JP2011153306A - 洗濯洗剤バー組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】リン酸塩化合物ビルダーの代わりに、より環境に優しく、使用時の摩耗率、硬度、耐久性、素早い乾燥および低スメアを有するビルダーによる洗濯バーを提供する。
【解決手段】官能化ポリカルボキシラートビルダーを含み、リン酸塩を含まない洗濯バー組成物。カルボキシラーがモノエチレン性不飽和カルボン酸、モノエチレン性不飽和ジカルボン酸、メタクルリ酸アルキルおよび、これらモノマー単位と共重合可能な不飽和モノマーから選択されるビルダーによる。
【選択図】なし

Description

本発明は新規の洗濯洗剤バー組成物に関する。具体的には、本発明は、従来のリン酸塩化合物ビルダーの代わりに、ビルダーとして特定のポリカルボキシラート化合物を有する洗濯洗剤バー組成物に関する。

多くの地方において、洗濯洗剤バーは衣類を洗浄するために使用される。洗濯洗剤バーの分野における技術開発は、衣類を洗浄するのに有効で；暖かい水および冷たい水における、並びに硬水および軟水における許容可能な泡立ち特性を有し；許容可能な使用時の摩耗率、硬度、耐久性、および感触を有し；低い吸水崩壊（ｓｌｏｕｇｈ）および素早い乾燥を有し；並びに心地よい臭いおよび外観を有する洗濯洗剤バーを配合するのに関係してきた。

トリポリリン酸ナトリウム（ＳＴＰＰ）は洗濯洗剤バーのための良好なビルダーかつ界面活性剤であると常に考えられてきた。これはバーの破損および素早い溶解を妨げるのを助ける。それはまた、バーのアルカリ度、再沈着防止および洗浄効果に寄与する。しかし、高濃度のＳＴＰＰは、環境的理由、特に富栄養化をもたらしうる下水システムへのリン酸塩漏出のせいで望ましくない。これは過剰な水の華（ａｌｇａｌ ｂｌｏｏｍ）、水質の低下および魚の個体数の低下を引き起こす。言及されたＳＴＰＰの欠点のせいで、洗濯洗剤バーの製造においてＳＴＰＰの使用を低減させる必要がある。

ポリカルボキシラートはＳＴＰＰの代替物であることが見いだされてきた。ポリカルボキシラートは良好な再沈着防止剤および金属イオン封鎖剤であるが、追加の液体が押出による洗濯バーの形成を困難にするであろうとされているので、洗濯バーにおけるその使用は制限されてきた。国際公開第００／０４０６９１号は、組成物にポリカルボキシラートを組み込む、リン酸塩を含まない洗濯バー組成物を開示する。しかし、国際公開第００／０４０６９１号に関する問題は、この文献がリン酸塩を含まない洗濯洗剤を開示しておらず、単に「実質的に含まない」ものしか開示していないことである。さらに、この文献は一般的な種類の化合物を超える改良された性能を生じさせる特別な種類のポリカルボキシラートを選択することに導くものではない。最後に、ポリカルボキシラートはこの文献の余談として言及されており、この文献の主たる焦点はビルダーとしてのＳＴＰＰの使用を教示することである。

国際公開第００／０４０６９１号パンフレット

よって、より環境に優しく、許容可能な使用時の摩耗率、硬度、耐久性、素早い乾燥および低スメアを有する洗濯洗剤バーについての必要性がある。
本発明は、ＳＴＰＰで構成されるバー洗剤と比較して低減した溶解速度を有し、硬くなり、形を形成できる特定のポリカルボキシラートをビルダーとして使用し、ＳＴＰＰを含まない洗濯バーを提供することによりこの課題を解決する。

本発明は、官能化ポリカルボキシラートを有する組成物を含み、リン酸塩を含まない、織物を洗浄するための洗濯洗剤バー組成物を提供する。

本明細書においては、他に特定されない限りは、全てのパーセンテージ、比率および割合は洗濯洗剤バーの重量基準である。他に特定されない限りは、全ての温度は摂氏度（℃）である。引用される全ての文献は参照によって本明細書中に組み込まれる。

