JPH02501488A - 自動皿洗い機用液体洗剤の物理的安定性の改良 - Google Patents

自動皿洗い機用液体洗剤の物理的安定性の改良

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JPH02501488A
JPH02501488A JP63509081A JP50908188A JPH02501488A JP H02501488 A JPH02501488 A JP H02501488A JP 63509081 A JP63509081 A JP 63509081A JP 50908188 A JP50908188 A JP 50908188A JP H02501488 A JPH02501488 A JP H02501488A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動皿洗い機用液体洗剤の物理的安定性の改良産業上の利用分野 本発明は皿、グラス等から汚れを洗浄するのに有用な液体又はゲル状の自動皿洗 い搬用洗剤(automatic dishwasb−ing deterre nts)に係る。より特定的には、本発明はこのような組成物のケイ酸塩含有量 を比較的高いレベルにして、組成物の物理的安定性を増強するものである。
発明の背景 自動皿洗い機用液体洗剤は、その導入以来消費者によってますます受け入れられ てきている。消費者は粉末の自動皿洗い搬用洗剤よりも液体の自動皿洗い搬用洗 剤(LADD)のほうが使用し易いと考えている。液体又はゲル製品の物理的安 定性は消費者を全面的に満足させるために不可欠である。
市販されている殆どの自動皿洗い機は粉末状洗剤を分配するように設計され且つ 低粘度の液体洗剤を保持するには不適なディスペンサーを備えているので、この ような自動皿洗い徴用の液体^DDを調合することは困難である。比較的高粘度 の液体洗剤(≧1500eps)はディスペンサーに保持し得るが、皿洗い機の ディスペンサーカップは非水密性であるため、サイクル(予備すすぎ及び予備洗 浄)中に水が浸透すると液体洗剤が希釈され、カップから漏れる可能性がある。
約2500cpsよりも高い粘度を有する液体は、水で部分的に希釈した後でも ディスペンサー内に保持され得るが、ディスペンサーカップに投入するには不都 合である。あるいは、約2000cpsに剪断減粘後、静止中に高粘度に戻るこ とが可能な比較的高粘度のチキソトロープ系が好適である。
このような系は容器から容易に分配することができ、消費者が使用し易い、該系 は更に、主洗浄サイクルの開始時にカップが開くまでディスペンサー内に留まる に十分な粘度及び降伏点を備えている必要がある。
好適組成物は一般にビンガム塑性、従って比較的高い降伏値を有するゲル粘稠性 を示すものである。従って、流動を開始し又は流動性を増加するためには一定の 剪断力が必要である。この力は自動皿洗い機の撹拌下のディスペンサーカップ内 に存在する。これらの条件下で、組成物は迅速に流動化し、容易に分散される。
剪断力が中断すると、流体組成物は元の粘稠性に極めて近い高粘度のビンガム塑 性状態に迅速に戻る。
Brookfield LVT粘度計を使用してこのような系の粘度を正確に測 定しようとする試みは失敗に終わった。これらの生成物はチキソトロピー性が高 いため、粘度計での読取値は大幅に変動した。更に、同一バッチ内で測定位置に より結果に著しい差があった。
Rheo+*at 108粘度計を使用すると優れたデータの再現性が得られる 。#2スピンドルを使用して、355s−’の剪断速度で6分後に粘度読取値( μ、)を得た。 355s−’の剪断速度で6分後、剪断速度を17.7s−’ に設定したまま測定器を5秒間停止した。剪断を再開し、10秒後に第2の粘度 読取値(112)を得た。更に6分後に最終粘度読取値(+13)を得た(17 .7s−’)。
本発明のケイ酸塩含有量の高い調合物の典型的な粘度範囲は、ド、 = 180 〜230.1J2=1400〜2000.、、=1500〜2100である。安 定性がまず第1に重要である。即ち、長時間経過後に顕著な相分離又は漏れの兆 候が現れてはならない。
