平行するものであるが、この慣例についての例外も知られている。
【0028】
好ましい漂白剤活性化剤は、次の一般式を有するものである:
【化10】
上式においてR1は、約6〜約12個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2は、約1〜約6個の炭素原子を含有するアルキレンであり、R5は、H又は約1〜約10個の炭素原子を含有するアルキル、アリール又はアルカリールであり、Lは次のものから成る群から選択され:
【化11】
上式においてR6は、約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキレン、アリーレン又はアルカリーレン基であり、R3は、約1〜約8個の炭素原子を含有するアルキル鎖であり、R4はH又はR3であり、YはH又は可溶性基である。Yは好ましくは−SO3 −M+、−COO−M+、−CO2H、−CO2 −M+、−SO4 −M+、(−N+R’3)X−及びO←N(R’3)から成る群から選択され、その際R’は約1〜約4個の炭素原子を含有するアルキル鎖であり、Mは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陽イオンであり、Xは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陰イオンである。好ましくは、Mはアルカリ金属、アンモニウム又は置換型アンモニウム陽イオンであり、ナトリウム及びカリウムが最も好ましく、Xはハロゲン化物、水酸化物、硫酸メチル及びアセテート陰イオンから成る群から選択される陰イオンである。より好ましくは、Yは−SO3 −M+、CO2H及び−COO−M+である。可溶性基を含有しない脱離基を有する漂白剤活性化剤は、その溶解を助けるために、漂白剤溶液中に十分に分散されるべきであることに注意すべきである。好ましいものは次のものであり:
【化12】
上式においてR3は上で定義された通りであり、Yは−SO3 −M+、又は−COO−M+であり、ここでMは上で定義された通りである。
【0029】
特に好ましい漂白剤活性化剤は、R1が、約6〜約12個の炭素原子を含有する直鎖アルキル鎖であり、R2が、約2〜約6個の炭素原子を含有する直鎖アルキレン鎖であり、R5がHであり、Lが次のものから成る群から選択され:
【化13】
上式においてR3は、上で定義された通りであり、Yは−SO3 −M+、又は−COO−M+であり、ここでMは上で定義された通りである。
【0030】
好ましい漂白剤活性化剤は次のものであり:
【化14】
上式においてR1はH、アルキル、アリール又はアルカリールである。これは、ホッジ(Hodge)らの米国特許第4,966,723号に記載されており、参考として本明細書に組み入れられる。
【0031】
好ましい漂白剤活性化剤は:
【化15】
であり、上式においてR1は、H又は約1〜約6個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2は、約1〜約6個の炭素原子を含有するアルキル基であり、Lは上で定義された通りである。
【0032】
好ましい漂白剤活性化剤はまた、上記の一般式においてLは、一般式のところで定義された通りであり、R1はH又は約1〜約4個の炭素原子を含有するアルキル基であるものである。更により好ましいものは、上記の一般式の漂白剤活性化剤で、Lは、一般式のところで定義された通りであり、R1はHであるものである。
【0033】
さらに好ましい漂白剤活性化剤は、上記の一般式を有する漂白剤活性化剤で、その際Rは約5〜約9、好ましくは約6〜約8個の炭素原子を有する直鎖アルキル鎖であり、Lは次から成る群から選択され:
【化16】
式中、R、R2、R3及びYは上記の定義による。
【0034】
特に好ましい漂白剤活性化剤は、上記の一般式を有する漂白剤活性化剤で、Rが約5〜約12個の炭素原子を含有するアルキル基であり、ここで最長の直鎖アルキル鎖は、カルボニル炭素を包含し、カルボニル炭素から延伸し、約6〜約12個の炭素原子を含有し、Lが次のものから成る群から選択され:
【化17】
式中R2は約1〜約8個の炭素原子を含有するアルキル鎖であり、Yは−SO3 −M+又は−COO−M+であり、ここでMはアルカリ金属、アンモニウム又は置換アンモニウム陽イオンである。
【0035】
特に好ましい漂白剤活性化剤は、上記一般式を有する漂白剤活性化剤でRが約5〜約9個、好ましくは約6〜約8個の炭素原子を含有する直鎖アルキル鎖であり、Lが次のものから成る群から選択され:
【化18】
上式においてR2は、上で定義された通りであり、Yは−SO3 −M+、−COO−M+又は−CO2Hであり、ここでMは上で定義された通りである。
【0036】
最も好ましい漂白剤活性化剤は次の式を有し:
【化19】
式中Rは約5〜約9個、好ましくは約6〜約8個の炭素原子を含有する直鎖アルキル鎖であり、Mはナトリウム又はカリウムである。好ましくは、本明細書の漂白剤活性化剤はノナノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム(NOBS)、ベンゾイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム(BOBS)、ラウロイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム(LOBS)又はパラデカノイルオキシ安息香酸(DOBA)である。
【0037】
本発明の漂白組成物への使用にさらに特に好ましいのは、天然ゴム部品を有する機械への使用が特に安全な漂白剤活性化剤である。これは、これらアミド酸誘導漂白剤活性化剤の過加水分解反応によって油性のジアシルペルオキシド(DAP)種が生成しない結果であるというより、むしろ不溶性の結晶性固体DAPが生成する結果であると考えられる。これらの固体は塗膜を形成せず、それ故天然ゴム部分が長期間DAPに暴露されないと考えられる。これらの好ましい漂白剤活性化剤は次のものから成る群から選択される:
a)次の一般式を有する漂白剤活性化剤:
【化20】
又はこれらの混合物であって、式中R1は約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキル、アリール又はアルカリール基、R2は約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキレン、アリーレン又はアルカリーレン基、R5はH又は約1〜約10個の炭素原子を含有するアルキル、アリール若しくはアルカリール基であり、Lは脱離基;