ＬＡＢおよび／またはＬＡＳに関して、本明細書において使用される場合、用語「直鎖」とは、そのアルキル部分が約３０％未満、あるいは約２０％未満、あるいは約１０％未満の分岐アルキル鎖を含むことを示す。

本明細書において使用される場合、用語「実質的に含まない」とは、本発明の洗濯洗剤バー中に含まれる不純物が、組成物の洗浄効果に対して正にもしくは負に寄与するのに不充分であることを示す。本発明の洗濯洗剤バーは約５重量％未満、あるいは約２重量％未満、あるいは約０．５重量％未満の当該特定される物質を含む。

本明細書において使用される場合、用語「洗濯バー」は、織物および不織布を洗浄するのに有用な固体状態の洗濯洗剤である。洗濯バーは固体のバー、粉体もしくは個々のペレット、または他の固体状態形状であることができる。本発明の洗濯バーは特定の分散剤ビルダーを含んでなる。本発明の洗濯バーはリン酸塩を含まない。

本発明の洗濯バーは、衣類洗浄プロセスを助けるために、洗濯水中で重金属イオンを封鎖できるビルダーを含む。驚くべきことに、本発明のバーに好適なビルダーはリン酸塩ではない特定の官能化ポリカルボキシラートビルダーであることが見いだされた。このようなポリカルボキシラートビルダーは典型的には洗濯バー組成物中で塩として提供される。このようなポリカルボキシラートビルダーはポリマー系であり、その組成はｉ）ポリカルボキシラートビルダーの全重量を基準にして３０〜１００重量％の量の範囲の、１種以上の（Ｃ_３−Ｃ_６）モノエチレン性不飽和カルボン酸；ｉｉ）０〜７０重量％の範囲の量の、１種以上の（Ｃ_４−Ｃ_８）モノエチレン性不飽和ジカルボン酸；ｉｉｉ）０〜２０重量％の範囲の量の、１種以上のメタクリル酸（Ｃ_１−Ｃ_１２）アルキルから選択されるモノマー；並びにｉｖ）０〜３０重量％の量の、ｉ）、ｉｉ）およびｉｉｉ）のモノマーと共重合可能な１種以上の不飽和モノマーから選択されるモノマーを含む。ポリカルボキシラートビルダーの前記任意成分は、組成の全体において、単独で存在することができ、互いに様々な組み合わせで存在することができ、または存在しなくても良い。

好適なポリカルボキシラート塩の例は、典型的には、低分子量（ＭＷ）、約１５００〜１０，０００、あるいは２０００〜７０００の、ポリアクリル酸ホモポリマー（ＰＡＡ）または無水マレイン酸とのそのコポリマー（ＰＡＡ−ＭＡ）、ポリ（メタクリル酸）、もしくはポリ（アクリル酸−コ−メタクリル酸）が、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩で中和され、または有機塩基、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、アミン、例えば、脂肪族アミン、アルカノールアミン、もしくはこれらの混合物で中和されて得られる。本発明のポリカルボキシラートはホスホノ官能性末端基を有する。本発明のバーは１％〜約２０％のビルダー、あるいは約１〜約１０％、あるいは約１％〜約５％のビルダーを含む。

本発明の洗濯バーは、約２０％〜約７０％の界面活性剤、あるいは約２５％〜約６５％の界面活性剤、あるいは約３０％〜約６０％の界面活性剤をさらに含む。本発明の洗濯バー中の界面活性剤は、約５０％〜１００％の石けん、あるいは約６０％〜約９０％の石けん、あるいは約６５％〜約８５％の石けんを含む。本発明のバー中の界面活性剤は０％〜約５０％のアルキルベンゼンスルホン酸塩、あるいは約１０％〜約４０％のアルキルベンゼンスルホン酸塩、あるいは約１５％〜約３５％のアルキルベンゼンスルホン酸塩を含む。あるいは、本発明の洗濯バーの界面活性剤は本質的に石けんおよびアルキルベンゼンスルホン酸塩からなる。

