JP6187981B2 - 改善された界面活性剤溶解性を有する洗浄調合物ならびにその生成方法および使用方法 - Google Patents
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- C11D3/30—Amines; Substituted amines ; Quaternized amines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
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- C11D3/16—Organic compounds
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-
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-
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-
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-
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-
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-
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Description
本願は、2011年9月20日提出の米国仮出願第61/536,887号の出願日の恩典を主張し、この内容は参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
本発明は、化学および界面活性剤調合物、ならびに家庭用洗浄法の一般的な分野にある。より具体的には、本発明は、冷水および硬水洗浄用途において有用な液体洗浄組成物、ならびにそのような組成物を作製および使用する方法を提供する。洗濯物、食器、硬表面およびパーソナルケア洗浄を含む、様々な家庭用洗浄用途に有用である本発明の組成物は、低温において、通常よりも高い濃度において、および/または硬水中において増加した溶解性/安定性を有する界面活性剤および界面活性剤ブレンドを(任意で1種または複数種の追加の成分と共に)使用し、本組成物は透明液体のままである。使用において、本発明の組成物は、洗浄力を高め、同時に、機械中に、洗濯済みの衣類上に、または洗浄済みの食器もしくは硬表面上に、およびパーソナルケア状況での身体上に残る残留物の量を減らし、特に、より低温で保管または使用した場合に、より長い保存寿命を示す。
洗剤は、様々な家庭用ケア状況において、例えば、洗濯状況において、衣類および他の布地材料を洗浄するために、食器または硬表面を洗浄するために、ならびにパーソナルケア状況において、例えば、ヘアシャンプーおよび身体洗浄剤において、長年にわたって使用されてきた。洗剤は、動物性脂肪由来の石鹸を初めは含有した。最近になって、洗浄性能を高めるために、界面活性剤が洗剤中に含まれるようになった。典型的な界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、双性イオン界面活性剤、両性界面活性剤、陽イオン界面活性剤、ならびにSurface Active Agents, Volumes IおよびII, Schwartz, PerryおよびBerch (New York, Interscience Publishers)(非特許文献1)、Nonionic Surfactants, M. J. Schick編 (New York, M. Dekker, 1967)(非特許文献2)、ならびにMcCutcheon's Emulsifiers & Detergents (1989 Annual, M. C. Publishing Co.)(非特許文献3)に記載されているものが挙げられ、それらの開示は参照により本明細書に組み入れられる。
[本発明1001]
有効量の少なくとも1種のα-スルホ脂肪酸エステル;および
冷水中においてα-スルホ脂肪酸エステルの溶解性を維持するのに有効な量の少なくとも1種のアルキルジメチルアミンオキシド
を含む、液体組成物。