b)次の一般式を有するベンゾキサジン型漂白剤活性化剤:
【化21】
式中、R1はH、アルキル、アルカリール、アリール、アリールアルキルであり、R2、R3、R4及びR5はH、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アリール、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、アルキルアミノ、COOR6(ここでR6はH又はアルキル基)及びカルボニル官能基から選択される同一又は異なる置換基;
c)次の式を有するN−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤:
【化22】
式中、R6はH又は1〜12個の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルコキシアリール又はアルカリール基;及び
d)a)、b)及びc)の混合物。
【0038】
a)型の好ましい漂白剤活性化剤は、式中R1が約6〜約12個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2が約1〜約8個の炭素原子を含有し、R5がH又はメチルのものである。特に好ましい漂白剤活性化剤は、上記一般式でR1が約7〜約10個の炭素原子を含有するアルキル基であり、R2が約4〜約5個の炭素原子を含有するものである。
【0039】
b)型の好ましい漂白剤活性化剤は、式中R2、R3、R4及びR5がHであり、R1がフェニル基のものである。
【0040】
c)型の前記N−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤の好ましいアシル部分は、式R6−CO−を有し、ここでR6はH又は1〜12個の炭素原子、好ましくは6〜12個の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルコキシアリール又はアルカリール基である。非常に好ましい実施態様においては、R6はフェニル、ヘプチル、オクチル、ノニル、2,4,4−トリメチルペンチル、デセニル及びこれらの混合物から選択される構成要素である。
【0041】
アミド誘導漂白剤活性化剤
本発明に使用されるa)型の漂白剤活性化剤は、次の一般式のアミド置換化合物:
【化23】
又はこれらの混合物で、式中R1、R2及びR5は上記の定義により、Lは本質的にいずれの好適な脱離基ともすることができる。好ましい漂白剤活性化剤は上記の一般式でR1、R2及びR5が過酸素酸として定義され、Lが次のもの及びこれらの混合物から成る群から選択され:
【化24】
式中、R1は約1〜約14個の炭素原子を含有するアルキル基、アリール基又はアルカリール基、R3は1〜約8個の炭素原子を含有するアルキル鎖、R4はH又はR3であり、YはH又は可溶化基である。
【0042】
好ましい可溶性化基は、−SO3 −M+、−CO2 −M+、−SO4 −M+、−N+(R3)4X−及びO←N(R3)3であり、最も好ましくは−SO3 −M+及び−CO2 −M+であって、式中、R3は約1〜約4個の炭素原子を含有するアルキル鎖であって、Mは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陽イオンであって、Xは漂白剤活性化剤に溶解性を提供する陰イオンである。好ましくは、Mは、アルカリ金属、アンモニウム又は置換アンモニウムの陽イオンであり、ナトリウム及びカリウムが最も好ましく、Xは、ハロゲン化物、水酸化物、メチルサルフェート又はアセテートの陰イオンである。可溶性基を含有しない脱離基を有する漂白剤活性化剤は、その溶解を助けるために、漂白剤溶液中に十分に分散するべきであることに注意すべきである。
【0043】
好ましい漂白剤活性化剤は、前述の一般式のものであって、式中、Lは次からなる群から選択される:
【化25】
式中、R3は前述で定義されており、Yは−SO3 −M+、−CO2 −M+又は−CO2Hであって、Mは前述で定義されている通りである。
【0044】
もう一つの重要な漂白剤活性化剤の種類は、b)型及びc)型のものを包含し、過水酸化物(ペルヒドロキシド:perhydroxide)陰イオンによる環のカルボニル炭素への求核攻撃の結果として生じる開環によって本明細書に記載の有機過酸を提供する。例えば、c)型活性化剤のこの開環反応は、過酸化水素又はその陰イオンによるカプロラクタム環カルボニルでの攻撃を包含する。過酸化水素又はその陰イオンによるアシルカプロラクタムの攻撃は、好ましくは環外カルボニルで起こるため、かなりの割合の開環を得るには、触媒を必要とする。開環漂白剤活性化剤のもう1つの例は、ホッジ(Hodge)らの米国特許第4,966,723号(1990年10月30日発行)に開示されているようなb)型の活性剤に見出すことができる。
【0045】
ベンゾキサジン型漂白剤活性化剤
ホッジ(Hodge)によって開示されたこのような活性化剤化合物は、次の式を有するベンゾキサジン型活性化剤を包含する。
【化26】
下記型の置換されたベンゾキサジン類を含む
【化27】
式中、R1はH、アルキル、アルカリール、アリール、アリールアルキルであり、R2、R3、R4及びR5は、H、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アリール、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、アルキルアミノ、COOR6(式中、R6はH又はアルキル基である)及びカルボニル官能基から選択される、同一又は異なる置換基である。
【0046】
好ましいベンゾキサジン型の活性化剤は次のものである。
【化28】
活性化剤が使用される場合、最適な表面漂白性能は洗浄液と共に得られ、このような洗浄液のpHは過加水分解反応を容易にするために、約8.5〜10.5及び好ましくは9.5〜10.5である。このようなpHは、一般に緩衝剤として知られる物質で得ることができ、緩衝剤は本明細書の漂白システムの任意成分である。
【0047】
N−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤―本発明に使用されるc)型のN−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤は次の式を有し:
【化29】