本明細書において使用される場合、「石けん」とは脂肪酸の塩を意味する。脂肪酸は約８〜約２４個の炭素原子、あるいは約１０〜約２０個の炭素原子を含む直鎖または分岐鎖である。脂肪酸石けんの平均炭素鎖長は１２〜１８個の炭素原子、あるいは１４〜１６個の炭素原子である。脂肪酸の塩の非限定的な例は、ナトリウムおよびカリウム、特にナトリウムのようなアルカリ金属塩である。塩の他の例には、アンモニウム塩およびアルキロールアンモニウム塩が挙げられる。

あるいは、本発明のバーにおいて有用な石けんの脂肪酸は、植物もしくは動物エステルのような天然ソースから得られ、例としては、ヤシ油、パーム油、パーム核油、オリーブ油、ピーナッツ油、コーン油、ゴマ油、米ぬか油、綿実油、ババス油、大豆油、ヒマシ油、獣脂、鯨油、魚油、グリース、ラードおよびこれらの混合物が挙げられる。好適な脂肪酸は、ヤシ油、獣脂、パーム油（パームステアリン油）、パーム核油、およびこれらの混合物から得られる。脂肪酸は、合成的に、例えば、石油の酸化によって、または一酸化炭素の水素化によって製造されることができる。

アルカリ金属石けんは脂肪および油の直接鹸化によって、または別の製造プロセスにおいて製造される遊離脂肪酸の中和によって製造されうる。特に有用なのは、ヤシ油および獣脂から得られる脂肪酸の混合物のナトリウム塩およびカリウム塩、すなわち、ナトリウム獣脂石けん、ナトリウムヤシ油石けん、カリウム獣脂石けんおよびカリウムヤシ油石けんである。

用語「獣脂」は、本明細書において、飽和Ｃ_１４、Ｃ_１６およびＣ_１８アルキル鎖、モノ不飽和脂肪酸（パルミトレイン酸およびオレイン酸）および多不飽和脂肪酸（リノール酸およびリノレン酸）を含んでなる炭素鎖長分布を典型的に有する脂肪酸混合物の材料に関連して使用される。ヤシ油からの脂肪酸および様々な動物の獣脂およびラードから得られる脂肪酸のような他の脂肪酸も用語「獣脂」の範囲内に含まれる。獣脂は硬化（すなわち、水素化）されて、不飽和脂肪酸部分の一部分または全部を飽和脂肪酸部分に変換することもできる。

本発明に好適な石けん原料はケトル（バッチ）または連続鹸化によって製造されたニート石けんである。ニート石けんは、典型的には、約６５％〜約７５％、あるいは約６７％〜約７２％のアルカリ金属石けん；約２４％〜約３４％、あるいは約２７％〜約３２％の水；および少量、あるいは全部で約１％未満の残留物質および不純物、例えば、塩化アルカリ金属、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、グリセリンおよび遊離脂肪酸を含む。別の好適な石けん原料は石けんヌードルまたはフレークであり、これらは典型的には、約１０％〜約２０％の水分含量に乾燥させられたニート石けんである。上記他の成分は比例的に濃縮される。

本明細書において使用される場合、アルキルベンゼンスルホン酸塩は、直鎖あるいは分岐鎖の、約８〜約１８個の炭素原子、あるいは約１０〜約１６個の炭素原子を有するアルキル部分を有するアルキルベンゼンスルホン酸の塩を意味する。アルキルベンゼンスルホン酸のアルキル鎖は、あるいは、約１１〜約１４個の炭素原子の平均鎖長を有する。分岐鎖のアルキルベンゼンスルホン酸塩または、分岐鎖および直鎖が混合したアルキルベンゼンスルホン酸塩はＡＢＳとして知られている。ＬＡＳとして知られる直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩はＡＢＳよりも生分解性である。ＡＢＳおよびＬＡＳの酸形態は、本明細書においては、それぞれ、ＨＡＢＳおよびＨＬＡＳと称される。

アルキルベンゼンスルホン酸の塩は、あるいは、ナトリウムおよびカリウム、特にナトリウムのようなアルカリ金属塩である。アルキルベンゼンスルホン酸の塩にはアンモニウムも挙げられる。

アルキルベンゼンスルホン酸塩およびその製造プロセスは米国特許第２，２２０，０９９号および第２，４７７，３８３号に開示されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。

