JP6404809B2 - 安定化マトリックスおよび固体組成物中の糖の使用 - Google Patents

Description

安定化マトリックスおよび固体洗浄剤組成物中の糖の使用が、固体洗浄剤組成物の製造および使用方法と共に開示されている。このマトリックスおよび組成物は向上した安定性を有している。

固体洗浄剤は、大量の洗浄剤を使用し、そして増大した汚れの負荷を有する施設向けの、および工業的用途において有用である。

種々の固化方法および機構が開示されてきている。更なる固化技術への要求がなお存在している。

本開示は、固化マトリックス、固化マトリックスを含む組成物、およびその組成物の使用方法に関する。固化マトリックスは、炭酸塩、糖、および水を含んでいる。驚くべきことに、糖が、炭酸塩系洗浄剤の固化を援け、そしてその固体が膨潤するのを防止することが見出された。また、糖の使用が、炭酸塩系固体ブロックの膨潤を防ぐためのリン系、またはＮＴＡ系材料の使用の必要性を回避させることが見出された。

１つの態様では、本開示は、少なくとも糖、炭酸塩および水を含む固化マトリックスに関し、固化マトリックスは含水塩であり、そして１２０°Ｆの温度に加熱された場合に、固化マトリクスは、寸法が安定であり、そして２％未満の成長指数を有している。

他の態様では、本開示は、少なくとも糖、炭酸塩および水を含む固体洗浄剤組成物に関する。また、本組成物は、更なる機能性材料、例えばビルダーおよび界面活性剤を含むことができる。この固体組成物は、１２０°Ｆの温度に加熱された場合に、寸法が安定であり、そして２％未満の成長指数を有している。

更に他の態様では、本開示は、組成物を固化する方法に関し、この方法は、少なくとも糖、炭酸塩および水を有する固化マトリックスを混合すること、および固化マトリックスを固化された材料を形成するために組成物に加えることを含んでいる。１２０°Ｆの温度に加熱された場合に、本組成物は、寸法が安定であり、そして約２％未満の成長指数を有している。

炭酸塩系固体洗浄剤の固化機構の１つは、水和、または水と炭酸塩との間の相互作用による。水和を制御する方法なしで、炭酸塩は、それが固体を形成した後でさえも水と相互作用し続けることができ、そして水和型の間を変化することができる（例えば、１、７、および１０モル水和物）。時間とともに、この変化は膨潤をまねく。膨潤は、寸法的に不安定な固体ブロックを生じさせ、製品を包装することを困難にし、そして固体ブロックの密度、完全性および外観を低下させる。また、膨潤は、均等に分配することを困難にさせる。従って、寸法の安定した固体は重要である。固体製品は、その固体製品が、約５％、４％、３％または２％未満の成長指数を有する場合に、寸法的に安定であると考えられる。

驚くべきことに、糖は、リン系もしくはＮＴＡ系材料の使用の必要なしに、膨潤を防止し、そして寸法的に安定な固体を生成するのに有効な方法であることが見出された。従って、本開示の固化マトリックスは、少なくとも炭酸塩、糖および水を含んでいる。

理論によって拘束されることは望まないが、糖は、固化プロセスの動力学および熱力学を制御し、そして固化マトリックスを与えると信じられ、固化マトリックスでは、更なる機能性材料もまた、機能性固体組成物を形成するために拘束されることができる。糖は、マトリックス中の遊離の水と相互作用することによって、炭酸塩水和物および機能性固体組成物を安定化させることができる。灰分の水和のための水の移動速度を制御することによって、糖は、固化速度を制御することができ、結果として得られる製品にプロセスおよび寸法安定性を与える。固化速度は重要であり、それは、もしも固化マトリックスの固化が速すぎる場合には、組成物が、混合の間に固化し、そして加工を停止させる可能性があるためである。もしも固化マトリックスの固化が遅すぎる場合には、貴重な加工時間が失われる。また、糖は、固体製品が膨潤しないことを確実にすることによって、最終製品に寸法安定性を与える。もしも固体製品が固化の後で膨潤した場合には、種々の問題が発生する可能性がある。通常は、固体製品は、その固体製品が、約５％、４％、３％または２％未満の成長指数を有する場合に、寸法的に安定であると考えられる。

従来の固化マトリックスは、膨潤を防止するためにリン系材料、例えばリン酸塩およびホスホン酸塩を用いていた。しかしながら、環境および規制の理由からリン系材料の回避の動きがある。ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）が、リンの代替物として用いられてきたが、しかしながら現在は、発がん性であると信じられている。従って、いくつかの態様では、固化マトリックスおよび固体組成物は、リン、ＮＴＡ、もしくはその両方を含まないか、または実質的に含まない。いくつかの態様では、固化マトリックスまたは固体組成物は、約１０％未満のリン、約５％未満のリン、または約０．５％未満のリンを有している。いくつかの態様では、固化マトリックスまたは固体組成物は、約６０％未満のＮＴＡ，約２０％未満のＮＴＡ，または約１％未満のＮＴＡを有している。

いくつかの態様では、固化マトリックスは、炭酸塩、糖および水から本質的になることができる。固化マトリックスは、高温での寸法安定性などの特定の性質を含むことができる。また、固化マトリックスは、リンおよび／またはＮＴＡを制限することができる。固化マトリックスが、「炭酸塩、糖、および水から本質的になる」場合には、「固化マトリックスは、固化プロセスに必要でない材料を排除する」。これらの排除される材料としては、例えば付加的な機能性材料に分類される材料を挙げることができる。

＜炭酸塩＞
固化マトリックスおよび洗浄剤組成物は炭酸塩を含んでいる。例示的な炭酸塩としては、アルカリ金属炭酸塩、例えばナトリウムもしくはカリウムの炭酸塩、重炭酸塩、セスキ炭酸塩、およびそれらの混合物が挙げられる。

炭酸塩は、好ましくは固化マトリックス中に、約５０〜約９５質量％、約６０〜約９０質量％、そして約７０〜約９０質量％存在する。炭酸塩は、好ましくは固体組成物中に、約２０〜約９５質量％、約４０〜約９０質量％、そして約６０〜約９０質量％存在する。

いくつかの態様では、固化マトリックスは、少なくとも３．５：２０、４．５：１７、または６：１５の比率の、炭酸塩：水を含むことができる。

＜糖＞
固化マトリックスおよび洗浄剤組成物は、糖を含んでいる。糖は、サッカリド例えば、単糖または二糖であることができる。また、糖は、多官能性糖誘導体、例えば糖アルコールであることができる。

単糖とは、単純糖を表している。単糖の例としては、グルコース、フルクトース、ガラクトース、キシロースおよびリボースが挙げられる。また、単糖としては、エリトロース、トレオース、アラビノース、リキソース、アロース、アルトロース、マンノース、グロース、イドース、タロース、エリトルロース、リブロース、キシルロース、プシコース、ソルボース、およびタガトースが挙げられる。

二糖とは、２つの単糖の糖を表している。二糖の例としては、スクロース、ラクツロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、およびセロビオースが挙げられる。また、二糖としては、コージビオース、ニゲロース、イソマルトース、ソホロース、ラミナリビオース、ゲンチオビオース、ツラノース、マルツロース、パラチノース、ゲンチオビオース、マンノビオース、メリビオース、メリビウロース、ルチノース、ルチヌロース（rutinulose）、およびキシロビオースが挙げられる。

また、糖は、多官能性糖誘導体、例えば糖アルコールであることができる。糖アルコールとしては、グリコール、グリセロール、エリトリトール、トレイトール、アラビトール、キシリトール、リビトール、マンニトール、ソルビトール、ズルシトール、イジトール、イソマルト、マリトール、ポリグリシトール（polyglycitol）、およびラシトール（lacitol）が挙げられる。

糖は、単一の糖または糖の組み合わせであることができる。糖は、直鎖または環構造であることができる。そして糖は、糖のＬ−またはＤ−異性体であることができる。

理論によって拘束されることは望まないが、好ましい糖は、水素結合または糖中の酸素に対する炭素の比率によって固化プロセスを援けることが信じられる。糖分子が大きすぎる場合には、水は糖分子上の酸素分子に到達できず、そして糖は、安定な固体を形成するのに有効でなくなる。

糖は、好ましくは固化マトリックス中に、水の速度および動きを制御することによって、固化マトリックスの動力学および熱力学を制御するのに有効な量で存在する。例えば、糖は、固化マトリックス中に、約０．１〜約２０質量％、約０．５〜約１５質量％、および約０．５〜約１０質量％存在することができる。糖は、固体組成物中に、約０．０５〜約２０質量％、約０．２５〜約１５質量％、および約０．２５〜約１０質量％存在することができる。