[本発明1002]
α-スルホ脂肪酸エステルが、メチルエステルスルホネートの混合物である、本発明1001の組成物。
[本発明1003]
α-スルホ脂肪酸エステルが、C 16 またはC 18 α-スルホ脂肪酸メチルエステルである、本発明1001の組成物。
[本発明1004]
メチルエステルスルホネートが、約70:30のC 16 :C 18 濃度比のC 16 メチルエステルスルホネートおよびC 18 メチルエステルスルホネートである、本発明1002の組成物。
[本発明1005]
C 16 メチルエステルスルホネートを豊富にした、本発明1001〜1003のいずれかの組成物。
[本発明1006]
アルキルジメチルアミンオキシドがC 6 〜C 12 ジメチルアミンオキシドである、本発明1001の組成物。
[本発明1007]
アルキルジメチルアミンオキシドがC 8 ジメチルアミンオキシドである、本発明1006の組成物。
[本発明1008]
約0.5重量パーセント〜約50重量パーセントの、少なくとも1種のα-スルホ脂肪酸エステル;および
約0.5重量パーセント〜約10重量パーセントの、少なくとも1種のアルキルジメチルアミンオキシド
を含む、本発明1001の組成物。
[本発明1009]
約5重量パーセント〜約40重量パーセントのα-スルホ脂肪酸エステルを含む、本発明1008の組成物。
[本発明1010]
約1重量パーセント〜約5重量パーセントのアルキルジメチルアミンオキシドを含む、本発明1009の組成物。
[本発明1011]
約1.5重量パーセント〜約3重量パーセントのアルキルジメチルアミンオキシドを含む、本発明1010の組成物。
[本発明1012]
約70:30のC 16 :C 18 比のC 16 メチルエステルスルホネートとC 18 メチルエステルスルホネートとのブレンドを、組成物の重量の約25%〜約40%の濃度で含む、本発明1008の組成物。
[本発明1013]
組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の約25%である、本発明1012の組成物。
[本発明1014]
組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の約30%である、本発明1012の組成物。
[本発明1015]
組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の約35%である、本発明1012の組成物。
[本発明1016]
組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の約40%である、本発明1012の組成物。
[本発明1017]
組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の約45%である、本発明1012の組成物。
[本発明1018]
約70:30のC 16 :C 18 比のC 16 メチルエステルスルホネートとC 18 メチルエステルスルホネートとのブレンドを、組成物の重量の約25%〜約40%の濃度で含み、かつ少なくとも1種のアルキルジメチルアミンオキシドを、組成物中約2%〜約7%の濃度でさらに含む、本発明1001の組成物。
[本発明1019]
アルキルジメチルアミンオキシドが、C 6 ジメチルアミンオキシド、C 8 ジメチルアミンオキシド、C 10 ジメチルアミンオキシド、およびC 12 ジメチルアミンオキシドからなる群より選択される、本発明1018の組成物。
[本発明1020]
アルキルジメチルアミンオキシドがC 8 ジメチルアミンオキシドである、本発明1018の組成物。
[本発明1021]
C 16 メチルエステルスルホネートとC 18 メチルエステルスルホネートとのブレンドが、組成物中約35%の濃度で存在し、かつジメチルアミンオキシドが、組成物中約7%の濃度で存在する、本発明1018の組成物。
[本発明1022]
冷水が約30℃未満の温度である、本発明1001の組成物。
[本発明1023]
冷水が約20℃未満の温度である、本発明1022の組成物。
[本発明1024]
冷水が約10℃未満の温度である、本発明1023の組成物。
[本発明1025]