アルキルベンゼンスルホン酸塩は洗濯バーに良好な洗浄性能を付与するのを助ける一方で、アルキルベンゼンスルホン酸塩はバーの望まれない柔らかさを生じさせる傾向もあることが見いだされた。

石けん原料を使用する本方法にかなりの水が入るので、本発明の洗濯バーの水分含量は概してバー中の石けんの量に依存する。バーの加工を容易にするために、本発明のバーを製造する方法において多くの場合水も添加される。典型的には、このような水は材料の混合および／または反応を容易にするために添加される。あるいは、ＨＬＡＳまたはＨＡＢＳが添加され、アルカリ金属炭酸塩で中和される場合に、水は炭酸塩の溶解およびアルキルベンゼンスルホン酸とのその反応を助けるために添加される。バー中の材料の分配を容易にするために、バーに組み込まれる材料は水溶液で添加されうる。あるいは、特に、硫酸塩、または少なくとも硫酸塩の一部分は、その水溶液の添加によってバーに組み込まれる。

本発明の洗濯バーの水分含量は約０．１％〜約１０％、あるいは約２％〜約１０％、あるいは約４％〜約８％、あるいは約６％〜約８％である。

アルキルベンゼンスルホン酸塩界面活性剤が本開発のバーに組み込まれる場合には、別法として、対応するアルキルベンゼンスルホン酸が原料として使用される。この酸は典型的には、このバーの製造プロセス中に混合工程において中和される。アルカリ金属炭酸塩は中和材料として典型的に使用される。好適なアルカリ金属炭酸塩は、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウム、特に炭酸ナトリウムである。アルキルベンゼンスルホン酸塩を用いてバーを製造するための先行技術のプロセスにおいては、酸の完全な中和を確実にするために、わずかに過剰のアルカリ金属炭酸塩が典型的にこのようなバーに組み込まれる。

水溶性無機強電解質塩が本発明の組成物中に、最小の電解質含量を達成するのに充分な量で使用されうる。本明細書において使用される場合、「強電解質塩」からは、水溶性無機弱電解質塩である、本発明のバー成分として本明細書中に開示されている炭酸塩、炭酸水素塩、ビルダーおよび他の無機材料が除かれる。本発明のバーに組み込むのに好適な水溶性無機強電解質塩には、アルカリ金属、あるいはナトリウムおよびカリウム、硫酸塩およびハロゲン化物、あるいは塩化物、並びにこれらの混合物が挙げられる。特に好適な塩には、硫酸ナトリウムおよび塩化ナトリウム、並びにこれらの混合物が挙げられる。硫酸ナトリウムは特に好適である、というのは、硫酸ナトリウムは塩化ナトリウムよりも装置に対する腐蝕性が低いからである。本発明のバーに組み込まれるこのような塩の量は約２％〜約２０％、あるいは約２％〜約１５％、あるいは約３％〜約１０％、あるいは約４％〜約８％である。

本発明の洗濯バーに組み込む任意成分はデンプンである。デンプンはこのようなバーのためのさらなる硬さを提供するのを助ける。バーに組み込むのに好適なデンプンには、ホールカットコーンスターチ、タピオカタイプデンプン、および同様の性質を有する他のデンプンが挙げられ、これらはあらかじめゼラチン状にされておらず、本明細書においては集合的に「ホールカット（ｗｈｏｌｅ−ｃｕｔ）」デンプンと称される。デンプンは典型的には組成物中に０％〜約４％、あるいは約１％〜約３％の量で組み込まれる。

あらかじめゼラチン状にされたデンプン、アミロペクチンおよびデキストリンのようなデンプン誘導体は、本明細書においては「他のデンプン」と称され、これも、米国特許第４，１００，０９７号に記載されるように、本発明のバーにいくらかの追加の硬さおよび特定の物理的性質を与えるのに使用されうる。本発明のバーに組み込まれる他のデンプンの量は０％〜約１０％である。