いくつかの態様では、固化マトリックスは、少なくとも０．００１：４、０．０１：２、または０．１：１の比率の糖：水を含むことができる。

＜水＞
水は、独立して固化マトリックスに加えることができるか、または洗浄剤組成物もしくはマトリックスに加えられる水性材料中のその存在の結果として、固化マトリックス中に与えることができる。例えば、洗浄剤組成物またはマトリックスに加えられる材料は水を含むことができるか、または固化マトリックス成分との反応に利用可能な水性の予備混合物に調製することができる。従って、水は、固化マトリックスの水溶液、またはいずれかの他の成分の水溶液、および／または加えられた水性媒質の形態で存在することができる。水は、所望により、脱イオン水または軟水として与えることができる。

結果として得られる固体洗浄剤組成物中の水の量は、固体洗浄剤組成物が、成形技術によって処理されるか、または注型（固化が、容器中で起こる）技術によって処理されるか依る。通常は、これらの成分が成形技術によって処理される場合には、固体洗浄剤組成物は、注型技術に比べて、固化のために比較的に少ない量の水の量を含むことができることが信じられる。成形技術によって固体洗浄剤組成物を調製する場合には、水は、約５質量％〜約２５質量％、約７質量％〜約２０質量％、および約８質量％〜約１５質量％の範囲で存在することができる。注型技術によって固体洗浄剤組成物を調製する場合には、水は、約１５質量％〜約５０質量％、約２０質量％〜約４５質量％、および約２２質量％〜約４０質量％の範囲で存在することができる。

＜付加的な機能性材料＞
固化マトリックスは、付加的な機能性材料を含む固体洗浄剤組成物を形成するために用いることができる。そのため、いくつかの態様では、例えば、洗浄剤組成物中に付加的な機能性材料を少量しか配分されない、または全く配分されない態様の場合には、糖、水、および炭酸塩を含む固化マトリックスは、洗浄剤組成物の全質量の大部分または更には全てを与えることができる。付加的な機能性材料は、所望の性質および機能性を固体洗浄剤組成物に与える。本出願の目的においては、用語「機能性材料」としては、使用および／または濃縮溶液中に分散もしくは溶解された場合に有益な性質を与える材料が挙げられる。機能性材料の幾つかの具体的な例が、以下により詳細に議論され、議論される具体的な材料は例示のためだけに与えられるが、また、広範囲な他の機能性材料を用いることができる。例えば、以下に議論される機能性材料の多くは、洗浄および／または脱染用途に用いられる材料に関する。しかしながら、他の態様は、他の用途における使用のために機能性材料を含むことができる。

＜アルカリ性源＞
固体洗浄剤組成物は、基質の洗浄を促進し、そして固体洗浄剤組成物の汚れ除去性能を向上させるために、所望により有効な量の付加的なアルカリ性源を含むことができる。通常は、本組成物は、所望により、少なくとも約５質量％、少なくとも約１０質量％、または少なくとも約１５質量％の量で、アルカリ性源を含むことができる。濃縮物中に他の成分のための十分な余地を与えるために、アルカリ性源は、濃縮物中に、約７５質量％未満、約６０質量％未満、約４０質量％未満、約３０質量％未満、または約２０質量％未満の量で与えることができる。アルカリ性源は、固体洗浄剤組成物の総質量の約０．１質量％〜約９０質量％の範囲、約０．５質量％〜約８０質量％の範囲、そして約１質量〜約６０質量％の範囲を構成することができる。

付加的なアルカリ性源の有効な量は、少なくとも８のｐＨを有する使用組成物を与える量と考えることができる。使用組成物が、約８〜約１０の範囲のｐＨを有する場合には、弱アルカリ性であると考えることができ、そしてｐＨが約１２超である場合には、使用組成物は、苛性であると考えることができる。通常は、弱アルカリ性の洗浄組成物として使用組成物を与えることが、それが、苛性系の使用組成物よりも安全であると考えられるので、望ましい。場合によっては、固体洗浄剤組成物は、約８未満のｐＨ水準で有用である使用組成物を与えることができる。そのような組成物では、アルカリ性源は、省略することができ、そして付加的なｐＨ調整剤を、所望のｐＨを備えた使用組成物を与えるように用いることができる。

固体洗浄剤組成物の好適な付加的アルカリ性源の例としては、アルカリ金属水酸化物、金属ケイ酸塩、金属ホウ酸塩、ならびにエタノールアミンおよびアミンが挙げられるがそれらには限定されない。そのようなアルカリ性剤は、水性または粉末の形態のいずれかで商業的に入手可能であり、それらのいずれかは、本発明の固体洗浄剤組成物の配合に有用である。用いることができる例示的なアルカリ金属水酸化物としては、ナトリウム、リチウム、またはカリウム水酸化物が挙げられるが、それらには限定されない。アルカリ金属水酸化物は、本組成物に、当技術分野で知られているいずれかの形態、例えば、固体ビーズ、水溶液中に溶解して、もしくはそれらの組み合わせで加えることができる。アルカリ金属水酸化物は、約１２〜１００米国メッシュの範囲の粒子径の混合物を有する小球状にした固体またはビーズの形態で固体として、あるいは例えば５０質量％および７３質量％溶液の水溶液として、商業的に入手可能である。アルカリ金属水酸化物は、固体アルカリ材料の水和による、本組成物中で発生される熱の量を低減するために、水溶液の形態、特には５０質量％の水酸化物溶液で加えることが好ましい。例示的な金属ケイ酸塩としては、ナトリウムもしくはカリウムケイ酸塩またはメタケイ酸塩が挙げられるが、それらには限定されない。例示的な金属ホウ酸塩としては、ナトリウムまたはカリウムホウ酸塩が挙げられるが、それらには限定されない。

＜界面活性剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望により、界面活性剤または界面活性剤系を含む、少なくとも１種の洗浄剤を含むことができる。アニオン性、ノニオン性、カチオン性、および両性イオン界面活性剤が挙げられるが、しかしながらそれらには限定されない、種々の界面活性剤を、固体洗浄剤組成物中に用いることができる。用いることができる例示的な界面活性剤が、多くの供給源から商業的に入手可能である。界面活性剤の議論については、Kirk-Othmer、Encyclopedia of Chemical Technology、第３版、第８巻、p.900-912を参照。固体洗浄剤組成物が界面活性剤を含む場合には、その界面活性剤は、所望の洗浄の水準を与えるのに有効な量で与えられる。濃縮物として与えられる場合には、固体洗浄剤組成物は、約０．０５質量％〜約２０質量％、約０．５質量％〜約１５質量％、約１質量％〜約１５質量％、約１．５質量％〜約１０質量％、そして約２質量％〜約８質量％の範囲の界面活性剤を含むことができる。濃縮物中の界面活性剤の更なる例示的な範囲としては、約０．５質量％〜約８質量％、および約１質量％〜約５質量％が挙げられる。

固体洗浄剤組成物に有用なアニオン性界面活性剤の例としては、カルボン酸塩、例えばアルキルカルボン酸塩およびポリアルコキシカルボン酸塩、アルコールエトキシレートカルボン酸塩、ノニルフェノールエトキシレートカルボン酸塩；スルホン酸塩、例えばアルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、スルホン化脂肪酸エステル；硫酸塩、例えば硫酸化アルコール、硫酸化アルコールエトキシレート、硫酸化アルキルフェノール、アルキル硫酸エステル塩、スルホサクシネート、およびアルキルエーテルスルフェートが挙げられるが、それらには限定されない。例示的なアニオン性界面活性剤としては、アルキルアリールスルホン酸ナトリウム、アルファ−オレフィンスルホネート、および脂肪族アルコールスルフェートが挙げられるが、それらには限定されない。

固体洗浄剤組成物に有用なノニオン性界面活性剤の例としては、界面活性剤分子の一部としてポリアルキレンオキシドポリマーを有するものが挙げられるが、それらには限定されない。そのようなノニオン性界面活性剤としては、脂肪族アルコールの、塩素−、ベンジル−、メチル−、エチル−、プロピル−、ブチル−、および他の、アルキル−キャップのポリエチレングリコールエーテル；ポリアルキレンオキシドを含まないノニオン、例えば、アルキルポリグリコシド；ソルビタンおよびショ糖エステルならびにそれらのエトキシレート；アルコキシル化アミン、例えばアルコキシル化エチレンジアミン；アルコールアルコキシレート、例えばアルコールエトキシレートプロポキシレート、アルコールプロポキシレート、アルコールプロポキシレートエトキシレートプロポキシレート、アルコールエトキシレートブトキシレート；ノニルフェノールエトキシレート、ポリオキシエチレングリコールエーテル；カルボン酸エステル、例えばグリセロールエステル、ポリオキシエチレンエステル、脂肪酸のエトキシル化およびグリコールエステル；カルボン酸アミド、例えばジエタノールアミン縮合物、モノアルカノールアミン濃縮物、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド；ならびにポリアルキレンオキシドブロック共重合体が挙げられるが、それらには限定されない。商業的に入手可能なエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体の例としては、BASF Corporation（Florham Park、ニュージャージー州）から入手可能なPLURONIC（商標）が挙げられるが、それらには限定されない。商業的に入手可能なシリコーン界面活性剤の例としては、Goldschmidt Chemical Corporation（Hopewell、バージニア州）から入手可能なABIL（商標）B8852が挙げられるが、それらには限定されない。

