JP4364635B2 - 添加剤を含む洗剤組成物の改善された製造方法 - Google Patents
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A)水性界面活性剤混合物を、該混合物の
(a)約5重量%〜約85重量%の陰イオン性界面活性剤;
(b)約15重量%〜約95重量%の液体非イオン性界面活性剤;
(c)約1重量%〜約40重量%のヒドロトロープであって、前記ヒドロトロープが少なくとも5個の炭素原子によって互いに離れた少なくとも2つの極性基を含む;
をブレンドすることによって形成する工程であって、前記水性界面活性剤混合物が該水性界面活性剤混合物の5重量%〜約80重量%の水を含有する工程;
B)真空下で前記水性界面活性剤混合物を乾燥して水分含有量が5%未満の実質的に無水の界面活性剤ペーストを形成する工程であって、前記ペーストが室温(18〜30℃)でずり減粘の非ニュートン流体の形態であり、好ましくは降伏値が30℃で約200Pa未満、より好ましくは50Pa〜100Paである;及び
C)任意選択的に、取扱い及び輸送を容易にするため、無水有機液体を工程Bから得られた界面活性剤ペーストに添加する工程を含む。
本発明は、添加剤を含む非水性液体洗濯洗剤を、水性界面活性剤混合物を形成し、続いて該混合物を真空下で乾燥して非水性無水界面活性剤ペーストを形成することによって調製する方法を記載する。添加剤を含む非水性液体洗濯洗剤組成物の調製方法は、多くの重要なパラメータを有し、多くの異なる成分及び添加剤、同様に多数のその他の好ましい及び任意選択のプロセス副次的部分を組み込んでおり、それは本明細書で後述される。
一つの態様において、本明細書の方法は、バッチ式で実施することができる。例えば、選択された成分は、水性界面活性剤混合物を形成するため、かきまぜ羽根を備えた混合機内に入れられる。該成分の各々は、約20%の水を含む中和された水溶液の形態で添加されることが好ましい。
以上の方法で調製された水性界面活性剤混合物は、続いて、乾燥工程が実施される乾燥デバイスへポンプ移送される。該方法の乾燥工程は、水性界面活性剤混合物を真空下で乾燥して、好ましくは約1重量%未満の水を含有する非水性で実質的に無水の界面活性剤ペーストを形成する。この乾燥は、乾燥が真空下で実施されるという条件で、いかなる通常の蒸発器で実行されてもよい。乾燥温度は90℃〜200℃が一般的である。好適な蒸発器は、ペリー(Perry)の化学工学ハンドブック(Chemical Engineering Handbook)、第7版、1997年、マグローヒル(McGraw-Hill)、11−108〜11−111頁、「蒸発器の種類と用途」(Evaporator Types and Applications)に図解されている。好ましい蒸発器は、スチームジャケット付攪拌式薄膜蒸発器(ATFE)である。
本発明の無水界面活性剤ペーストは、非水性(無水)液体洗剤製品に他の洗剤成分と共に組み込まれてもよい。このような非水性液体洗剤製品は、一般的に液相と固相を含有する。液相は一般的に非イオン性界面活性剤及び非水性低極性有機溶媒を含む。固相は一般的に、漂白剤のような1つ又はそれ以上の粒子状物質を含有する。
陰イオン性界面活性剤
好適な陰イオン性サルフェート又はスルホネート界面活性剤には、分子構造に約10〜約20個の炭素原子を有するアルキル基、及びスルホネート又は硫酸エステル基を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含まれる。(用語「アルキル」には、アシル基のアルキル部分が含まれる。)合成界面活性剤のこの群の例には、アルキル基が約9〜約15個の炭素原子を直鎖又は分枝鎖構造で含有するアルキルベンゼンスルホネートナトリウム及びカリウムがあり、例えば、米国特許第2,220,099号及び第2,477,383号に記載されている種類のものがある。とりわけ価値があるのはアルキル基の平均炭素原子数が約11〜13個の直鎖アルキルベンゼンスルホネートで、C11〜C13LASと略される。
これらの界面活性剤は種々の非イオン性物質を含む。本明細書に使用できる好適な種類の非水性界面活性剤液体には、アルコキシル化アルコール、エチレンオキシド(EO)−プロピレンオキシド(PO)ブロックポリマー、ポリヒドロキシ脂肪酸アミド、アルキル多糖類などが挙げられるがこれらに限定されない。
R1(CmH2mO)nOH