本発明のバー中での多量のアルカリ金属炭酸塩の組み込みは、このバーが衣類を洗浄するのに使用される場合に高いｐＨの洗濯溶液をもたらす。このような高いｐＨの洗濯溶液は人の皮膚に対して肌触りを荒くする場合がある。このような肌触りの荒さは、上に述べられた残留炭酸水素塩に加えて、本発明のバーにアルカリ金属炭酸水素塩を組み込むことによって低減されうる。このようなアルカリ金属炭酸水素塩には、炭酸水素ナトリウム、および炭酸水素カリウム、特に炭酸水素ナトリウムが挙げられる。本発明のバーに組み込まれる追加のアルカリ金属炭酸水素塩の量はバーの重量を基準にして、０％〜約８％、あるいは約０．５％〜約５％、あるいは約１％〜約４％である。

本発明のバー組成物の１％水溶液のｐＨは約９．５〜約１０．８、あるいは約１０．０〜約１０．５である。

本発明の洗濯バーは水不溶性の充填剤、例えば、カオリナイト、タルクおよび炭酸カルシウムも含むことができる。クレイ、例えば、ベントナイトが充填剤として使用されるが、いくらか織物を柔らかくする利点も提供する。ある種の硫酸塩、例えば、硫酸ナトリウムは水に難溶性であるので、大過剰（上述されたように、バーのための増大した硬さを提供するのを助ける量を超える）のこのような硫酸塩は本質的に水不溶性充填剤とみなされうる。本発明のバーにおけるこのような不溶性充填剤の量は０％〜約４０％、あるいは約５％〜約３０％である。

本発明の洗濯バーは他の任意成分を含むことができる。このような他の成分には、他の非リン酸塩ビルダー、例えば、アルミノケイ酸塩（特にゼオライト）、ケイ酸塩、およびクエン酸塩；キレート化剤（ｃｈｅｌａｎｔｓ）；酵素、例えば、セルラーゼ、リパーゼ、アミラーゼおよびプロテアーゼ；汚れ放出ポリマー（ｓｏｉｌ ｒｅｌｅａｓｅ ｐｏｌｙｍｅｒｓ）；染料移動阻害剤（ｄｙｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）；織物柔軟剤、例えば、クレイおよび第四級アンモニウム化合物；漂白剤；ガム；増粘剤；結合剤；汚れ懸濁剤（ｓｏｉｌ ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）；蛍光増白剤；着色剤および乳白剤、例えば、二酸化チタン；青味剤；香料が挙げられる。本発明のバー中のこのような他の成分の量は０％〜約１５％、あるいは約１％〜約５％である。

洗濯バーを製造する場合には、当業者に知られている典型的な方法が使用される。組成物の成分が一緒に混合される。組成物を混合するのに使用される典型的なミキサーには、これに限定されないが、リボンミキサー、シグマ型ミキサー、石けんアマルガメータ（ａｍａｌｇａｍａｔｏｒｓ）、プラウ型（ｐｌｏｗ−ｔｙｐｅ）ミキサー（リトルフォード（Ｌｉｔｔｌｅｆｏｒｄ）またはロディジェ（Ｌｏｅｄｉｇｅ）により製造されるような）が挙げられる。このようなミキサーは、必要な場合には、ミキサーの温度制御のために水ジャケットで覆われる。

あるいは、ミキサー（約５０℃〜約７０℃）からの混合物は、混合物中の材料のより緊密な混合を提供するために、ロールミルを通して供給される。この目的のために使用されるロールミルは石けん練りプロセスに典型的なものである。３本ロールミルから５本ロールミルが一般的に使用される。別法としては、ミルロールは、周囲温度の水またはより低い温度の冷媒によって内側から水冷される。練りは、大部分が固化したが依然として可塑性の混合物を一連の回転するロールに通し、その一連の連続したメンバーがより高速でより近接したクリアランスで回転することにより起こり、よってその混合物は機械的操作、剪断および圧縮に供される。生成物がロールミルからフレークまたはシートとして現れ、シートはフレークに粉砕される。

この練りは、材料の不完全な混合のせいで起こりうるバーの斑点が付かなくするのを助ける。この練りは石けんの結晶相を改変することもでき、バーをより一貫性があって硬くすることができる。練りの後で石けんは主としてベータ結晶相であることが好適であるがこれは必須ではない。