固体洗浄剤組成物中に用いることができるカチオン性界面活性剤の例としては、アミン、例えば、アルキルもしくはアルケニル鎖を備えた第一級、第二級および第三級モノアミン、エトキシル化アルキルアミン、エチレンジアミンのアルコキシレート、イミダゾール、例えば１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン、２−アルキル−１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリンなど；および第四級アンモニウム塩、例えば、アルキル第四級アンモニウムクロリド界面活性剤、例えばｎ−アルキル（Ｃ_１２−Ｃ_１８）ジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ｎ−テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド一水和物、ならびにナフチレン置換第四級アンモニウムクロリド、例えばジメチル−１−ナフチルメチルアンモニウムクロリドが挙げられるが、それらには限定されない。カチオン界面活性剤は、消毒性を与えるために用いることができる。

固体洗浄剤組成物中に用いることができる両性イオン性界面活性剤の例としては、ベタイン、イミダゾリン、およびプロピオネートが挙げられるが、それらには限定されない。

固体洗浄剤組成物が、自動皿洗機または器物洗浄機で用いることが意図されている場合には、いずれかの界面活性剤が用いられるのであれば、選択される界面活性剤は、皿洗機または器物洗浄機内部で用いられたときに受け入れられる水準の泡立ちが得られるものであることができる。自動皿洗機または器物洗浄機で用いるための固体洗浄剤組成物は、通常は低発泡性組成物であると考えられる。所望の水準の洗浄活性を与える低発泡性界面活性剤は、大量の発泡が問題である可能性がある皿洗機などの環境においては有益である。低発泡性界面活性剤を選択するのに加えて、消泡剤も、泡の発生を低減するために用いることができる。従って、低発泡性界面活性剤であると考えられる界面活性剤を用いることができる。更に、他の界面活性剤を、発泡の水準を制御するために、消泡剤と組み合わせて用いることができる。

また、いくつかの界面活性剤は、２次的固化剤として機能することができる。例えば、高い融点を有するアニオン性界面活性剤は、適用温度で固体を与える。最も有効であることが見出されたアニオン性界面活性剤としては、直鎖アルキルベンゼンスルホネート界面活性剤、アルコールスルフェート、アルコールエーテルスルフェート、およびアルファオレフィンスルホネートが挙げられるが、それらには限定されない。通常は、直鎖アルキルベンゼンスルホネートが、コストおよび有効性の理由から好ましい。また、両性もしくは双性イオン界面活性剤が、洗浄性、乳化、湿潤および調湿（conditioning）特性を与えるのに有用である。代表的な両性界面活性剤としては、Ｎ−ココ−３−アミノプロピオン酸および酸塩、Ｎ−タロー−３−イミノジプロピオネート塩、Ｎ−ラウリル−３−イミノジプロピオネート二ナトリウム塩、Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ココアルキル−Ｎ−ジメチルアンモニウムヒドロキシド、Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ジメチル−Ｎ−（９−オクタデセニル）アンモニウムヒドロキシド、（１−カルボキシへプタデシル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、（１−カルボキシウンデシル）トリメチルアンモニウムヒドロキシド、Ｎ−ココアミドエチル−Ｎ−ヒドロキシエチルグリシンナトリウム塩、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−ステアラミドグリシンナトリウム塩、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−ラウラミド−ベータ−アラニンナトリウム塩、Ｎ−ココアミド−Ｎ−ヒドロキシエチル−ベータ−アラニンナトリウム塩、混合脂環式アミンとそれらのエトキシル化および硫酸化ナトリウム塩、２−アルキル−１−カルボキシメチル−１−ヒドロキシエチル−２−イミダゾリニウムヒドロキシドナトリウム塩または遊離酸で、アルキル基がノニル、ウンデシルおよびへプタデシルである、が挙げられるが、それらには限定されない。他の有用な両性界面活性剤としては、１，１−ビス（カルボキシメチル）−２−ウンデシル−２−イミダゾリニウムヒドロキシ二ナトリウム塩およびオレイン酸−エチレンジアミン縮合物、プロポキシル化および硫酸化ナトリウム塩、ならびにアミンオキシド両性界面活性剤が挙げられるが、それらには限定されない。

＜ビルダーまたは水質調整剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望により１種もしくは２種以上のビルディング剤（また、キレート化剤または金属イオン封鎖剤とも称される）（例えば、ビルダー）を含むことができ、ビルディング剤としては、例えば縮合リン酸塩、ホスホン酸塩、アミノカルボン酸、またはポリアクリレートが挙げられるが、それらには限定されない。通常は、キレート化剤は、天然水中に通常見られる金属イオンが、洗浄組成物の他の洗浄剤成分の作用を妨害することを防止するように、金属イオンを配位する（すなわち、拘束する）ことができる分子である。キレート化剤または金属イオン封鎖剤でもあることができるビルダーの添加の好ましい水準は、約０．１質量％〜約７０質量％、約１質量％〜約６０質量％、または１．５質量％〜約５０質量％の範囲である。固体洗浄剤が濃縮物として与えられる場合には、この濃縮物は、約１質量％〜約６０質量％の範囲、約３質量％〜約５０質量％の範囲、および約６質量％〜約４５質量％の範囲のビルダーを含むことができる。ビルダーの更なる範囲としては、約３質量％〜約２０質量％の範囲、約６質量％〜約１５質量％の範囲、約２５質量％〜約５０質量％の範囲、および約３５質量％〜約４５質量％の範囲が挙げられる。

縮合リン酸塩の例としては、ナトリウムおよびカリウムオルトリン酸塩、ナトリウムおよびカリウムピロリン酸塩、ナトリウムトリポリリン酸塩、およびナトリウムヘキサメタリン酸塩が挙げられるが、それらには限定されない。また、縮合リン酸塩は、固体洗浄剤組成物の固化を、その組成物中に存在する遊離水を水和水として固定化することによって、限られた範囲内で、援けることができる。

ホスホン酸の例としては、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、ＣＨ_３Ｃ（ＯＨ）［ＰＯ（ＯＨ）_２］_２；アミノトリ（メチレンホスホン酸）、Ｎ［ＣＨ_２ＰＯ（ＯＨ）_２］_３；アミノトリ（メチレンホスホネート）、ナトリウム塩（ＡＴＭＰ）、Ｎ［ＣＨ_２ＰＯ（ＯＮａ）_２］_３；２−ヒドロキシエチルイミノビス（メチレンホスホン酸）、ＨＯＣＨ_２ＣＨ_２Ｎ［ＣＨ_２ＰＯ（ＯＨ）_２］_２；ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、（ＨＯ）_２ＰＯＣＨ_２Ｎ［ＣＨ_２ＣＨ_２Ｎ［ＣＨ_２ＰＯ（ＯＨ）_２］_２］_２；ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホネート）、ナトリウム塩（ＤＴＰＭＰ）、Ｃ_９Ｈ_２８−ｘＮ_３Ｎａ_ｘＯ_１５Ｐ_５（ｘ＝７）；ヘキサメチレンジアミン（テトラメチレンホスホネート）、カリウム塩、Ｃ_１０Ｈ_２８−ｘＮ_２Ｋ_ｘＯ_１２Ｐ_４（ｘ＝６）； ビス（ヘキサメチレン）トリアミン（ペンタメチレンホスホン酸）、（ＨＯ_２）ＰＯＣＨ_２Ｎ［（ＣＨ_２）_６Ｎ［ＣＨ_２ＰＯ（ＯＨ）_２］_２］_２；およびリン酸、Ｈ_３ＰＯ_３が挙げられるが、それらには限定されない。好ましいホスホン酸化合物としては、ＡＴＭＰおよびＤＴＰＭＰがある。ホスホネートが加えられた時に、中和反応によって熱もしくはガスが、少ししか発生しないか、または全く発生しないように、混合物中に加える前に、中和されたまたはアルカリ性ホスホネート、またはホスホネートのアルカリ性源との組み合わせが好ましい。