式中、R6はH又は1〜12の炭素を含有するアルキル、アリール、アルコキシアリール、若しくはアルカリール基である。R6部分が少なくとも約6、好ましくは6〜約12個の炭素原子を含有するカプロラクタム活性化剤は、前述のように、求核性及び生地汚れの洗浄を与える疎水性漂白を提供する。R6が1〜約6個の炭素原子を含むカプロラクタム活性化剤は、飲み物の染みの漂白に特に有効な親水性漂白種を提供する。疎水性カプロラクタムと親水性カプロラクタムの、一般的には重量比1:5〜5:1、好ましくは1:1の混合物を、本明細書で混合染み除去の利益に使用することができる。
【0048】
極めて好ましいN−アシルカプロラクタムは、ベンゾイルカプロラクタム、オクタノイルカプロラクタム、ノナノイルカプロラクタム、3,5,5−トリメチルヘキサノイルカプロラクタム、デカノイルカプロラクタム、ウンデセノイルカプロラクタム及びこれらの混合物からなる群から選択される。N−アシルカプロラクタムの製造方法は、当該技術分野において周知である。
【0049】
好適な漂白剤活性化剤のその他の種は、エンジェル(Angell)らの米国特許第5,795,854号(1998年8月18日発行)及び第5,891,828号(1999年4月6日発行)に開示されており、これを本願に引用し援用する。
【0050】
また、漂白剤活性化剤として好適なものは多種多様な種類のエステル、イミド、イミダゾール、オキシム及び炭酸塩漂白剤前駆体化合物であり、1984年4月24日にグレイ(Gray)らに発行された米国特許第4,444,674号に開示されており、これは参考として引用し本明細書に組み入れる。イミドテトラアセチルエチレンジアミンは、注目すべき例の1つである。
【0051】
結合剤物質
漂白剤活性化剤粒子はまた、結合剤物質を含んでもよく、この結合剤物質は活性化剤粒子を結合させるだけでなく、貯蔵期間中に、活性化剤物質と存在する可能性がある他の配合成分並びに周囲水分との反応を妨げ、漂白剤活性化剤物質を安定化する。
【0052】
結合剤物質として使用され得る物質は、非イオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、脂肪酸、陰イオン性界面活性剤、無機及び有機塩、フィルム形成ポリマー、キレート剤、陽イオン性界面活性剤、ポリマー崩壊剤及びこれらの物質の混合物である。好ましい一連の結合剤物質は、非イオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、脂肪酸、陰イオン性界面活性剤、無機塩、フィルム形成ポリマー及びこれらの物質の混合物である。結合剤物質は本発明の漂白剤活性化剤又は漂白剤活性化剤粒子が混合される洗剤組成物の成分と反応しないように選択することが好ましい。一般に、これらの結合剤物質は、貯蔵に対しては低い吸湿性を有するべきであるが、水中では可溶性又は分散性であるべきで、それにより、容易に分散し、水溶液中で過酸素漂白剤活性化剤を生成することができる。また、こうした漂白剤活性化剤を含有する洗剤製品に対する貯蔵温度は、しばしば40℃まで達する可能性があるため、使用される結合剤又はコーティング物質は約40℃未満で融解しないことが望ましい。
【0053】
結合剤物質として使用され得る非イオン性界面活性剤の例には、8〜24個、好ましくは約9〜約18個の炭素原子を有する、直鎖又は分岐鎖構造の、一級又は二級脂肪族アルコールと、アルコール1モルについて、約35〜約100モルの、好ましくは約40〜約80モルのエチレンオキシドとの縮合生成物がある。
【0054】
結合剤として使用されるのに好適な非イオン性界面活性剤の追加の例は、1984年11月20日にトンプソン(Thompson)らに発行された米国特許第4,483,778号に開示されており、これは参考として引用し本明細書に組み入れる。
【0055】
好適なポリエチレングリコールは、一般式が
HO(C2H4O)nHを有するエチレンオキシドのホモポリマーであり、
であり、平均分子量約2,000〜約15,000、好ましくは約3,000〜約10,000、最も好ましくは約4,000〜約8,000を有する。
【0056】
本発明の押出物への使用に好適な脂肪酸には、次の式を有する飽和脂肪酸が包含される:
【化30】
式中、Rxは炭素原子を15個未満、好ましくは約11個未満、さらに好ましくは約9個未満含有するアルキル基である。押出物は、Rxが15個を超える炭素原子を含有する上記式の飽和脂肪酸を含有しないことが好ましい。
【0057】
一般に、ポリエチレングリコールの使用が望まれる場合には、脂肪酸は、常に結合剤物質組成物の一部を形成する。これは、脂肪酸はガラス転移温度(液体が、ガラス又は非晶質固体のような短距離秩序固体に凝固する温度)を低下させ、ポリエチレングリコールを、粘性と弾性を併せ持つ状態に保つように作用するからである。脂肪酸はまた、加水分解が起こりにくいように、粒子のpHを低下させるのに有用であり得る。しかしまた、鎖がより長めの脂肪酸は、溶解性の低い顆粒洗濯洗剤においてしばしば見られる低分散性及び低溶解度特性の一因であると考えられている。それ故に、使用される時、脂肪酸は、上記の最長のアルキル鎖に基づいて選択されることは本発明の本質的部分である。
【0058】
本発明の押出物において結合剤物質として有用な、好適な陰イオン性界面活性剤には、約8〜約20個の炭素原子を含有するアルキル基と、スルホン酸又は硫酸エステル基を分子構造の中に有する、有機イオウ反応生成物の水溶性の塩、好ましくはアルカリ金属、アンモニウム及びアルキロールアンモニウム塩が挙げられる。(アルキルという言葉にはアシル基のアルキル部分も含まれる。)合成界面活性剤のこの群の例には、アルキル硫酸ナトリウム及びカリウムがあり、特に高級アルコール(C8〜C18炭素原子)の硫酸化により得られるもの及びアルキル基が、約9〜約15個の炭素原子を、直鎖又は分岐鎖構造で含有するアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム及びカリウムがある。これらは米国特許第2,220,099号及び米国特許第2,477,383号に記載されており、この両方を参考として引用し本明細書に組み入れる。好ましい陰イオン性界面活性剤は、直鎖のアルキルベンゼンスルホン酸塩であり、この中のアルキル基に含まれる平均炭素原子数は、約11〜約13であり、C11〜13LASと略される。結合剤として使用されるのに好適な、陰イオン性界面活性剤の追加の例は、米国特許第4,444,674号に開示されており、上記において本明細書に組み入れられている。
【0059】