非イオン界面活性剤、他の陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、双性イオン界面活性剤、ポリマー分散剤、ビルダー、酸化剤、殺生物剤、泡調整剤、活性化剤、触媒、増粘剤、芳香剤、汚れ懸濁剤、増白剤、酵素、UV保護剤、塩、水、または不活性成分をさらに含む、本発明1001の組成物。
[本発明1026]
水溶性容器中に収容されている、本発明1001の組成物。
[本発明1027]
水溶性容器が、ポリビニルアルコールフィルムであるかまたはポリビニルアルコールフィルムを含む、本発明1026の組成物。
[本発明1028]
布地の洗濯における使用に適した洗濯洗剤組成物として調合されている、本発明1001の組成物。
[本発明1029]
食器の洗浄における使用に適した食器洗剤調合物として調合されている、本発明1001の組成物。
[本発明1030]
食器洗剤調合物が自動食器洗浄機における使用に適している、本発明1029の組成物。
[本発明1031]
食器洗剤調合物が食器の手洗いにおける使用に適している、本発明1029の組成物。
[本発明1032]
家庭の硬表面の洗浄における使用に適した洗剤調合物として調合されている、本発明1001の組成物。
[本発明1033]
パーソナルケア洗浄における使用に適した洗剤調合物として調合されている、本発明1001の組成物。
[本発明1034]
シャンプー調合物または身体洗浄剤調合物である、本発明1033の組成物。
[本発明1035]
布地を含む水溶液を、本発明1001または本発明1028の組成物と接触させる工程を含む、布地を洗濯する方法。
[本発明1036]
食器を、本発明1001または本発明1029の組成物を含む水溶液と接触させる工程を含む、食器を洗浄する方法。
[本発明1037]
家庭の硬表面を、本発明1001または本発明1032の組成物を含む水溶液と接触させる工程を含む、家庭の硬表面を洗浄する方法。
[本発明1038]
人体の一部を本発明1001または本発明1033の組成物で洗浄する工程を含む、パーソナルケア洗浄の方法。
[本発明1039]
水溶液が50°F以下の温度である、本発明1035の方法。
[本発明1040]
水溶液が40°F以下の温度である、本発明1035の方法。
[本発明1041]
水溶液が50°F以下の温度である、本発明1036の方法。
[本発明1042]
水溶液が40°F以下の温度である、本発明1036の方法。
[本発明1043]
水溶液が50°F以下の温度である、本発明1037の方法。
[本発明1044]
水溶液が40°F以下の温度である、本発明1037の方法。
[本発明1045]
水溶液が50°F以下の温度である、本発明1038の方法。
[本発明1046]
水溶液が40°F以下の温度である、本発明1038の方法。
以下の説明は、本発明の完全な理解を提供するために、材料および範囲などの、具体的な詳細を提供する。しかし、当業者は、これらの具体的な詳細を用いずに本発明を実施することができることを理解するだろう。実際に、本発明は、洗剤産業において通常使用される処理、製造または加工技術と共に実施することができる。さらに、下記のプロセスは、本組成物および本発明の組成物を含有する洗剤を製造するための、完全なプロセスフローではなく、ステップを記載するにすぎない。
好ましい態様において、本組成物は少なくとも1種のα-スルホ脂肪酸エステルを含む。そのようなスルホ脂肪酸は、典型的には、カルボン酸をアルカノールでエステル化して、次に、得られたエステルのα位をスルホン化することにより形成される。α-スルホ脂肪酸エステルは、典型的には、下記式(I)で表される:
式中、R1は、直鎖または分岐鎖アルカンであり、R2は、直鎖または分岐鎖アルカンであり、かつR3は、水素、ハロゲン、一価もしくは二価の陽イオン、または非置換もしくは置換アンモニウム陽イオンである。R1は、C10、C12、C14、C16および/またはC18アルカンを含むC4〜C24アルカンでありうる。R2は、メチル基を含むC1〜C8アルカンでありうる。R3は、典型的には、一価または二価の陽イオン、例えば、α-スルホ脂肪酸エステルと水溶性の塩(例えば、ナトリウム、カリウムまたはリチウムなどのアルカリ金属塩)を形成する陽イオンである。式(I)のα-スルホ脂肪酸エステルは、メチルエステルスルホネート、例えば、C16メチルエステルスルホネート、C18メチルエステルスルホネート、またはそれらの混合物でありうる。