固体洗浄剤組成物は、好ましくは非リン酸系のビルダーを含んでいる。種々の成分は、微量のリンを含んでいてもよいが、リンを含まないと考えられる組成物は、通常は、意図して加えられる成分として、ホスフェートもしくはホスホネートビルダーまたはキレート化成分を含まない。カルボン酸塩、例えばクエン酸塩またはグルコン酸塩が好ましい。ＮＴＡを少ししか含まないか、または全く含まない有用なアミノカルボン酸材料としては、Ｎ−ヒドロキシエチルアミノ二酢酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ヒドロキシエチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、Ｎ−ヒドロキシエチル−エチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、およびカルボン酸置換基を備えたアミノ基を有する他の同様の酸が挙げられるが、それらには限定されない。

水調整ポリマーを、非リン含有ビルダーとして用いることができる。例示的な水調整ポリマーとしては、ポリカルボキシレートが挙げられるが、それらには限定されない。ビルダーおよび／または水調整ポリマーとして用いることができる例示的なポリカルボキシレートとしては、ペンタントのカルボキシレート（−ＣＯ_２ ⁻）基、例えばポリアクリル酸、マレイン酸、マレイン酸／オレフィン共重合体、スルホン化共重合体または三元共重合体、アクリル／マレイン酸共重合体、ポリメタクリル酸、アクリル酸−メタクリル酸共重合体、加水分解ポリアクリルアミド、加水分解ポリメタクリルアミド、加水分解ポリアミド−メタクリルアミド共重合体、加水分解ポリアクリロニトリル、加水分解ポリメタクルロニトリル、および加水分解アクリロニトリル−メタクリロニトリル共重合体が挙げられるが、それらには限定されない。キレート化剤／金属イオン封鎖剤の更なる議論については、Kirk-Othmer、Encyclopedia of Chemical Technology、第３版、第５巻、p.339-366および第２３巻、p.319-320を参照（その開示を参照することによって本明細書の内容とする）。また、これらの材料は、結晶調整剤として機能するように不足当量で用いることができる。

＜硬化剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望により、ビルダーに加えて、またはビルダーの形態で、硬化剤を含むことができる。硬化剤は、組成物の均一な固化に有意に貢献する、有機もしくは無機の、化合物または化合物系である。好ましくは、硬化剤は、洗浄剤および本組成物の他の活性成分と相溶性であることができ、そして処理された組成物に、有効な量の硬度および／または水溶解度を与えることができる。また、硬化剤は、混合され、そして固化された時に、洗浄剤および他の成分と、均一なマトリックスを形成することができ、使用の間に、固体洗浄剤組成物から、洗浄剤の均一な溶解を与えなければならない。

固体洗浄剤組成物中に含まれる硬化剤の量は、調製される固体洗浄剤組成物の種類、固体洗浄剤組成物の成分、その組成物の意図した使用、使用の間の長い間に固体組成物に適用される分配溶液の量、分配溶液の温度、分配溶液の硬度、固体洗浄剤組成物の物理的大きさ、他の成分の濃度、および本組成物中の洗浄剤の濃度が挙げられるが、それらには限定されない因子によって変わる。固体洗浄剤組成物中に含まれる硬化剤の量は、洗浄剤および本組成物の他の成分と組み合わせて、連続的な混合条件および硬化剤の溶融温度以下の温度で均一な混合物を形成するのに有効であることが好ましい。

また、硬化剤は、洗浄剤および他の成分とマトリックスを形成し、それが混合が終わった後に、約３０℃〜約５０℃、特には約３５℃〜約４５℃の周囲温度で固体形態に固化すること、そしてこの混合物は、この混合系から、約１分間〜約３時間、特には２分間〜約２時間、そして特には約５分間〜約１時間以内に、分配されることが好ましい。この混合物の処理を促進するために、外部の供給源からの最少量の熱を、この混合物に適用することができる。固体洗浄剤組成物中に含まれる硬化剤の量は、使用の間に固化した組成物から洗浄剤の所望の分配速度を得るために、水性媒体中に置いた時に、所望の硬度および処理された組成物の制御された溶解度の所望の度合いを与えるのに有効であることが好ましい。

硬化剤は、有機または無機硬化剤であることができる。好ましい有機硬化剤は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）化合物である。ポリエチレングリコール硬化剤を含む固体洗浄剤組成物の固化速度は、少なくとも部分的には、本組成物に加えられるポリエチレングリコールの量と分子量に依存する。好適なポリエチレングリコールの例としては、一般式Ｈ（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＯＨ（ｎは１５超、特には約３０〜約１７００）の固体ポリエチレングリコールが挙げられるが、それらには限定されない。典型的には、約１０００〜約１０００００、約１４５０〜約２００００、または約１４５０〜約８０００の分子量を有するポリエチレングリコールは、自由流動粉末またはフレークの形状の固体である。ポリエチレングリコールは、約１質量％〜約７５質量％、または約３質量％〜約１５質量％の濃度で存在する。好適なポリエチレングリコール化合物としては、ＰＥＧ４０００、ＰＥＧ１４５０、およびＰＥＧ８０００が挙げられるが、それらには限定されず、それらの中で、ＰＥＧ４０００およびＰＥＧ８０００が最も好ましい。商業的に入手可能な固体ポリエチレングリコールの例としては、Union Carbide Corporation（ヒューストン、テキサス州）から入手可能なCARBOWAXが挙げられるが、それらには限定されない。

好ましい無機硬化剤は、硫酸塩および重炭酸塩が挙げられるがそれらには限定されない、水和可能な無機塩である。無機硬化剤は、約５０質量％以下、特には約５質量％〜約２５質量％、そしてより好ましくは約５質量％〜約１５質量％の濃度で存在する。

また、尿素粒子を、固体洗浄剤組成物中で、硬化剤として用いることができる。本組成物の硬化速度は、本組成物に加えられる尿素の量、粒子径および形状を含む因子によって、少なくとも部分的には、変わる。例えば、尿素の粒子の形態は、洗浄剤および他の成分、ならびに好ましくは少量であるが有効量の水と組み合わせることができる。尿素の量および粒子径は、洗浄剤と他の成分を組み合わせて、外部の供給源からの、尿素および他の成分を溶融段階に溶融する熱の適用なしに、緊密な混合物を形成するのに有効である。固体洗浄剤組成物中に含まれる尿素の量は、本組成物の所望の硬度ならびに、使用の間に、固化された組成物から洗浄剤を分配する所望の速度を得るために、水性媒質中に置いた時に、所望の溶解速度を与えるのに有効である。いくつかの態様では、本組成物は、約５質量％〜約９０質量％の尿素、約８質量％〜約４０質量％の尿素、または約１０質量％〜約３０質量％の尿素を含んでいる。

尿素は、小球状にしたビーズまたは粉末の形態であることができる。小球状にした尿素は、通常は約８〜１５米国メッシュの範囲の粒子径の混合物として、商業的な供給源、例えば、Arcadian Sohio Companyの窒素化学製品部門から、から入手可能であるである。尿素の小球状にした形態は、好ましくは粉砕して、粒子径を、約５０米国メッシュ〜約１２５米国メッシュ、特には約７５〜１００米国メッシュに、好ましくは湿式ミル、例えば単軸もしくは二軸スクリュー押出機、Teledyne混合機、Ross乳化機などを用いて、低減される。

＜漂白剤＞
本組成物は、所望により、漂白剤を含むことができる。基材を明るくし、または白化するための、固体洗浄剤組成物中に用いることが好適な漂白剤としては、洗浄プロセスの間に典型的に遭遇する条件の下で、活性ハロゲン種、例えば、Ｃｌ_２、Ｂｒ_２、−ＯＣｌ⁻および／または−ＯＢｒ⁻を遊離することができる漂白化合物が挙げられる。固体洗浄剤組成物中に用いられる好適な漂白剤としては、塩素含有化合物、例えば塩素、次亜塩素酸塩またはクロラミンが挙げられるが、それらには限定されない。例示的なハロゲン遊離化合物としては、アルカリ金属ジクロロイソシアヌレート、塩素化三ナトリウムリン酸塩、アルカリ金属次亜塩素酸塩、モノクロラミン、およびジクロラミンが挙げられるが、それらには限定されない。また、カプセル化した塩素源も、本組成物中の塩素源の安定性を向上させるために用いることができる（例えば、米国特許第4,618,914号明細書および第4,830,773号明細書を参照、これらを参照することによって本明細書の内容とする）。また、漂白剤は、活性化剤、例えばテトラアセチルエチレンジアミンあり、およびなしの、過酸素化合物または活性酸素源、例えば過酸化水素、過ホウ酸塩、炭酸ナトリウム−過酸化水素化物、カリウム過モノ硫酸塩、ならびにナトリウム過ホウ酸塩一水和物および四水和物であることができる。固化マトリックスおよび固体組成物中の糖の存在のために、漂白剤が存在するならば、漂白剤は、好ましくは、糖と直接接触することを可能にしない形態で存在する。例えば、漂白剤は、カプセル化され、例えば包装によって、またはフィルム、あるいは組成物の異なる層もしくは領域に、物理的に隔離されることができる。本濃縮物が、漂白剤を含む場合には、漂白剤は、約０．１質量％〜約６０質量％、約１質量％〜約２０質量％、約３質量％〜約８質量％、または約３質量％〜約６質量％含まれることができる。