また、結合剤物質の成分として好適なものは、アセテート、マレイン酸のアルカリ塩、クエン酸塩、アルミノケイ酸塩、硫酸塩、炭酸塩、リン酸水素塩、ピロリン酸塩、四ホウ酸塩、チオ硫酸塩及びこれらの混合物のような、有機及び無機塩である。無機塩が好ましく、特に好ましいのは、硫酸のナトリウム及びマグネシウム塩である。これらの塩は、水が結合剤物質の成分である場合に特に有用であるが、これは、これらの塩が遊離水をその結晶構造に組み入れることにより、漂白剤活性化剤粒子中の、及び洗剤組成物全体の遊離水の量を減少させるためである。下記に詳述するように、遊離水は、漂白剤活性化剤の不安定性の原因となる可能性がある。
【0060】
本発明の押出物において結合剤物質として有用なフィルム形成ポリマーは、塩化ビニル、ビニルアルコール、フラン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、メチルメタクリレート、スチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、アクリルアミド、エチレン、プロピレン及び3−ブテン酸のようなモノマーから得られるポリマーである。上記の群の好ましいポリマーは、アクリル酸、ヒドロキシアクリル酸又はメタクリル酸のホモポリマー及びコポリマーであり、その際コポリマ−の場合には、酸から得られる単位を、少なくとも約50重量%、好ましくは少なくとも約80重量%含有する。特に好ましいポリマーはポリアクリル酸ナトリウムである。他の具体的な好ましいポリマーは、無水マレイン酸のホモポリマー及びコポリマーであり、特にエチレン、スチレン及びビニルメチルエーテルとのコポリマーである。これらのポリマーは、商品名ヴァーシコール(Versicol)及びガントレツ(Gantrez)として市販されている。本発明の押出物において、結合剤又はコーティング物質として有用な、他のフィルム形成ポリマーは、米国特許第4,486,327号に開示されており、上記において組み入れられている。
【0061】
結合剤物質はまた、任意に1以上のキレート剤を含んでもよい。かかるキレート剤は、アミノカルボキシレート、アミノホスホン酸塩、多官能−置換芳香族キレート剤及びこれらの混合物から成る群から選択することができ、すべて以下で定義する。
【0062】
任意のキレート化剤として有用なアミノカルボキシレートには、エチレンジアミンテトラアセテート、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミントリアセテート、ニトリロトリアセテート、エチレンジアミンテトラプロピオネート、トリエチレンテトラアミンヘキサアセテート、ジエチレントリアミンペンタアセテート、及びエタノールジグリシン、それらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、置換アンモニウム塩及びこれらの混合物が挙げられる。
【0063】
洗剤組成物において少なくとも低レベルの総リンが許容される場合、アミノホスホン酸塩も本発明の組成物におけるキレート剤としての使用に好適であり、デクエスト(DEQUEST)のようなエチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホネート)が挙げられる。好ましくは、これらのアミノホスホネートは、約6個を超える炭素原子のアルキル基又はアルケニル基を含有しない。
【0064】
本明細書の組成物において、多官能置換型芳香族キレート剤も有用である。米国特許第3,812,044号(1974年5月21日発行、コナー(Connor)ら))を参照のこと。酸形態でのこの種の好ましい化合物は、1,2−ジヒドロキシ−3,5−ジスルホベンゼンのようなジヒドロキシジスルホベンゼン類である。
【0065】
本明細書で用いるのに好ましい生分解性キレート剤は、エチレンジアミンジサクシネート(「EDDS」)であり、特に、ハートマン(Hartman)及びパーキンス(Perkins)への米国特許第4,704,233号(1987年11月3日)に記載されている[S,S]異性体である。
【0066】
本発明における組成物は、キレート化剤又は補助ビルダーとして水溶性メチルグリシン二酢酸(MGDA)塩(又は酸の形態)も含有してよい。同様に、クエン酸塩のようないわゆる「弱い」ビルダーをキレート化剤として用いることもできる。
【0067】
結合剤物質はまた、漂白剤活性化剤物質の溶解を加速することが可能なポリマー崩壊剤を含んでもよい。好ましい実施態様において崩壊剤は、いわゆる水により膨張するポリマーであって、水を吸収し、それにより体積を増加させることが可能なポリマー物質を含む。このため崩壊剤は部分的にのみ水溶性であるか又は実質的に水溶性でないことが好ましいかもしれない。
【0068】
崩壊剤は、好ましくは、ポリビニルピロリドンの架橋ポリマー、ポリビニルピロリドンの架橋コポリマー、デンプン、前ゼラチン化デンプン及びグルコン酸ナトリウムデンプンを包含する修飾デンプン、ゴム、セルロース、修飾セルロース、好ましくは架橋セルロース、架橋セルロース誘導体、ヒドロキシアルキルセルロース、微結晶セルロース、微結晶セルロース誘導体、微結晶架橋セルロース、成形セルロース(compactedcellulose)、成形セルロース誘導体又は成形架橋セルロースのような成形修飾セルロース又はこれらの混合物から成る群から選択される1つ以上のポリマーを含む。
【0069】
漂白剤活性化剤押出物の製造方法
漂白剤活性化剤押出物の製造の第一工程において、結合剤物質を使用する際、前述の活性化剤と結合剤物質をキュイジナート(Cuisinart)(登録商標)のような実験室規模のミキサー若しくはレディゲ(Lodige)CBミキサー、ビペックス・チューボライザー(Bepex Tubolizer)(登録商標)のような通常の工業規模のミキサー又は類似の種類のミキサー内で完全に混合し、活性剤/結合剤混合物を形成する。配合者の希望により、混合物は混合中に加熱されてもよいし、加熱されなくてもよい。
【0070】
得られる結合剤/活性化剤混合物は押出成形工程を受けられるように十分に密度が高められている。押出成形による活性化剤粒子製造については、上記において組み入れられている米国特許第4,486,327号に具体的に述べられている。
【0071】
このように第2の工程においては、活性化剤物質が、押出機(好ましくはスクリュー型押出機)のダイプレート開口部を通って押し出され、漂白剤活性化剤含有物質の長いストランドが製造されるが、これは押出物に容易に切断されるように十分に可塑化されている。ポリエチレングリコール及び脂肪酸が、結合剤物質の基礎成分である場合、押出前に活性化剤/結合剤混合物を加熱する必要がある可能性がある。