練られたまたは混合された生成物は、次いで、典型的には、標準的なバー製造装置および周知の方法を使用してプロッド（ｐｌｏｄｄｅｄ）（押出）されて、伸長し結合した生成物を生じさせ、これは次いで、標準的な周知の装置および方法を用いて切断されバーに成形される。フレークのプロッディング（ｐｌｏｄｄｉｎｇ）は、別の方法では、真空の使用を可能にする二段プロッダーにおいて行われる。このプロッディングは、別の方法では、約４０℃〜約５０℃の範囲の温度を有する押し出された固体を生じさせるのに充分な温度で、プロッダー内で行われる。押出機ヘッドが約６０℃〜約８０℃の温度に維持されるのが好適である。別の方法では、約４０ｃｍＨｇ以上の真空が中間プロッダーチャンバーに適用され、これは改良された結合およびプロッドされた生成物の表面上の滑らかな仕上げを提供するのを助ける。

試験条件：
試験条件は次の通りであった：コットンインターロックのサンプルが１．３３ｇ／Ｌの粉体洗剤（配合は以下の表１）を用いて、３０℃の温度で、３サイクル、６０ｒｐｍの攪拌速度で洗浄された。Ｔｅｒｇ−ｏ−メーターにおいて、１０００ｍｌの水を使用した、１回の１２分間の洗浄サイクルおよび２回の３分間のすすぎサイクルであった。この織物は、ＣａＣＯ_３１００ｐｐｍの硬度で、２４％クレイ＝６．４７ｇ湿潤；１．７４７ｇ乾燥（１．５５３ｇクレイ／０．１９４ｇ油）の汚れ５ｍＬを含むクレイ／油分散物を用いて汚された。表２は、本発明によって意図されるさらなる洗濯バー配合組成物を記載する。表１の組成物からの結果は以下の表３に示される。

ＳＴＰＰを使用せず、官能性末端基を有するホモポリマーまたはコポリマー分散剤の高いパーセンテージのバー洗剤Ｂ、Ｊ、Ｈは、他のバー洗剤よりも概して性能が良好であった。また、興味深いことには、リン酸塩ビルダーを使用する官能化分散剤の少量は、官能化のないホモポリマーまたはコポリマーと比較して良く機能した。

Claims (10)

1. 官能化ポリカルボキシラートビルダーを含み、リン酸塩を含まない、織物を洗浄するための洗濯バー組成物。
2. 前記ポリカルボキシラートビルダーが
   ｉ）１種以上の（Ｃ_３−Ｃ_６）モノエチレン性不飽和カルボン酸を３０〜１００重量パーセント；
   ｉｉ）１種以上の（Ｃ_４−Ｃ_８）モノエチレン性不飽和ジカルボン酸を０〜７０重量パーセント；
   ｉｉｉ）１種以上のメタクリル酸（Ｃ_１−Ｃ_１２）アルキルから選択されるモノマーを０〜２０重量パーセント；並びに
   前記ｉ）、ｉｉ）およびｉｉｉ）のモノマーと共重合可能な１種以上の不飽和モノマーから選択されるモノマーを０〜３０重量パーセント；
   含む、請求項１に記載の洗濯バー組成物。
3. １重量％〜約３０重量％の官能化ポリカルボキシラートを含む、請求項１に記載の洗剤バー組成物。
4. ２重量％〜約２０重量％の官能化ポリカルボキシラートを含む、請求項１に記載の洗剤バー組成物。
5. 官能化ポリカルボキシラートがアクリル酸ホモポリマーベースを有する、請求項１に記載の洗剤バー組成物。
6. 官能化ポリカルボキシラートがアクリル酸コポリマーベースを有する、請求項１に記載の洗剤バー組成物。
7. ポリカルボキシラートがホスホノ末端基で官能化されている、請求項１に記載の洗剤バー組成物。
8. ポリカルボキシラートが１５００〜１００００のＭＷを有する請求項１に記載の洗剤バー組成物。
9. ポリカルボキシラートがアクリル酸／マレイン酸コポリマーである、請求項１に記載の洗剤バー組成物。
10. ９．５〜１０．８のｐＨを含む、請求項１に記載の洗剤バー組成物。