＜充填剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望により有効量の洗浄用充填剤を含むことができ、これは、それ自体は洗浄剤としては作用しないが、しかしながら洗浄剤と協同して本組成物の全体的な洗浄能力を向上させる。本発明の洗浄用組成物に用いるために好適な洗浄用充填剤の例としては、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、デンプンおよび糖が挙げられるがそれらには限定されない。本濃縮物が洗浄用充填剤を含む場合には、それは約５０質量％以下、約１質量％〜約３０質量％、または約１．５質量％〜約２５質量％の量で含まれることができる。

＜消泡剤＞
泡の安定性を低減するための消泡剤を、所望により本固体組成物中に含むことができる。消泡剤の例としては、エチレンオキシド／プロピレンブロック共重合体、例えばPluronic N-3の名称で入手可能なもの；シリコーン化合物、例えばポリジメチルシロキサン中に分散されたシリカ、ポリジメチルシロキサン、および官能化ポリジメチルシロキサン、例えばAbil B9952の名称で入手可能なもの；脂肪族アミド、炭化水素ワックス、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪族アルコール、脂肪酸石けん、エトキシレート、鉱油、ポリエチレングリコールエステル、およびアルキルリン酸エステル、例えばモノステアリルホスフェート挙げられるがそれらには限定されない。本濃縮物が消泡剤を含む場合には、消泡剤は、約０．０００１質量％〜約１０質量％、約０．００１質量％〜約５質量％、または約０．０１質量％〜約１．０質量％の量で与えることができる。

＜抗再堆積剤＞
固体洗浄剤組成物は、洗浄溶液中の汚れの持続的な懸濁を促進し、そして除去された汚れが洗浄されている基材上に再堆積するのを防ぐために、所望により抗再堆積剤を含むことができる。好適な抗再堆積剤の例としては、ポリアクリレート、スチレン無水マレイン酸共重合体、セルロース誘導体、例えばヒドロキシエチルセルロース、およびヒドロキシプロピルセルロースが挙げられるがそれらには限定されない。本濃縮物が抗再堆積剤を含む場合には、抗再堆積剤は、約０．５質量％〜約１０質量％の範囲、および約１質量％〜約５質量％の範囲の量で含まれることができる。

＜安定剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望により安定剤を含むことができる。好適な安定剤の例としては、ホウ酸塩、カルシウム／マグネシウムイオン、プロピレングリコール、およびそれらの混合物が挙げられるがそれらには限定されない。本組成物は、安定剤を含む必要はないが、しかしながら本組成物が安定剤を含む場合には、安定剤は、本組成物の濃縮物形態に、所望の水準の安定性を与える量で含まれることができる。安定剤の例示的な範囲としては、約２０質量％以下、約０．５質量％〜約１５質量％の範囲、および約２質量％〜約１０質量％の範囲が挙げられる。

＜分散剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望により分散剤を含むことができる。固体洗浄剤組成物中に用いることができる好適な分散剤の例としては、マレイン酸／オレフィン共重合体、ポリアクリル酸およびそれらの混合物が挙げられるがそれらには限定されない。本濃縮物は分散剤を含む必要はないが、しかしながら分散剤が含まれる場合には、分散剤は所望の分散性を与える量で含まれることができる。本濃縮物中の分散剤の例示的な範囲としては、約２０質量％以下、約０．５質量％〜約１５質量％の範囲、および約２質量％〜約９質量％の範囲であることができる。

＜酵素＞
本組成物は、所望により酵素を含むことができる。酵素の例示的な種類としては、リパーゼ、セルラーゼ、プロテアーゼ、アルファ−アミラーゼ、およびそれらの混合物が挙げられるがそれらには限定されない。用いることができる例示的なプロテアーゼとしては、Bacillus licheniformix、Bacillus lenus、Bacillus alcalophilus、およびBacillus amylohquefacinsから誘導されるものが挙げられるがそれらには限定されない。例示的なアルファ−アミラーゼとしては、Bacillus subtilis、Bacillus amyloliquefaceinsおよびBacillus licheniformisが挙げられる。本濃縮物は、酵素を含む必要はないが、しかしながら本濃縮物が酵素を含む場合には、酵素は、固体洗浄剤組成物が使用組成物として与えられる場合に、所望の酵素活性を与える量で含まれることとができる。本濃縮物中の酵素の例示的な範囲としては、約１５質量％以下、約０．５質量％〜約１０質量％、および約１質量％〜約５質量％が挙げられる。

＜ガラスおよび金属腐食防止剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望により約５０質量％以下、約１質量％〜約４０質量％、または約３質量％〜約３０質量％の量の金属腐食防止剤を含むことができる。腐食防止剤は、固体洗浄剤組成物中に、腐食防止剤を含まない以外は同じ使用溶液での腐食および／またはガラスのエッチングの速度よりも、小さい腐食および／またはガラスのエッチング速度を示す使用溶液を与えるのに十分な量で含まれる。使用溶液は、所望の腐食防止性を与えるように、少なくとも約６百万分率（ｐｐｍ）の腐食防止剤を含むことが予測される。より多量の腐食防止剤を、有害な作用なしで、使用溶液中に用いることができることが予測される。ある時点で、増加した腐食防止剤濃度での、増大した腐食および／またはエッチング耐性への添加剤効果は、失われ、そして更なる腐食防止剤は、固体洗浄剤組成物を用いるコストを単に増大させる。使用溶液は、約６ｐｐｍ〜約３００ｐｐｍの腐食防止剤、または約２０ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍの腐食防止剤を含むことができる。好適な腐食防止剤の例としては、アルミニウムイオン源と亜鉛イオン源の組み合わせ、ならびにアルカリ金属ケイ酸塩またはその水和物が挙げられるがそれらには限定されない。

腐食防止剤は、アルミニウムイオン源および亜鉛イオン源の組み合わせに言及することができる。アルミニウムイオン源および亜鉛イオン源は、固体洗浄剤組成物が使用溶液の形態で与えられた場合に、それぞれアルミニウムイオンと亜鉛イオンを与える。腐食防止剤の量は、アルミニウムイオン源と亜鉛イオン源の組み合わせた量を基に計算される。使用溶液中にアルミニウムイオンを与えるいずれかのものをアルミニウムイオン源と称することができ、そして使用溶液中に亜鉛イオンを与えるいずれかのものを亜鉛イオン源と称することができる。アルミニウムイオン源および／または亜鉛イオン源は、アルミニウムイオンおよび／または亜鉛イオンを形成するために反応することは必要ではない。アルミニウムイオンは、アルミニウムイオン源と考えることができ、そして亜鉛イオンは、亜鉛イオン源と考えることができる。アルミニウムイオン源および亜鉛イオン源は、有機塩、無機塩およびそれらの混合物として与えることができる。例示的なアルミニウムイオン源としては、アルミニウム塩、例えばアルミン酸ナトリウム、臭化アルミニウム、塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ギ酸アルミニウム、酒石酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム、臭素酸アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウム亜鉛、およびリン酸アルミニウムが挙げられるがそれらには限定されない。例示的な亜鉛イオン源としては、亜鉛塩、例えば塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、ヨウ化亜鉛、チオシアン酸亜鉛、フルオロケイ酸亜鉛、重クロム酸亜鉛、塩素酸亜鉛、亜鉛酸亜鉛、グルコン酸亜鉛、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、クエン酸亜鉛、乳酸亜鉛、ギ酸亜鉛、臭素酸亜鉛、臭化亜鉛、フッ化亜鉛、フルオロケイ酸亜鉛、およびサリチル酸亜鉛が挙げられるがそれらには限定されない。繰り返すが、いずれかの酸化性の化学薬品、例えば塩素誘導体が、固化マトリックスまたは固体組成物中で、好ましくは糖から隔離される。