式中、R1およびR2は、アルカンであり、かつMは、一価の金属である。例えば、R1は、4〜24個の炭素原子を含有するアルカンであってもよく、かつ、典型的には、C8、C10、C12、C14、C16および/またはC18アルカンである。R2は、典型的には、1〜8個の炭素原子を含有するアルカンであり、かつ、さらに典型的には、メチル基である。Mは、典型的には、ナトリウムまたはカリウムなどのアルカリ金属である。式(II)のα-スルホ脂肪酸エステルは、C8〜C18メチルエステルスルホン酸ナトリウムなどのメチルエステルスルホン酸ナトリウムでありうる。
本組成物は、有効量の少なくとも1種のヒドロトロープを含めることによって安定化される(即ち、低温でおよび長期保管で界面活性剤の溶解性が維持される)。ヒドロトロープは、α-スルホ脂肪酸エステル含有組成物に対して1つまたは複数の安定効果を提供する。ある態様において、ヒドロトロープは、冷水水溶液中にα-スルホ脂肪酸エステルを可溶化するのに役立つ。別の態様において、ヒドロトロープは、冷水水溶液中にα-スルホ脂肪酸エステルを可溶化するのに役立ち、ここで温度は40℃未満である。そのような態様において、ヒドロトロープは、低温保管条件において、冷水洗濯条件での使用において、または両方において、組成物に対してそのような安定効果を提供する。
さらなる態様において、本発明の組成物は1種または複数種の追加の成分を含み得る。例えば、液体組成物の流動性が重要なある組成物の生成について(例えば、ハンドポンプを備えたディスペンサー中に組成物をパッケージすることが望ましい場合がある洗剤、食器用またはパーソナルケア用組成物について)、組成物中に1種または複数種の粘度調整剤、例えば、有機アルコール(例えば、エタノール)などの溶媒を含めることが望ましい。例示的なそのような組成物は溶媒を約3%〜約10%、好ましくは約5%〜約8%含む。しかし、そのような溶媒の使用は絶対に必要とされるわけではなく、何故ならば、本明細書に記載される調合物の大部分(特に、約30%〜約40%のMES界面活性剤レベルおよび約2%〜約7%のC8アミンオキシドヒドロトロープレベルを有するもの)は、調合物がポンプ作用によって高剪断応力を受ける(それによって粘度が低下する)条件においてポンプ圧送可能であることが注意されるべきである。適切なそのような調合物は本明細書中の実施例に記載されている。
式中、R4は、アルカンまたはヒドロアルカンであり、R5およびR7は、アルカンであり、かつnは、正の整数である。R4は、典型的には、6〜22個の炭素原子を含有するアルカンである。R5は、典型的には、1〜8個の炭素原子を含有するアルカンである。R7は、典型的には、1〜4個の炭素原子を含有するアルカン、さらに典型的には、エチル基である。ポリアルコキシル化度(アルカノールアミド1モル当たりのオキシアルキル基のモル比)は、典型的には、約1〜約100、または約3〜約8、または約5〜約6の範囲である。R6は、水素、アルカン、ヒドロアルカン基またはポリアルコキシル化アルカンでありうる。ポリアルコキシル化アルカノールアミドは、典型的には、ポリアルコキシル化モノ-またはジ-アルカノールアミド、例えば、C16および/またはC18エトキシ化モノアルカノールアミド、またはパーム核油またはヤシ油から調製されるエトキシ化モノアルカノールアミドである。
メチルエステルスルホネート(MES)は、石鹸および洗剤における広範囲の用途を有する、有効で、コスト効率の良い界面活性剤である。それは、洗濯洗剤(粉末および液体)ならびに食器手洗い用洗剤を含む、多数の家庭用洗浄製品において一般的に使用されおり、再生可能資源に由来し、生分解性である。MESはまた、直鎖アルキルベンゼンスルホネート(LAS)を含むこれらの用途に使用されている伝統的な界面活性剤に対してコスト競争力があり、その硬水耐性(MES含有調合物中のビルダーの必要性を減らす)、その低臭気プロファイル(塩基臭を克服するために必要とされる芳香剤の量を減らす)、皮膚に対するその優しさ(皮膚接触が一般的である洗濯および食器手洗い用途において特に有用である)、およびLASと比べてMESの生成時に廃棄物がほとんど生じないという事実を含む、LASに比べて多数のさらなる利点を有する。最後に、コンパクト粉末製品において、MESは粉末ブレンドによって後で添加することができ、このため、最終コンパクト粉末調合物の嵩密度のより良い制御が可能となる。
Δp = γ(1/Rx + 1/Ry)