式中R1はC8〜C16アルキル基であり、mは2〜4であり、nは約2〜12の範囲である。好ましくは、R1は、一級又は二級でもよいアルキル基であり、約9〜15の、より好ましくは約10〜14の炭素原子を含有する。好ましくはまた、アルコキシル化脂肪アルコールも、分子当り約2〜12のエチレンオキシド部分を、好ましくは分子当り約3〜10のエチレンオキシド部分を含有するエトキシ化物質である。
この節に記載されているヒドロトロープは、本発明に用いられる必須成分である。2つの極性基が少なくとも5個、好ましくは6個の脂肪族炭素原子によって互いに離れているヒドロトロープを乾燥前に水性界面活性剤に添加することは、蒸発器内での乾燥速度を大幅に向上し、凝縮流中の有機物質の量を大幅に減少することが発見された。ヒドロトロープの添加は、降伏点及び粘度を低下することで、乾燥された界面活性剤ペーストのレオロジーを変えることも発見された。ヒドロトロープに包含するのに好適な極性基の例には、ヒドロキシル及びカルボキシルイオンが挙げられる。特に好ましいヒドロトロープは、
1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM):HOCH2C6H10CH2OH、
1,6−ヘキサンジオール:HO(CH2)6OH、及び1,7−ヘプタンジオールHO(CH2)7OH;及び
これらの混合物から成る群から選択される。1,4−シクロヘキサンジメタノールは、そのシス配置、そのトランス配置又はその両方の配置の混合物のいずれで存在してもよい。
非界面活性剤非水性有機溶媒
本明細書の完成した、完全に配合された洗剤組成物の液相は、1つ以上の非界面活性剤非水性有機溶媒も含んでもよい。本発明の洗剤組成物は、約15%〜約95%、より好ましくは約30%〜約70%の、最も好ましくは約40%〜約60%の有機溶媒を含有する。こうした非界面活性剤非水性液体は、好ましくは低極性のものである。本発明において「低極性」液体とは、本明細書の組成物に用いる好ましい種類の粒子状物質、即ち過酸素漂白剤、過ホウ酸ナトリウム、又は過炭酸ナトリウムを溶解する傾向が、あったとしてもきわめて小さいものである。従って、比較的極性の溶媒、例えばエタノールなどは好ましくは利用されない。本明細書の非水性液体洗剤組成物に有用な好適な種類の低極性溶媒には、アルキレングリコールモノ低級アルキルエーテル、低分子量のポリエチレングリコール、低分子量のメチルエステル及びアミドなどが挙げられる。
上述の好ましい及び/又は望ましい洗剤成分に加えて、本発明の界面活性剤混合物及び/若しくはペースト並びに/又はこうした界面活性剤ペーストで形成された洗剤組成物は、種々のその他の任意選択の洗剤添加剤を含有することができ、好ましくは含有する。このような任意選択の洗剤添加剤は、典型的には乾燥前に希薄水溶液の形態で界面活性剤混合物に添加される。
本発明の界面活性剤混合物及び/又はペーストは、本明細書において、金属イオン、例えば、鉄及び/又はマンガンをキレート化する働きをするキレート剤も含有してもよい。好ましくは、本発明の無水界面活性剤ペーストを用いて製造された洗剤製品は、約0.1重量%〜約10重量%、より好ましくは約0.5重量%〜約5重量%、最も好ましくは約1重量%〜約3重量%のキレート剤を含有する。こうしたキレート剤は従って、組成物中の金属不純物と共に錯体を形成する働きをするが、それとは別に、過酸素漂白剤のような組成物成分を非活性化する傾向がある。有用なキレート剤には、アミノカルボキシレート、ホスホネート、アミノホスホネート、多官能置換された芳香族キレート剤、及びこれらの混合物が挙げられる。その他の好適なキレート剤は、米国特許第5,712,242号(オウアッド(Aouad)ら、1998年1月27日発行)に開示されている。
こうした物質の例には、アルカリ金属、クエン酸塩、コハク酸塩、マロン酸塩、脂肪酸、カルボキシメチルコハク酸塩、カルボン酸塩、ポリカルボン酸塩、及びポリアセチルカルボン酸塩が挙げられる。具体的な例には、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、カリウム、及びリチウム塩が挙げられる。クエン酸塩は、極めて好ましい。
こうした任意の無機ビルダーは、例えば、ゼオライトのような、アルミノ珪酸塩を含むことができる。アルミノ珪酸塩ゼオライト、及び洗剤ビルダーとしてのその使用については、コーキル(Corkill)らの米国特許第4,605,509号(1986年8月12日発行)により詳しく論じられている。また、この第4,605,509号の米国特許において論じられているような結晶性層状珪酸塩も、本明細書の洗剤組成物に使用するのにまた好適である。任意選択の無機洗剤ビルダーは、使用される場合は、本明細書の組成物の2重量%〜40重量%含まれることができる。