使用溶液中の亜鉛イオンに対するアルミニウムイオンの比率を制御することが、どちらかの成分単独での使用に比べて、腐食および／またはガラス器とセラミックのエッチングを低減させる。一般に、使用溶液中の亜鉛イオンに対するアルミニウムイオンの質量比率は、少なくとも約６：１の範囲であることができ、約１：２０未満であることができ、そして約２：１〜約１：１５の範囲であることができる。

アルカリ金属ケイ酸塩またはそれらの水和物の有効量を、金属保護能力を有する安定な固体洗浄剤組成物を形成するために用いることができる。例えば、典型的なアルカリ金属ケイ酸塩は、粉末化された、粒子状または顆粒状ケイ酸塩であり、無水物であるか、または好ましくは水和水（約５質量％〜約２５質量％、または約１５質量％〜約２０質量％の水和水）を含むもののいずれかである。これらのケイ酸塩は、好ましくはケイ酸ナトリウムであり、そしてそれぞれ約１：１〜約１：５のＮａ_２Ｏ：ＳｉＯ_２比を有し、そして典型的には約５質量％〜約２５質量％の量で利用可能な水を含んでいる。一般に、ケイ酸塩は、約１：１〜約１：３．７５、約１：１．５〜約１：３．７５、または約１：１．５〜約１：２．５のＮａ_２Ｏ：ＳｉＯ_２の比率を有している。約１：２のＮａ_２Ｏ：ＳｉＯ_２の比率、および約１６質量％〜約２２質量％の水和水のケイ酸塩が最も好ましい。例えば、そのようなケイ酸塩は、PQ Corporation（Valley Forge、ペンシルベニア州）から、GD Silicateとして粉末の形態で、そしてBritesil H- 20として顆粒の形態で、入手可能である。これらの比率は、単一のケイ酸塩組成物または、組み合わせで好ましい比率をもたらすケイ酸塩の組み合わせで得ることができる。好ましい比率の水和されたケイ酸塩（約１：１．５〜約１：２．５のＮａ_２Ｏ：ＳｉＯ_２の比率）が、最適な金属保護を与え、そして迅速に固体洗浄剤を形成することが見出された。水和されたケイ酸塩が好ましい。

ケイ酸塩は、固体洗浄剤組成物中に、金属保護を与えるように含まれることができるが、しかしながら更にアルカリ性および抗再堆積剤としての付加的な機能を与えることが知られている。例示的なケイ酸塩としては、ケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムが挙げられるがそれらには限定されない。固体洗浄剤組成物は、ケイ酸塩なしで与えることができるが、しかしながらケイ酸塩が含まれる場合には、それらは所望の金属保護を与える量で含むことができる。本濃縮物は、ケイ酸塩を、少なくとも約１質量％、少なくとも約５質量％、少なくとも約１０質量％、そして少なくとも約１５質量％で含むことができる。更に、本濃縮物中に他の成分のための十分な余地を与えるために、ケイ酸塩成分は、約３５質量％未満、約２５質量％未満、約２０質量％未満、および約１５質量％未満で与えることができる。

＜香料および染料＞
種々の染料、着臭剤、例えば香料（odorants）、および他の審美性向上剤を、本組成物中に所望により含むことができる。本組成物の外観を変えるために含むことができる好適な染料としては、Mac Dye-Chem Industries（Ahmedabad、インディアナ州）から入手可能なDirect Blue 86, available from；Mobay Chemical Corporation（Pittsburgh、ペンシルべニア州）から入手可能な Fastusol Blue；American Cyanamid Company（Wayne、ニュージャージー州）から入手可能な Acid Orange 7；Sandoz（Princeton、ニュージャージー州）から入手可能な Basic Violet 10およびSandolan Blue/Acid Blue 182；Chemos GmbH（Regenstauf、独国）から入手可能なAcid Yellow 23；Sigma Chemical（St. Louis、ミズーリ州）から入手可能な Acid Yellow 17；Keyston Analine and Chemical（Chicago、イリノイ州）から入手可能なSap GreenおよびMetanil Yellow；Emerald Hilton Davis, LLC（Cincinnati、オハイオ州）から入手可能なAcid Blue 9；Capitol Color and Chemical Company（Newark、ニュージャージー州）から入手可能な Hisol Fast RedおよびFluorescein；ならびにAcid Green 25（Ciba Specialty Chemicals Corporation、Greenboro、ノースカロライナ州）が挙げられるがそれらには限定されない。

本組成物中に含むことができる香料（Fragrances）または香料（perfumes）としては、テルペノイド、例えばシトロネロール、アルデヒド、例えばアミルシンナムアルデヒド、ジャスミン、例えばＣ１Ｓ−ジャスミンまたはジャスマル、およびバニリンが挙げられるがそれらには限定されない。

＜増粘剤＞
固体洗浄剤組成物は、所望によりレオロジー調整剤または増粘剤を含むことができる。レオロジー調整剤は、本組成物の粘度を増加し、スプレーノズルを通して分配した時に、液体使用溶液の粒子径を増大させることができ、表面に垂直に貼り付く使用溶液を与え、使用溶液内に粒子懸濁液を与え、または使用溶液の蒸発速度を低下させる。

レオロジー調製剤は、擬似塑性である使用溶液を与えることができ、言い換えると、使用溶液または材料は、乱されなければ（せん断モードでは）高粘度のままである。しかしながら、せん断を加えられると、この材料の粘度は実質的に、しかしながら可逆的に低下する。せん断作用が取り除かれた後に、粘度は戻る。このような性質は、この材料のスプレーヘッドを通した適用を可能にする。ノズルを通してスプレーした場合には、この材料は、圧力の影響の下で供給チューブからスプレーヘッド中に引きこまれるときにせん断を加えられ、そしてポンプ式の噴霧器中でポンプの作用によってせん断を加えられる。いずれの場合にも、この材料を汚れた表面に適用するため用いられるスプレー装置を用いて、材料の実質的な量を適用することができるような程度にまで、粘度を低下することができる。しかしながら、この材料が汚れた表面上に一旦留まったら、この材料は、この材料が汚れの場所に留まったままであることを確実にするために高粘度を回復することができる。好ましくは、この材料は、表面に適用されて、この材料の実質的なコーティングをもたらし、これが硬化された、もしくは焼け付いた汚れを浮かし、そして除去することをもたらすのに十分な濃度の洗浄成分を与えることができる。垂直または傾斜した表面上の汚れに接触していても、増粘剤は、洗浄剤の他の成分とともに、重力の影響の下でのこの材料の滴下、垂れ下がり、落下または他の動きを最小化する。この材料は、この材料の粘度が、この材料の膜の実質的な量と汚れとの間の接触が、少なくとも１分間、特には５分間以上維持されるのに十分なように配合されなければならない。

好適な増粘剤またはレオロジー調整剤の例としては、ポリマーあるいは植物もしくは動物源から誘導された天然ポリマーまたはゴムが挙げられるがそれらには限定されないポリマー増粘剤がある。そのような材料は、多糖、例えば、実質的に増粘能力を有する高分子の多糖分子であることができる。また、増粘剤またはレオロジー調整剤としては粘土が挙げられる。

実質的に可溶性のポリマー増粘剤を、使用組成物に、増大した粘度または増大した伝導度を与えるために用いることができる。ポリマー増粘剤の例としては、カルボキシル化ビニルポリマー、例えばポリアクリル酸およびそれらのナトリウム塩、エトキシル化セルロース、ポリアクリルアミド増粘剤、架橋キサンタン組成物、アルギン酸ナトリウムおよびアルギン製品、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ならびに水溶性のいずれかの実質的な比率を有する他の同様の水性増粘剤が挙げられるがそれらには限定されない。商業的に入手可能な増粘剤の例としては、Rohm & Haas Company（Philadelphia、ペンシルベニア）から入手可能なAcusol、およびB.F. Goodrich（Charlotte、ノースカロライナ州）から入手可能なCarbopolが挙げられるがそれらには限定されない。

また、好適なポリマー増粘剤の例としては、多糖が挙げられるがそれらには限定されない。好適な商業的に入手可能な多糖の例としては、Merck（San Diego、カリフォルニア州）のKelco部門から入手可能なDiutanが挙げられるがそれらには限定されない。固体洗浄剤組成物中に用いられる増粘剤としては、ポリビニルアルコール増粘剤、例えば完全に加水分解されたもの（９８．５モル超のアセテートが−ＯＨ基で置換されている）
が更に挙げられる。