【0072】
漂白剤活性化剤物質を押出した後、押出物のストランドを冷却し、一定間隔で切断する。押出物の寸法及び形状は、ダイプレートの選択及び押出物の切断の制御によって達成される。押出物の寸法調整は、粉砕によって達成してもよいが、粉砕では製品の寸法及び形状がほとんど制御されない。
【0073】
押出物を一定間隔で切断するために使用される切断手段は、ナイフとすることができ、好ましくはダイプレートの近くで所望の頻度でストランドを周期的に切断するワイヤカッターである。別の方法としては、切断手段は、押出物ストランドがコンベヤベルト上に置かれ、一連のナイフで一定間隔で切断される装置を含んでもよい。この装置の実施態様では、ナイフをその長さに沿って配置した第2のベルトが、押出物製品ベルトの上に配置される。この2本のベルトは、押出物製品が、押出物が置かれた時にナイフが当該押出物を所望の間隔で切断するように同期する。別の実施態様では、押出物が置かれた時に回転するナイフによって一定長さに切断されるように、押出し製品ベルトの動きと同期する回転装置に一連のナイフを取り付けてもよい。
【0074】
押出物の冷却は、好ましくは押出物を低温流体、好ましくは非常に低温又は極低温に維持された気体に接触又は浸漬することによって達成される。押出物を極低温に暴露することで、押出粒子の急冷を引き起こす。理論に縛られないが、押出粒子の急冷は、押出粒子の結晶性を小さくし、その結果押出粒子は水溶液により短時間で溶解すると考えられる。
【0075】
漂白剤活性化剤物質の押出成形、並びに押出物の切断及び冷却に使用できる押出装置は、イリノイ州アディソンのCDLテクノロジー社(CDL Technology,Inc.)から市販されている。
【0076】
水及び無機塩(例えば硫酸塩)が結合剤物質の基礎成分である場合、活性化剤/結合剤混合物の押出成形中に生じる摩擦及び機械的エネルギーの散逸は、金型プレートの温度上昇を招き、その結果として活性化剤/結合剤物質の水分含有量の内のいくらかの蒸発を招く。水分含有量を更に減少するために、金型プレートを活性化剤/結合剤混合物中の無機塩の水和温度より上に(水の大部分がこの中に存在すると考えられる)又は大幅に上に加熱することは、望ましいことでさえあろう。次いで活性化剤/結合剤混合物は冷却され、乾燥されて(任意に)、押出物に切断され又は砕かれる。所望であれば、無機塩の水和水をできるだけ多く除去するため、乾燥は高温で行われる。この後者の工程により、無機塩は少なくとも部分的に「脱水され」―即ち結晶構造中の水配位子形成のための配位位置が利用できるようになる可能性があり、その結果、活性化剤粒子の貯蔵中に、無機塩は顆粒製品の周囲の水分又は他の粒子の水分を吸収する「シンク」としての役目を果たす可能性があり、これにより更に漂白剤活性化剤粒子に、安定化の利益を提供する。
【0077】
押出物をバルクとして扱うための許容できる流動特性を得るため、任意で、超微粒子状の無機粉末を流動助剤として押出物の表面に添加してもよい。この流動助剤には、超微粒子状アルミノケイ酸塩、シリカ、結晶性層状ケイ酸塩、MAPゼオライト、非晶性ケイ酸塩、炭酸ナトリウム及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。流動助剤のレベルは、洗剤組成物の好ましくは約0.1重量%〜約10重量%、より好ましくは約1重量%〜約7重量%、そして最も好ましくは約1.5重量%〜約5重量%である。最も好ましい流動助剤は、アルミノケイ酸塩である。
【0078】
漂白剤活性化剤粒子の形態、大きさ、組成物及び使用法
好ましくは、本発明により調製された漂白剤活性化剤押出物は実質的に円筒形である。これらの円筒形に成形された押出物は、約450μm〜約3500μm、より好ましくは約450μm〜約3000μm、最も好ましくは約450μm〜約2500μmの平均長さを有する。好ましくは押出物の平均直径は、約450μm〜約1000μm、より好ましくは約500μm〜約950μm、最も好ましくは約550μm〜約850μmである。円筒形の形態の有効性及び上記で指定された粒子の大きさの有効性、並びに平均直径及び長さを測定するための技術については、米国特許第5,795,854号に開示されており、上記において組み入れられている。
【0079】
本発明において漂白剤活性化剤粒子は、約5%〜約50%の、好ましくは約4%〜約30%の、より好ましくは約1%〜約15%の結合剤物質及び約50%〜約95%の、好ましくは約60%〜約85%の漂白剤活性化剤を含む。通常、結合剤物質は水と無機塩に加えて他の成分から構成されるか又はポリエチレングリコールと脂肪酸(上記のように)に加えて他の成分から構成される。水、無機塩、ポリエチレングリコール及び脂肪酸を全て同じ結合剤物質に包含することは望ましくない。
【0080】
洗濯洗剤組成物中に最も典型的と考えられる漂白剤活性化剤押出物が使用される場合、洗剤組成物は、約3重量%未満、より好ましくは約2.5重量%未満、最も好ましくは約2重量%未満の遊離水を含有することが望ましい。理論にによる限定を意図していないが、組成物中の遊離水をこの比較的低レベルに保つことにより、使用前に漂白剤活性化剤が加水分解によって劣化する傾向は減少すると考えられる。本明細書に記載されたように選択した遊離水レベルの結果として、漂白剤活性化剤の安定性は更により高まり、延長される。同様に漂白剤活性化剤粒子、それ自身は、約2%より多くの水を含有するべきではない。
【0081】
非常に好ましい本発明の実施態様においては、漂白剤活性化剤押出物は、押出粒子の約70重量%〜約95重量%の漂白剤活性化剤、約0.1重量%〜約15重量%の無機塩及び約2重量%未満の水を包む。この配合は、漂白剤活性化剤の安定性を保持しながら、水溶液に添加された場合には、分散と溶解をも促すことが明らかにされている。この配合では水を含有するが、この水の大部分はおそらく遊離水ではなく、むしろ無機塩の結晶格子中にある結合水として存在する。
【0082】
本発明の別の高度に好ましい実施態様においては、漂白剤活性化剤押出物は、押出粒子の約65重量%〜約95重量%の漂白剤活性化剤、約0.1重量%〜約15重量%のポリエチレングリコール及び約0.1重量%〜約5重量%の上記脂肪酸を含み、その際前記脂肪酸は16個未満の炭素原子、好ましくは11個未満の炭素原子、より好ましくは10個未満の炭素原子を含有する。この配合もまた、漂白剤活性化剤の安定性を保持しながら、分散と溶解をも促すという両方を示している。