本発明に有用なポリマー及びコポリマーは、広範な有機ポリマーから選択してもよく、その一部は洗浄力を向上するためのビルダーとしても機能してもよい。このようなポリマーとしては、上記のカルボキシ−低級アルキルセルロースナトリウム、低級アルキルセルロースナトリウム、及びヒドロキシ−低級アルキルセルロースナトリウム、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロースナトリウム及びヒドロキシプロピルセルロースナトリウム、ポリビニルアルコール(しばしば一部のポリビニルアセテートを含有する)、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリアスパルテート、ポリビニルピロリドン並びにマレイン酸及びアクリル酸のコポリマーのような種々のコポリマーが挙げられる。このようなポリマーの分子量は幅広く変動するが、大部分は2,000〜100,000の範囲内にある。使用濃度は一般に0.1%〜10%である。
従来の光沢剤、泡抑制剤、漂白剤、漂白活性化剤、漂白触媒、染料及び/又は香料材料を、本発明の界面活性剤混合物及び/又はペースト及び/又は洗剤製品に含んでもよいこのような成分は、非水性環境において他の組成物成分と相溶性及び非反応性でなければならない。存在する場合、このような成分は一般的に本明細書の組成物の約0.0001重量%〜8重量%含まれる。エトキシ化された四級粘土柔軟剤も使用できる。
この方法は、2つの主要工程を含む。第一の工程で、水溶液の形態の原料を、一般的なバッチサイズの450kg(1000lb)で組み合わせる。第二の工程で、水性原料から水を除去する。混合工程では、室温で、[S,S]−エチレンジアミノ−N−N’−二コハク酸のナトリウム塩(NaEDDS)キレート剤の有効分37%水溶液を、直鎖アルキルベンゼンスルホネート(LAS)のナトリウム塩の有効分50%水溶液に加える。NaEDDSキレート剤は、最小限で全NaEDDSの99%のS,S異性体及び最小限で全アミノ酸種の95%のS,S異性体を含有する。該溶液を、均一に見えるまで混合する。次に、エトキシ化アルコール、ネオドール(Neodol)23−25を少なくとも99%の純度で、その他の構成成分に室温で添加し、すべての構成成分を、混合物が均一に見えるまで混合する。得られる水溶液の処方の詳細を以下に要約する。
この方法は、2つの主要工程を含む。第一の(混合)工程で、水溶液の形態の原料を、一般的なバッチサイズの450kg(1000lb)で組み合わせる。第二の工程で、水性原料から水を除去する。混合工程では、室温で、[S,S]−エチレンジアミノ−N−N’−二コハク酸のナトリウム塩(NaEDDS)キレート剤の有効分37%水溶液を、直鎖アルキルベンゼンスルホネート(LAS)のナトリウム塩の有効分50%水溶液に加える。NaEDDSキレート剤は、最小限で全NaEDDSの99%のS,S異性体及び最小限で全アミノ酸種の95%のS,S異性体を含有する。該溶液を、均一に見えるまで混合する。次に、CHDMを、少なくとも99%の純度で、得られた溶液に添加し、均一に見えるまで混合する。次に、エトキシ化アルコール、ネオドール(Neodol)23−25を少なくとも99%の純度で、その他の構成成分に室温で添加し、すべての構成成分を、混合物が均一に見えるまで混合する。得られる水溶液の処方の詳細を以下に要約する。
次の実施例3〜5では、C11〜C13アルキルベンゼンを硫酸化して、完全性及び酸価がそれぞれ97及び172.14である酸の形の直鎖アルキルベンゼンスルホネート(「HLAS」)を製造する。前記酸は、ケミソンコーポレーション(Chemithon Corporation)(米国ワシントン州シアトル)から入手できる中和ループのような連続中和システムで、キレート剤及び溶媒/キャリアとして作用する無水液体界面活性剤の存在下で中和される。ループを出る混合物は、その後、LCIコーポレーション(LCI Corporation)(米国ノースカロライナ州シャーロット)が供給するもののような攪拌式薄膜蒸発器(「ATFE」)で乾燥される。