特に好適な多糖の例としてはキサンタンが挙げられるがそれらには限定されない。そのようなキサンタンポリマーは、その高い水溶性、および大きな増粘力のために好ましい。キサンタンは、氷核活性細菌（xanthomonas campestras）の細胞外多糖である。好ましいキサンタン材料としては、架橋キサンタン材料が挙げられる。キサンタンポリマーは、高分子量の多糖分子のヒドロキシル基と反応性の、種々の既知の共有反応性架橋剤で架橋することができ、そしてまた、二価、三価もしくは他価の金属イオンを用いて架橋することができる。そのような架橋キサンタンゲルが、米国特許第4,782,901号中に開示されており、これを参照することによって本明細書の内容とする。キサンタン材料のための好適な架橋剤としては、金属カチオン、Ａｌ^＋３、Ｆｅ^＋３、Ｓｂ^＋３、Ｚｒ^＋４および他の遷移金属が挙げられるがそれらには限定されない。好適な商業的に入手可能なキサンタンの例としては、Merck（San Diego、カリフォルニア州）のKelco部門から入手可能なKELTROL（商標）、KELZAN（商標） AR、KELZAN（商標） D35, KELZAN（商標） S,KELZAN（商標） XZが挙げられるがそれらには限定されない。また既知の有機架橋剤も用いることができる。好ましい架橋キサンタンとしては、KELZAN（商標） ARがあり、これは疑似塑性使用溶液を与え、それがスプレーされた時に、大きな粒子径のミストまたはエーロゾルを生成することができる。

＜製造および使用方法＞
開示した固体洗浄剤組成物は、洗浄用途において有用である。そのような用途としては、機械的および手動の器物洗浄、予浸、洗濯ならびに布帛の洗浄と脱染、カーペットの洗浄と脱染、車両洗浄および手入れ用途、表面洗浄と脱染、台所および浴室の洗浄と脱染、床の洗浄と脱染、現場洗浄用途、一般用途の洗浄と脱染、工業用または家庭用洗浄剤、ならびに防除剤が挙げられる。

一般に、本開示の固化マトリックスを用いた固体洗浄剤組成物は、糖、炭酸塩、水およびいずれかの付加的な機能性成分を組み合わせることによって、そしてこれらの成分が相互作用し、そして固化するのを可能にすることによって、生成することができる。

いくつかの態様では、水と糖の相対的な量は、組成物内で調整することができる。固化マトリックスと付加的な機能性成分は、炭酸塩と水との化学反応のために、固体の形態に固化される。この固化プロセスは、形成された、または注型組成物の大きさ、本組成物の成分、および本組成物の温度が挙げられるがそれらには限定されない因子に応じて、数分間〜約６時間継続することができる。

固化マトリックスを用いて形成された固体洗浄剤組成物は、バッチまたは連続混合システムを用いて製造される。例示的な態様では、単軸または二軸スクリュー押出機が、１種もしくは２種以上の洗浄剤を、組み合わせて、そして混合して、高せん断で均一な混合物を形成するために用いられる。いくつかの態様では、処理温度は、これらの成分の溶融温度以下である。処理された混合物は、混合機から、成形、圧縮、注型または他の好適な手段によって分配することができ、そこでこの洗浄剤組成物は固体の形態に固化する。マトリックスの構造は、その硬度、融点、物質分布、結晶構造および当技術分野で知られている方法による他の同様の性質によって特徴付けることができる。通常は、本開示の方法によって処理された固体洗浄剤組成物は、その塊を通した、各成分の分布に関して実質的に均一であり、そして寸法的に安定している。

特に、成形プロセスでは、液体および固体成分は、最終混合系に導入され、そしてそれらの成分が実質的に均一な半固体の混合物を形成するまで連続的に混合され、その中では、それらの成分は、その塊を通して分配される。例示的な態様では、これらの成分は、混合系中で、少なくとも約５秒間混合される。次いで、この混合物は、混合系から、ダイ、プレスまたは他の成型手段、中に、もしくは、を通して、排出される。次いで製品が包装される。例示的な態様では、成型された組成物は、約１分間〜約３時間、約１分間〜約２時間、または約１分間〜約２０分間で、固体形態に固化され始める。

特に、注型プロセスにおいては、液体および固体成分は、最終混合系中に導入され、そしてそれらの成分が実質的に均一な液体混合物を形成するまで連続的に混合され、その中でそれらの成分はその塊の全体に亘って分配される。例示的な態様では、それらの成分は、混合系中で、少なくとも約６０秒間混合される。混合が終了すると、製品は包装容器へと移され、そこで固化が起こる。例示的な態様では、注型組成物は、約１分間〜約３時間、約１分間〜約２時間、または約１分間〜約２０分間で、固体へと固化を始める。

用語「固体ブロック形態」は、固化された組成物が流動せず、そして中程度の応力または圧力または単なる重力の下で実質的にその形状を保持することを意味している。固体注型組成物の硬度の程度は、比較的に密で堅い溶融固体製品、例えばコンクリート様の、から、硬化されたペーストのようであると特徴付けられる粘稠度（consistency）までの範囲であることができる。更に、用語「固体」は、固体洗浄剤組成物の貯蔵および使用の予想される条件下での、洗浄剤組成物の状態を表している。一般に、本洗浄剤組成物は、約１００°Ｆ以下、そして特には約１２０°Ｆ超の温度に暴露された場合に固体形態を保持することが予想される。

結果として得られる固体洗浄剤組成物は、注型固体製品；押出、注型もしくは成型固体ペレット、ブロック、錠剤、粉末、顆粒、フレーク、が挙げられるがそれらには限定されない形態をとることができ；あるいは、成型された固体は、その後に粉末、顆粒もしくはフレークへと粉砕または成型することができる。例示的な態様では、固化マトリックスによって成型された押出ペレット材料は、約５０グラム〜約２５０グラムの範囲の質量を有しており、固化マトリックスによって形成された押し出された固体は、約１００グラム以上の質量を有しており、そして固化マトリックスによって形成された固体ブロック洗浄剤は、約１〜約１０キログラムの範囲の質量を有している。固体組成物は、機能性材料の安定化された供給源を与える。いくつかの態様では、固体組成物は、例えば水性もしくは他の媒質中に溶解することができ、濃縮されたおよび／または使用溶液を生成する。この溶液は、後の使用および／または希釈のために貯蔵容器に送るか、または使用の場所に直接に適用することができる。

特定の態様では、固体洗浄剤組成物は、単位用量の形態で提供される。単位用量は、全部の単位が単一の洗浄サイクルの間に用いられるような大きさに作られた固体洗浄剤組成物を表している。固体洗浄剤組成物が単位用量で提供された場合には、それは典型的には、約１グラム〜約５０グラムの大きさを有する、注型固体、押出ペレット、錠剤、または包装された粉末として与えられる。

他の態様では、固体洗浄剤組成物は、多重使用固体、例えばブロックもしくは複数のペレットの形態で提供され、そして複数の洗浄サイクルに亘って水性洗浄剤組成物を生成するために繰り返し使用することができる。特定の態様では、固体洗浄剤組成物は、約５グラム〜約１０キログラムの質量を有する注型固体、押出ブロック、または錠剤として提供される。特定の態様では、固体洗浄剤組成物の多重使用の形態は、約１キログラム〜約１０キログラム、約５キログラム〜約８キログラム、約５グラム〜約１キログラム、または約５グラム〜約５００グラムの質量を有している。

洗浄剤組成物が、固体製品に形成されているとして議論してきたが、洗浄剤組成物はまた、ペーストの形態でも提供することができる。本濃縮物が、ペーストの形態で提供される場合には、洗浄剤組成物の完全な固化を妨げるように、十分な水が洗浄剤組成物に加えられる。更に、分散剤および他の成分を、成分の所望の分散を維持するために、洗浄剤組成物中に混合することができる。

例１−ブロック安定性
例１では、表１中に示した幾つかの組成物の安定性および膨潤性を測定した。

予備混合物を調製した。次いで、固体予備混合物および界面活性剤予備混合物を、均一になるまで一緒に混ぜた。次いで、液体予備混合物を、混合した固体および界面活性剤予備混合物へと加え、均一になるまで混合した。この組成物が混合された後に、それぞれの組成物５０グラムを、４４．４ｍｍの円形ダイ中に注入した。ダイ中に入ると、この組成物に、１０００ｐｓｉで２０秒間圧力をかけた。錠剤を、１２２°Ｆで、１日間または４日間のいずれかの期間に亘って貯蔵した。この貯蔵時間が経過した後に、錠剤を貯蔵から取り出し、そしてそれぞれの錠剤の直径および厚さを測定した。それぞれの錠剤について、結果としてもたらされる膨潤のパーセントを、表２中に示した。

表２には、１２２°Ｆでの貯蔵期間に亘って、大抵の錠剤が４日間以内、そして幾らかは貯蔵の２４時間以内に、少なくとも３パーセントの増加指数関数（exponential）で膨潤した。このことは、容認できない成長指数関数であると考えられ、そして従ってこれらの配合と組み合わせられた糖は、炭酸塩水和物固体の膨潤を防がない。