【0083】
本発明により調製された洗剤組成物は、約0.01%〜約40%の、好ましくは約1%〜約25%の、より好ましくは約2%〜約10%の本明細書に記載された漂白剤活性化剤粒子を含有するであろう。
【0084】
本発明の顆粒状漂白剤活性化剤は、最適な均一の寸法及び形状の選択により、所望の溶解度、改善された美しさ及び流動性の利益を提供する。
【0085】
「改善された美しさ」によって、消費者は、様々な寸法の粒子及び組成物を含有する過去の顆粒状洗剤及び漂白剤活性化剤と対照的に、より均一な外観の粒子を有する顆粒状製品を好むことを意味する。そのために、漂白剤活性化剤製品の全粒子の少なくとも約50重量%、より好ましくは少なくとも約75重量%、一層更に好ましくは少なくとも約90重量%、最も好ましくは少なくとも約95重量%が選択された平均粒径を有する。さらに、漂白剤活性化剤製品の全粒子の少なくとも約50重量%、より好ましくは少なくとも約75重量%、一層更に好ましくは少なくとも約90重量%、最も好ましくは少なくとも約95重量%が、選択された平均粒子長さを有する。このように、消費者が所望する美的外観を提供するように、顆粒状製品のかなりの部分が均一な寸法及び形状を有する。
【0086】
顆粒状洗剤組成物に組み入れられる時、漂白剤活性化剤顆粒の寸法及び形状は当該組成物の他の成分の寸法及び形状に近いことが最も好ましい。
【0087】
好ましくは、目標長さから外れる粒子が多すぎないように、長さ分布は比較的小さい幾何標準偏差又は「スパン」によって画定される。それ故に、幾何標準偏差は好ましくは約1〜約1.4、より好ましくは約1.0〜約1.3、最も好ましくは約1.0〜約1.2である。平均押出物長さはアスペクト比(平均押出長さの平均押出直径に対する比)によっても定義できる。アスペクト比は、好ましくは約2.0未満、より好ましくは約1.7未満、さらに一層好ましくは約1.4未満、最も好ましくは約1.3未満である。
【0088】
アスペクト比と長さ分布が好ましい範囲内にあることで、消費者にさらに美的に訴える製品が提供される。上記で組み入れられた米国特許第5,795,854号に開示されているように、特に分離可能性及び溶解度において、円筒形のモルホロジー及び粒径に対してさらなる利点も提供する。
【0089】
粒子の平均かさ密度は好ましくは少なくとも約450g/l、より好ましくは約550g/l、最も好ましくは約650g/lである。
【0090】
理論による限定を意図しないが、漂白剤活性化剤顆粒及び当該顆粒を組み入れた組成物の溶解度は、粒子が同じ寸法になった結果、増強されると考えられる。具体的には、粒子の寸法と形状がより均一になる結果、洗剤組成物中の粒子の実際の「接点」は減少し、それが今度は、漂白剤活性化剤を組み入れる顆粒洗剤組成物の「塊ゲル」の溶解困難性に一般に伴う「架橋作用」を減少する。過去の顆粒状洗剤組成物は粒子間の接点を増やす種々の寸法の粒子を含有していた。例えば、大きな粒子はその粒子と接触する多数の小さな粒子をまさに塊ゲル生成の機会となる粒子部位にすることができた。本発明の同水準で均一寸法の粒子はこうした問題を防止する。
【0091】
あるいは、顆粒状漂白剤活性化剤の溶解度改善は、顆粒状洗剤の個々の粒子をより標準的又は均一形状にすることによって満足される。形状が均一であるほど、より均一な分散及び上述の粒子間の接点の減少につながる。形状は、当業者に既知の数種類の方法で測定できる。こうした方法の1つは、光学顕微鏡をオプティマス(Optimus)(V5.O)画像解析ソフトと共に使用している。
【0092】
洗剤組成物
本発明の漂白剤活性化剤顆粒は、全体として優れた溶解度を達成するために種々の一連の成分及び特性を備えて処方された顆粒状洗剤組成物に組み入れてもよい。一般に、顆粒状洗剤組成物の少なくとも一部の粒子は、典型的な洗剤組成物の基本構成要素を提供するための洗浄性界面活性剤を含有する。種々の界面活性剤及び洗剤ビルダー並びに組成物中のそれぞれのレベルは、本明細書に後述されている。洗剤組成物は、通常、約1重量%〜50重量%の洗浄性活性剤及び約1重量%〜約75重量%の洗剤ビルダーを含有する。
【0093】
さらに、一部が漂白剤活性化剤で構成される漂白システムは、過酸素漂白化合物の存在を必要とする。本明細書で有用な過酸素漂白化合物は、水溶液中で過酸化水素を生成できるものである。これらの化合物は当該技術分野において周知であり、過酸化水素及びアルカリ金属過酸化物、過酸化尿素のような有機過酸化物漂白化合物、並びにアルカリ金属過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩等のような無機過塩漂白化合物が挙げられる。所望であれば、これらの漂白化合物の2つ以上の混合物もまた使用できる。好ましい過酸素漂白化合物には、1−、3−及び4−水和物の形態で市販されている過ホウ酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムペルオキシ水和物(peroxyhydrate)、尿素ペルオキシ水和物(urea peroxyhydrate)、過炭酸ナトリウム及び過酸化ナトリウムが挙げられる。特に好ましいのは過ホウ酸ナトリウム四水和物、過ホウ酸ナトリウム一水和物及び過炭酸ナトリウムである。過炭酸塩は、保管時に非常に安定であり、さらに漂白液に非常に素早く溶解することから、特に好ましい。こうした迅速な溶解は、より高レベルの過カルボン酸を生成する結果となり、そのため、表面の漂白性能を高めると考えられている。過酸素漂白化合物は、漂白システム又は洗剤組成物の少なくとも約0.1重量%、好ましくは約1重量%〜約75重量%、より好ましくは約3重量%〜約40重量%、最も好ましくは約3重量%〜約25重量%を構成する。この漂白システムにおける、漂白剤活性化剤と過酸素漂白化合物の重量比は、通常約2:1〜1:5の範囲である。好ましい比は、約1:1〜約1:3の範囲である。このような漂白システムは、米国特許第5,891,838号(エンジェル(Angell)ら、1999年4月6日発行)に更に詳細に記載されている。
【0094】
本発明の洗剤組成物の界面活性剤システムは、陰イオン性、非イオン性、双イオン性、両性及び陽イオン性の種類及び融和性のあるこれらの混合物を包含してもよい。洗剤界面活性剤は米国特許第3,664,961号(ノリス(Norris)、1972年5月23日発行)及び米国特許第3,919、678号(ローリン(Laughlin)ら、1975年12月30日発行)に記載されており、その両方をいずれも本明細書に参考として組み入れる。陽イオン性界面活性剤には、米国特許第4,222,905号(コックレル(Cockrell)、1980年9月16日発行)及び米国特許第4,239,659号(マーフィ(Murphy)、1980年12月16日発行)に記載されているものが包含され、その両方をいずれも本願に引用し援用する。