実施例2、3、又は4のいずれかから得られた冷却及び乾燥された物質を、スタティックミキサによりバッチ式又は連続式インラインで、ダウケミカル(Dow Chemical)(米国ミシガン州ミッドランド)製の有機溶媒n−ブトキシプロポキシプロパノール(「n−BPP」)とさらに混合する。BPPは、降伏点を排除及び粘度を低下するために共溶媒及び/又は共キャリアとして使用される。これは、乾燥された物質の取扱い及び輸送を改善する。
実施例2で作製されたペーストを、本発明に従って調製された次の非水性液体洗剤の組成物全体を得るための一構成成分として添加することができ、これはBPPをキャリア液体として使用する。
2:1,4−シクロヘキサンジメタノール
3:ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)
4:水素添加されたC14−C18脂肪酸のナトリウム塩
以上からわかるように、本発明は実質的に無水の界面活性剤混合物を製造するための以上の方法と比べて数点の長所を提供する:
1.)乾燥による凝縮相の有機物が大幅に減少する;
2.)共沸混合物(aseotrope)の排除により、有機溶媒回収工程が実質的に削減又は排除される;
3.)該方法は、陰イオン性/非イオン性界面活性剤の組み合わせが、有機溶媒を添加する必要なく調製できる;
4.)該方法で使用される物質は、完成した、非水性液体洗剤製品の一部であってもよい。
Claims (9)
- 5%未満の水を含有する実質的に無水の非ニュートン界面活性剤ペーストを調製する方法であって、以下の工程、
A)水性界面活性剤混合物を形成する工程であって、
a)この混合物の5重量%〜85重量%の陰イオン性界面活性剤;
b)この混合物の5重量%〜95重量%の液体非イオン性界面活性剤;
c)この混合物の1重量%〜40重量%のヒドロトロープであって、前記ヒドロトロープが少なくとも5個の炭素原子によって互いに離れた少なくとも2つの極性基を含む;
をブレンドすることにより水性界面活性剤混合物を形成する工程であって、前記水性界面活性剤混合物が、該水性界面活性剤混合物の5重量%〜80重量%の水を含有する工程;
B)真空下で前記水性界面活性剤混合物を乾燥して、水分含有量が5%未満の前記実質的に無水の界面活性剤ペーストを形成する工程であって、前記ペーストが、ずり減粘の非ニュートン流体の形態であり、降伏値が30℃で200Pa未満である工程、
C)取扱い及び輸送を容易にするため、無水有機液体を工程Bから得られた前記界面活性剤ペーストに添加する工程、
を含むことを特徴とする、方法。 - 前記陰イオン性界面活性剤が、アルキルベンゼンスルホネート、アルキルサルフェート、アルキルエトキシサルフェート、及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記非イオン性界面活性剤が、アルコキシル化アルコール、エチレンオキシド(EO)−プロピレンオキシド(PO)ブロックポリマー、ポリヒドロキシ脂肪酸アミド、アルキル多糖類、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記ヒドロトロープが、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記ヒドロトロープが、1,4−シクロヘキサンジメタノールである、請求項1に記載の方法。
- 工程C)の有機液体が、アルキレングリコール;ジエチル−及びジプロピレングリコールモノブチルエーテル;グリコールモノブチルエーテル;プロポキシプロパノールのモノエチルエーテル、モノメチルエーテル、モノプロピルエーテル及びモノブチルエーテル;分子量が少なくとも150のポリエチレングリコール;酢酸メチル;メチルプロピオネート;メチルオクタノエート;メチルドデカノエート;及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項1に記載の方法。
- a)請求項1に記載の方法によって調製された実質的に無水の非ニュートン界面活性剤ペースト、および
b)非水性溶媒、
を含む、非水性液体洗剤組成物。 - 前記界面活性剤ペーストが、アルキルベンゼンスルホネート界面活性剤、アルキルエトキシサルフェート界面活性剤、アルキルサルフェート界面活性剤、及びこれらの混合物からなる群より選択されるメンバーを含む、請求項7に記載の組成物。
- 前記非水性溶媒が、ブトキシプロポキシプロパノールである、請求項8に記載の組成物。
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