へのコンピューターフィットによる、液滴形状の分析を用いての表面張力の迅速で正確な測定を可能にし、式中、Δpは流体界面を隔てての圧力差であり、γは表面張力であり、RxおよびRyは液滴の主曲率半径である。当業者が容易に理解するように、例えばDu Nouyリング、液滴体積、または気泡表面張力計を使用して、界面張力を測定する他の張力学的方法を使用することもでき;このようなアプローチを使用して表面張力を測定するための適切な機器および方法は当技術分野において周知である。このようなアプローチは様々な組成物のCMCを測定するためにも適しており;本研究において、CMCもKrus DSA100機器を使用して測定した。結果を図1に示す。
EMESが理想的な界面活性剤候補であると決定して、本発明者らは、高濃度および低い保管/使用温度でのMES界面活性剤の比較的低い溶解性を克服する方法に取り組むための方法を次に調べた。この問題を克服することによって、保管および使用時の界面活性剤の沈殿を回避すると同時に、より高濃度のEMES(これは洗浄効果を付随して増加させる)を有する洗濯および食器洗浄調合物の生成が可能となる。
調合物が完成し、保管安定性試験の準備ができた後、必要数のジャー、キャップおよびラベルを用意し;保管データシートも用意した。注:HDL製品は2-オンスガラスジャーまたは4-オンスプラスチックジャー中に保管することができる;しかし、シリケートビルダーを含有する調合物はガラスジャーを使用するべきではない。各ジャーは少なくとも1/2〜3/4満たされ、かつラベルが付けられるべきである。サンプルを入れた後、ジャーを適切な保管条件へ置き、各サンプルの保管数を保管安定性シート上に記録した。
必要な場合に(下記のスケジュールおよび保管データシートに従って)サンプルをオーブンから取り出し、カウンタートップ上へ置いた。サンプルを約4時間撹拌し、その結果それらは室温に達した。冷却後、サンプルを視覚的に観察し、注意深く調べ、以下のいずれかの存在に注意することによって不安定性の形跡を探した:沈殿、懸濁された材料、相の分離、ゲル形成、変色、もやおよび曇り/不透明。評価の間、サンプルの底部を見るためにまたは沈殿を探すためにサンプルを静かに逆さまにした。観察をサンプルデータシートに記録した;一般的に、製品の正常な外観からのいかなる逸脱にも注意し、上記に列挙される不安定性のいずれかの形跡(即ち、溶液が透明で等方性の液体ではないいずれかの形跡)に注意し、多少詳しく記載した。
ある洗浄用途(例えば、パーソナルケア、洗濯物汚れの前処理)について、ポンプ圧送可能な洗剤調合物を有することが望ましい場合がある。従って、本発明者らは、高濃度EMES調合物が、ポンプ送達デバイスまたは容器での使用に適しているように十分に流動性のままであるか否かを調べた。
ある環境においておよび近隣においてさえ、また井戸水が使用される家庭において、水の高イオン含有量(即ち、硬度)は洗剤調合物の洗浄性能にとって有害であり得る。例えば、硬度イオンの存在は、LAS/SLESベースの洗剤での汚れ除去性能に対して劇的なマイナスの影響を有する。
食器手洗い用洗浄調合物における使用などのある用途については、使用される界面活性剤が皮膚に対して刺激性がないことが望ましい。従って、本発明者らは、ゼイン可溶化法(例えば、Zoller, U., CRC Handbook of Detergents, Part E: Applications, Part 2, section 3.2.2.3, pages 47-48 (2008; CRC Press, Boca Raton, FLを参照のこと;これは参照により本明細書に組み入れられる)を使用して、2% MES調合物を含む、様々な界面活性剤調合物の皮膚刺激のレベルを評価した。
Claims (38)
- 0.5重量パーセント〜50重量パーセントの、C16およびC18α−スルホ脂肪酸メチルエステルのブレンド、ここで、該ブレンドはC16:C18の濃度比が50:50〜70:30であり;および
0.5重量パーセント〜10重量パーセントの、少なくとも1種のC8アルキルジメチルアミンオキシド
を含む、
液体組成物。 - 前記ブレンドは、C16:C18の濃度比が70:30である、請求項1記載の組成物。
- C16メチルエステルスルホネートを豊富にした、請求項1または2に記載の組成物。