例２−糖アルコールブロックの安定性
例２では、六炭糖アルコールおよび三炭糖アルコールの安定性を比較した。これらの組成物を、表３中に示した。

予備混合物を、個々に調製した。次いで、固体および界面活性剤予備混合物を組み合わせ、そして均一になるまで混合した。次いで、液体予備混合物を加え、そして均一になるまで混合した。混合したら、５０グラムの組成物を４４．４ｍｍの円形ダイ中に注入した。ダイ中に入ると、錠剤に１０００ｐｓｉで、２０秒間圧力をかけた。圧力をかけた後に、錠剤の直径および厚さを測定した。次いで、これらの錠剤を、１２２°Ｆの温度で貯蔵した。２４時間後に、直径および厚さを再度測定した。次いで、錠剤を１２２°Ｆで１週間貯蔵した。１週間後に、VWRによって供給されたデジタル式ノギスを用いて、直径および厚さを再度測定した。結果を、表４中に示した。

表４には、２４時間後には、１つの錠剤も３パーセントの成長指数関数まで膨潤してはいないが、しかしながら１週間後には、対照配合と三炭糖アルコール配合の両方が、両方とも３パーセント超の成長指数関数まで膨潤していることを示している。この結果は、糖なしで作られた錠剤は、３個の炭素だけの糖アルコールで作られた錠剤と同様に膨潤することを証明している。また、この結果は、六炭糖アルコールで作られた錠剤は、１２２°Ｆで１週間後に膨潤しないことを示している。

例３−スクロースあり、およびなしの固体ブロックの安定性
例３では、スクロースあり、およびなしの固体ブロックの安定性を比較した。表５に、対照組成物（スクロースなし）およびスクロース組成物の配合を示した。

予備混合物を、個々に調製した。次いで、固体および界面活性剤予備混合物を組み合わせて、そして均一になるまで混合した。次いで、液体予備混合物を加え、そして均一になるまで混合した。混合したら、５０グラムの組成物を４４．４ｍｍの円形ダイ中に注入した。ダイ中に入ると、それぞれの配合について合計で３つの錠剤について、この組成物を１０００ｐｓｉで、２０秒間圧力をかけた。圧力をかけた後に、それぞれの錠剤の直径および厚さを測定した。それぞれの周囲温度、１００°Ｆおよび１２２°Ｆで、１つの錠剤を貯蔵した。２４時間後に、直径および厚さを、VWRによって供給されたデジタル式ノギスを用いて、直径および厚さを再度測定した。結果を、表６中に示した。

これらの結果は、１２２°Ｆで２４時間の後に、糖なしで作った配合は、配合中にスクロースを含んで作った錠剤に比べて、膨潤することを示している。また、表６は、周囲温度では、膨潤の速度は遅く、そしてこれらの錠剤は、表６中に示された負の成長によって証明されているように収縮してさえいる可能性があることを示している。

上記の明細書、例およびデータは、本開示の組成物の製造および使用の完全な説明を与えている。本開示の多くの態様を、本開示の精神および範囲を逸脱すること案出することができるので、本発明は、特許請求の範囲に帰する。

本発明は以下の態様を含んでいる。
（１）（ａ）単糖、二糖、糖アルコールおよびそれらの混合物からなる群から選ばれた糖、
（ｂ）炭酸塩、および
（ｃ）水、
を含んでなる固化マトリックスであって、該固化マトリックスは水和塩であり、１２０°Ｆの温度に加熱された場合に、該固化マトリックスが、寸法的に安定しており、３％未満の成長指数を有している、固化マトリックス。
（２）約０．１〜約２０質量％の糖を含む、（１）記載の固化マトリックス。
（３）約５０〜約９５質量％の炭酸塩を含む、（１）または（２）記載の固化マトリックス。
（４）約５〜約５０質量％の水を含む、（１）〜（３）のいずれか１項記載の固化マトリックス。

（５）前記糖が、スクロースである、（１）〜（４）のいずれか１項記載の固化マトリックス。
（６）前記炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた、（１）〜（５）のいずれか１項記載の固化マトリックス。
（７）前記マトリックスが、リンを実質的に含まない、（１）〜（６）のいずれか１項記載の固化マトリックス。
（８）前記マトリックスが、リンを含まない、（１）〜（７）のいずれか１項記載の固化マトリックス。

（９）（ａ）約０．０５〜約２０質量％の、単糖、二糖、糖アルコールおよびそれらの混合物からなる群から選ばれた糖、
（ｂ）約２０〜約９５質量％の炭酸塩、ならびに、
（ｃ）約５〜約５０質量％の水、
を含んでなる固体洗浄剤組成物であって、１２０°Ｆの温度に加熱された場合に、該組成物が寸法的に安定であり、３％未満の成長指数を有する、固体洗浄剤組成物。
（１０）前記糖が、スクロースである、（９）記載の組成物。
（１１）前記炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた、（９）または（１０）記載の組成物。

（１２）該組成物が、キレート化剤、金属イオン封鎖剤、アルカリ性源、すすぎ助剤、漂白剤、抗微生物剤、消泡剤、抗再堆積剤、蛍光増白剤、染料、着臭剤、酵素、腐食防止剤、分散剤、乳化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた機能性成分を更に含む、（９）〜（１１）のいずれか１項記載の組成物。
（１３）前記組成物が、リンを本質的に含まない、（９）〜（１２）のいずれか１項記載の組成物。
（１４）前記組成物が、リンを含まない、（９）〜（１２）のいずれか１項記載の組成物。

（１５）組成物を固化する方法であって、
（ａ）以下のｉ）〜ｉｉｉ）を含む固化マトリックスを混合する工程、
ｉ）単糖、二糖、糖アルコール、とそれらの混合物とからなる群から選ばれた糖、
ｉｉ）炭酸塩、および
ｉｉｉ）水、ならびに
（ｂ）該固化マトリックスを組成物に加えて、固化した材料を形成する工程、
を含んでなる方法であって、
１２０°Ｆの温度に付した場合に、該組成物は寸法的に安定であり、かつ約３％未満の成長指数を有している、
方法。

（１６）前記材料を、包装容器中に注型する工程を更に含む、（１５）記載の方法。
（１７）前記材料を、ペーストに形成する工程を更に含む、（１５）または（１６）記載の方法。
（１８）前記材料を、ブロックに形成する工程を更に含む、（１５）〜（１７）のいずれか１項記載の方法。
（１９）前記組成物が、１分間〜約２時間以内に固化する、（１５）〜（１８）のいずれか１項記載の方法。

Claims (9)

1. （ａ）単糖、二糖、糖アルコールおよびそれらの混合物からなる群から選ばれた糖、
   （ｂ）７０〜９５質量％の炭酸塩、
   （ｃ）水、ならびに
   （ｄ）金属イオン封鎖剤、ビルダー、水質調整剤、漂白剤、充填剤、消泡剤、抗再堆積剤、安定剤、分散剤、酵素、腐食防止剤、香料、染料、増粘剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた１種もしくは２種以上の機能性成分、
   を含んでなる固化マトリックスであって、該固化マトリックスは水和塩であり、該固化マトリックスはリンを含まず、１２２°Ｆの温度に２４時間加熱された場合に、該固化マトリックスが、寸法的に安定しており、３％未満の成長指数を有している、固化マトリックス。
2. ０．１〜２０質量％の糖を含む、請求項１記載の固化マトリックス。
3. ５〜５０質量％の水を含む、請求項１記載の固化マトリックス。
4. 前記糖が、スクロースである、請求項１記載の固化マトリックス。
5. 前記炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた、請求項１記載の固化マトリックス。
6. （ａ）０．０５〜２０質量％の、単糖、二糖、糖アルコールおよびそれらの混合物からなる群から選ばれた糖、
   （ｂ）７０〜９０質量％の炭酸塩、
   （ｃ）５〜２５質量％の水、ならびに、
   （ｄ）界面活性剤、
   を含んでなる固体洗浄剤組成物であって、該組成物はリンを含まず、かつ１２２°Ｆの温度に２４時間加熱された場合に、該組成物が寸法的に安定であり、３％未満の成長指数を有している、固体洗浄剤組成物。
7. 前記糖が、スクロースである、請求項６記載の組成物。
8. 前記炭酸塩が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた、請求項６記載の組成物。
9. 該組成物が、キレート化剤、金属イオン封鎖剤、アルカリ性源、すすぎ助剤、漂白剤、抗微生物剤、消泡剤、抗再堆積剤、蛍光増白剤、染料、着臭剤、酵素、腐食防止剤、分散剤、乳化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれた機能性成分を更に含む、請求項６記載の組成物。