【0095】
界面活性剤システムの非限定例には、従来のC11〜C18のアルキルベンゼンスルホネート類(「LAS」)及び第一級、分岐鎖状及びランダムのC10〜C20のアルキルサルフェート類(「AS」)、式CH3(CH2)x(CHOSO3 −M+)CH3及びCH3(CH2)y(CHOSO3 −M+)CH2CH3で表され、x及び(y+1)が少なくとも約7、好ましくは少なくとも約9の整数であり、Mが水に可溶の陽イオン、特にナトリウムであるC10〜C18の第二級(2,3)アルキルサルフェート類;オレイルサルフェートのような不飽和サルフェート類、C10〜C18のアルキルアルコキシサルフェート類(「AExS」;特にEO1〜7のエトキシサルフェート)、C10〜C18のアルキルアルコキシカルボキシレート類(特にEO1〜5のエトキシカルボキシレート)、C10〜18のグリセロールエーテル類、C10〜C18のアルキルポリグリコシド類及びそれらの相当する硫酸化ポリグリコシド類、及びC12〜C18アルファスルホン化脂肪酸エステル類が挙げられる。所望であれば、従来の非イオン及び両性界面活性剤、例えば、いわゆる狭いピーク(narrow peaked)のアルキルエトキシレートを包含するC12〜C18アルキルエトキシレート類(「AE」)及びC6〜C12アルキルフェノールアルコキシラート類(特にエトキシレート及びエトキシ/プロポキシ混合)、C12〜C18ベタイン類及びスルホベタイン類(「スルタイン」類)、C10〜C18アミンオキシド類等が界面活性剤システム中に包含され得る。C10〜C18N−アルキルポリヒドロキシ脂肪酸アミド類もまた使用できる。典型的な例としてC12〜C18N−メチルグルカミド類が挙げられる。WO92/06154号を参照のこと。その他の糖由来の界面活性剤には、C10〜C18N−(3−メトキシプロピル)グルカミドなどのN−アルコキシポリヒドロキシ脂肪酸アミド類が挙げられる。N−プロピル〜N−ヘキシルC12〜C18グルカミド類は低い泡立ちに使うことができる。C10〜C20の従来の石鹸もまた使用してもよい。高い泡立ちが望ましければ、分岐鎖のC10〜C16の石鹸類を使用してもよい。陰イオン性及び非イオン性界面活性剤の混合物は、とりわけ有用である。その他の従来の有用な界面活性剤は標準テキストに一覧されている。
【0096】
洗剤組成物は、洗剤ビルダーを包含することができ、好ましくは包含する。ビルダーは一般に、リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸、ポリホスホン酸、炭酸、ケイ酸、ホウ酸、ポリヒドロキシスルホン酸、ポリ酢酸、カルボン酸及びポリカルボン酸の種々の水溶性のアルカリ金属、アンモニウム又は置換アンモニウム塩から選択される。好ましいのは、アルカリ金属、特に上記のナトリウム塩である。
【0097】
本明細書に用いるのに好ましいのは、リン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、C10−18脂肪酸、ポリカルボン酸塩及びこれらの混合物である。さらに好ましくは、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸四ナトリウム、クエン酸塩、酒石酸塩モノ−及びジ−コハク酸塩、ケイ酸ナトリウム及びこれらの混合物である(下記参照)。
【0098】
無機リン酸塩ビルダーの具体的な例は、トリポリリン酸、ピロリン酸、重合度が約6〜21の高分子メタリン酸及びオルトリン酸のナトリウム及びカリウム塩である。ポリリン酸塩ビルダーの例は、エチレン二リン酸のナトリウム及びカリウム塩、エタン1−ヒドロキシ−1,1−二リン酸のナトリウム及びカリウム塩並びにエタン1,1,2−トリリン酸のナトリウム及びカリウム塩である。その他のリンビルダー化合物は、米国特許第3,159,581号、第3,213,030号、第3,422,021号、第3,422,137号、第3,400,176号及び第3,400,148号に開示されており、これらを全て本願に引用し援用する。
【0099】
無リン無機ビルダーの例は、炭酸、重炭酸、セスキ炭酸、四ホウ酸十水和物及びSiO2のアルカリ金属オキシドに対する重量比が約0.5〜約4.0、好ましくは約1.0〜約2.4であるケイ酸類のナトリウム及びカリウム塩である。本明細書で有用な水溶性無リン有機ビルダー類としては、ポリ酢酸、カルボン酸、ポリカルボン酸及びポリヒドロキシスルホン酸の種々のアルカリ金属、アンモニウム及び置換型アンモニウム塩が挙げられる。ポリ酢酸塩及びポリカルボン酸塩ビルダーの例は、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、オキシジコハク酸、メリト酸、ベンゼンポリカルボン酸及びクエン酸のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩及び置換アンモニウム塩である。
【0100】
高分子ポリカルボキシレートビルダーは、米国特許第3,308,067号(ディール(Diehl)1967年3月7日発行)に記載されており、この開示を本願に引用し援用する。こうした物質には、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、アコニット酸、シトラコン酸及びメチレンマロン酸のような脂肪族カルボン酸の、ホモ−及びコポリマーの水溶性塩が挙げられる。これらの物質の一部は、本明細書で後述する水溶性陰イオン性ポリマーとして有用であるが、非せっけん基陰イオン性界面活性剤との均質混合物である場合に限られる。
【0101】
本明細書に用いるのに好適なその他のポリカルボキシレート類は、1979年3月13日にクラッチフィールド(Crutchfield)らに発行された米国特許第4,144,226号、及び1979年3月27日にクラッチフィールド(Crutchfield)らに発行された米国特許第4,246,495号に記載のポリアセタールカルボキシレート類であり、この両方の特許を参考として本明細書に組み入れる。これらのポリアセタールカルボキシレート類は、重合条件下で、グリオキシル酸のエステルと、重合反応開始剤を一緒にすることで調製することができる。その結果得られたポリアセタールカルボキシレートエステルは、アルカリ溶液中での迅速な解重合に対してポリアセタールカルボキシレートを安定させるために、化学的に安定な末端基に結合して、対応する塩に転換し、洗剤組成物に添加される。特に好ましいポリカルボキシレートビルダー類は、1987年5月5日にブッシュ(Bush)らに発行された米国特許第4,663,071号に記載の、酒石酸モノコハク酸塩及び酒石酸ジコハク酸塩の組み合わせを含むエーテルカルボキシレートビルダー組成物であり、この開示を参考として本明細書に組み入れる。