- 5重量パーセント〜40重量パーセントのC16およびC18α-スルホ脂肪酸メチルエステルのブレンドを含む、請求項1記載の組成物。
- 1重量パーセント〜5重量パーセントのC8アルキルジメチルアミンオキシドを含む、請求項4記載の組成物。
- 1.5重量パーセント〜3重量パーセントのC8アルキルジメチルアミンオキシドを含む、請求項5記載の組成物。
- 70:30のC16:C18比のブレンドを、組成物の重量の25%〜40%のブレンドの濃度で含む、請求項1記載の組成物。
- 組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の25%である、請求項7記載の組成物。
- 組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の30%である、請求項7記載の組成物。
- 組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の35%である、請求項7記載の組成物。
- 組成物中のブレンドの濃度が、組成物の重量の40%である、請求項7記載の組成物。
- ブレンドは70:30のC16:C18比であり、組成物の重量の25%〜40%のブレンドの濃度であり、かつ組成物は少なくとも1種のC8アルキルジメチルアミンオキシドを、組成物中2%〜7%の濃度でさらに含む、請求項1記載の組成物。
- C16およびC18α−スルホ脂肪酸メチルエステルのブレンドが、組成物中35%の濃度で存在し、かつC8ジメチルアミンオキシドが、組成物中7%の濃度で存在する、請求項12記載の組成物。
- 30℃未満の温度での使用のために調合されている、請求項1記載の組成物。
- 20℃未満の温度での使用のために調合されている、請求項14記載の組成物。
- 10℃未満の温度での使用のために調合されている、請求項15記載の組成物。
- 非イオン界面活性剤、他の陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、双性イオン界面活性剤、ポリマー分散剤、ビルダー、酸化剤、殺生物剤、泡調整剤、活性化剤、触媒、増粘剤、芳香剤、汚れ懸濁剤、増白剤、酵素、UV保護剤、塩、水、または不活性成分をさらに含む、請求項1記載の組成物。
- 水溶性容器中に収容されている、請求項1記載の組成物。
- 水溶性容器が、ポリビニルアルコールフィルムであるかまたはポリビニルアルコールフィルムを含む、請求項18記載の組成物。
- 布地の洗濯における使用に適した洗濯洗剤組成物として調合されている、請求項1記載の組成物。
- 食器の洗浄における使用に適した食器洗剤調合物として調合されている、請求項1記載の組成物。
- 食器洗剤調合物が自動食器洗浄機における使用に適している、請求項21記載の組成物。
- 食器洗剤調合物が食器の手洗いにおける使用に適している、請求項21記載の組成物。
- 家庭の硬表面の洗浄における使用に適した洗剤調合物として調合されている、請求項1記載の組成物。
- パーソナルケア洗浄における使用に適した洗剤調合物として調合されている、請求項1記載の組成物。
- シャンプー調合物または身体洗浄剤調合物である、請求項25記載の組成物。
- 布地を含む水溶液を、請求項1または請求項20記載の組成物と接触させる工程を含む、布地を洗濯する方法。
- 食器を、請求項1または請求項21記載の組成物を含む水溶液と接触させる工程を含む、食器を洗浄する方法。
- 家庭の硬表面を、請求項1または請求項24記載の組成物を含む水溶液と接触させる工程を含む、家庭の硬表面を洗浄する方法。
- 人体の一部を請求項1または請求項25記載の組成物を含む水溶液で洗浄する工程を含む、パーソナルケア洗浄の方法。
- 水溶液が50°F以下の温度である、請求項27記載の方法。
- 水溶液が40°F以下の温度である、請求項27記載の方法。
- 水溶液が50°F以下の温度である、請求項28記載の方法。
- 水溶液が40°F以下の温度である、請求項28記載の方法。
- 水溶液が50°F以下の温度である、請求項29記載の方法。
- 水溶液が40°F以下の温度である、請求項29記載の方法。
- 水溶液が50°F以下の温度である、請求項30記載の方法。
- 水溶液が40°F以下の温度である、請求項30記載の方法。
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