【0102】
式SiO2・M2O(Mはアルカリ金属)で表され、SiO2:M2Oの重量比が約0.5〜約4.0である水溶性ケイ酸塩固体は、無水ベースで約2重量%〜約15重量%、好ましくは約3重量%〜約8重量%のレベルで本発明の洗剤顆粒に有用な塩である。無水又は水和粒子状ケイ酸塩も利用できる。
【0103】
いかなる数の追加成分も顆粒洗剤組成物の成分として包含することができる。
【0104】
これらには他の洗浄性ビルダー、泡立て増進剤又は抑泡剤、曇り防止及び腐食防止剤、汚れ懸濁剤、汚れ剥離剤、殺菌剤、pH調整剤、非ビルダーアルカリ度供給源、キレート化剤、スメクタイト粘土、酵素、酵素安定化剤並びに香料が包含される。本願に引用し援用する米国特許第3,936,537号(バスカーヴィルJr.(Baskerville,Jr.)ら、1976年2月3日発行)を参照のこと。
【0105】
本明細書に用いるのに好適なスメクタイト粘土は、米国特許第4,762,645号(タッカー(Tucker)ら、1988年8月9日発行)、第6列3行〜第7列24行に記載されており、これを本願に引用し援用する。本明細書に用いるのに好適な追加洗浄性ビルダーは、バスカーヴィル(Baskerville)の特許の第13列54行〜第16列16行及び米国特許第4,663,071号(ブッシュ(Bush)ら、1987年5月5日発行)に列挙されており、これらをいずれも本願に引用し援用する。
【0106】
本発明の詳細を以上の通り記載しているが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であること、及び本発明が本明細書に記載された内容に限定されると考えるべきでないことは、当業者には明らかである。
Claims (23)
- 約450μm〜約3500μmの平均押出長さ、約450μm〜約850μmの平均押出直径、約1.0〜約1.4の長さの幾何標準偏差を有する実質的に円筒形の粒子の形態の顆粒状漂白剤活性化剤押出物であって、
前記漂白剤活性化剤は、
a)次の一般式を有する活性化剤:
b)次の一般式を有するベンゾキサジン型漂白剤活性化剤:
c)次の式を有するN−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤:
;及び
d)これらの混合物、から成る群から選択される。 - 約450μm〜約3500μmの平均押出長さ、約450μm〜約850μmの平均押出直径、平均押出長さの平均押出直径に対するアスペクト比が約1.7未満を有する実質的に円筒形粒子の形態の顆粒状漂白剤活性化剤押出物であって、
前記漂白剤活性化剤は、
a)次の一般式を有する活性化剤:
b)次の一般式を有するベンゾキサジン型漂白剤活性化剤:
c)次の式を有するN−アシルカプロラクタム漂白剤活性化剤:
;及び
d)これらの混合物、から成る群から選択される。 - 活性化剤が、ノナノイルオキシベンゼンスルホネートである、請求項3に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- さらに結合剤を含む、請求項1又は2に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- 前記平均押出長さが、約450μm〜約3000μmである、請求項1又は2に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- 前記平均押出長さが、約450μm〜約2500μmである、請求項6に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- 前記平均押出直径が、約500μm〜約950μmである、請求項1又は2に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- 前記平均押出直径が、約550μm〜約850μmである、請求項8に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- 押出物の長さの幾何標準偏差が、約1.0〜約1.3である、請求項1又は2に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- 押出物の長さの幾何標準偏差が、約1.0〜約1.2である、請求項10に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- アスペクト比が1.4未満である、請求項1又は2に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- アスペクト比が1.3未満である、請求項12に記載の漂白剤活性化剤押出物。
- 実質的に円筒形で均一な直径と均一な長さ分布を有する漂白剤活性化剤顆粒を成形する方法であって、次の工程を含む方法:
a)所望の直径を有するダイを用いた漂白剤活性化剤の押出;
b)所望の頻度で押出物を切断する切断手段の提供;
c)押出物の切断;及び
d)押出物の冷却。 - 請求項14に記載の方法であって、ダイが加熱されている方法。
- 請求項14に記載の方法であって、漂白剤活性化剤が実質的に一定速度でダイを通って押出される方法。
- 請求項14に記載の方法であって、切断手段が一定の間隔で設置された一連のナイフを具備する方法。
- 請求項17に記載の方法であって、切断手段がさらに切断時に押出物を支持する切断面を具備する方法。
- 請求項14に記載の方法であって、切断手段がワイヤカッターを具備する方法。
- 請求項13に記載の方法であって、押出物を低温流体と接触させることによって押出物を冷却する方法。
- 請求項20に記載の方法であって、低温流体が気体である方法。
- 請求項20に記載の方法であって、低温流体が極低温である方法。
- 洗浄性界面活性剤、請求項1又は2に記載の漂白剤活性化剤押出物及び過酸素漂白化合物を包む、顆粒状洗剤組成物。
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