従来提供されている適当な特性を有する液体又はゲル形態の自動皿洗い徴用組成 物で完全に満足できるものはなかった。一般に、自動皿洗い搬用洗剤は(1)ト リポリリン酸ナトリウム(NaTPP)、(2)有効な洗浄力に必要なアルカリ 性度を与え且つ上質陶器の釉及び図柄を保護するためのケイ酸ナトリウム、(3 )アルカリ性度を増大するための炭酸ナトリウム、(4)塩素放出剤、及び(5 )皿洗い機の効率を増強し且つ洗浄力を供給するための消泡剤(deforme r)及び/又は界面活性剤を含有することが好ましいとされている。家庭用皿洗 い搬用として有効なゲル形態でこれらの成分を組み合わせることは困難である0 次亜塩素酸塩は他の化学的に活性な成分と反応する傾向があるので、これらの組 成物には次亜塩素酸塩を配合しないことが多い、米国特許第4115308号は 、懸濁剤、無機塩、界面活性剤及び消泡剤を含有する自動皿洗い搬用チキソトロ ープ性ペーストを開示している。米国特許第4147650号は場合によって漂 白剤を含む、米国特許第3985668号は研磨性クレンザ−について記載して いる。英国特許出願公開第2118199.2140450及び2185037 号は、チキソトロープ性ゲル型楕遣を有する自動皿洗い機用組成物を開示してい る。
英国特許出願公開第2176495号は、英国特許出願公開第2118199号 及び同2140450号に類似しているが、多価金属ステアリン酸塩の配合によ る物理的安定性の改良を開示している。
洗浄よりも物理的安定を得ることを特徴とする特殊な安定剤を使用することなく 、ディスペンサーカップから漏れない程度に十分高い粘度を有しており、容器か ら容易に分配できるように十分な剪断減粘′1を有しており、良好な溶解度、良 好な洗浄特性、比較的低コストで長期間の貯蔵寿命の良好な消費者受容性を備え た適当な組成物は、いまだに満足な形では提供されていない。
従って、本発明の目的は物理的安定剤の必要を最小限にとどめながら、改良され た物理的安定性及び流動性と共にチキソトロープ特性を有する液体又はゲル^D D組成物を提供することである。
Hの;1f8 広義には、本発明はチキントロープ特性を有する通常はゲル状の自動皿洗い徴用 水性洗剤組成物を提供するものである。該組成物は、 (a)15〜17重量%のアルカリ金属トリポリリン酸塩、(b)12〜18重 量%のアルカリ金属ケイ酸塩。
(c)2〜7重量%のアルカリ金属炭酸塩、(d)0.1〜5重量%の洗剤活性 物質、(e)0.1〜5重量%のリン酸エステル消泡剤、(f)約0.2〜4重 量%の有効塩素量を与える量の塩素漂白剤化合物、 (g)少なくとも5.0のチキソトロープ指数−3/Il+を組成物に与えるの に十分な量の0.8〜5重量%のチキソトロープ性増粘剤、 (h)0〜3重量%の水酸化ナトリウム、(i)0〜2重量%の助剤、及び (j)残余の水 を含有する。
本発明によると、LADD組成物は自動皿洗い機のディスペンシングカップに容 易に注入することができ、例えば皿洗い機からの散水により再び剪断力が加えら れるまでディスペンシングカップ内に確実に留まるように、通常のゲル様状態ま で迅速に粘度が増大する。
一般に、自動皿洗い機用洗剤の有効性は(a)有効塩素量レベル、(b)アルカ リ性度、(c)洗浄媒体中の溶解度、及び(d)抑泡に関係する。好ましくは^ DDM成物のpFlは少なくとも約9.5、より好ましくは約10.5〜13. 5、より好ましくは少なくとも約11,5である。pl+をこれらの範囲にし、 流動性を増加し、所定のリン酸エステルを中和するためにはしばしばNaORを 加える必要がある。所望のpHレベルを維持するためには炭Fi塩を配合すると よいが、不安定にならないようにするために過剰の炭酸塩を使用することは避け るべきである。場合によってはケイ酸ナトリウムにより十分なアルカリ性度が提 供され得ることに留意されたい。
組成物中のアルカリ金属トリポリリン酸塩の量は約15〜17重量%、好ましく は約15.5〜16.5重量%である0組成物は、次亜塩素酸ナトリウム及び他 の塩素漂白剤化合物を分解又は不活化する傾向のある重金属を含有しないことが 好ましい、好ましくは、トリポリリン酸ナトリウム(tLaTPP)が使用され る。 NaTPPは約1未満の平均水和度を有するべきである。約0.3〜1% の平均含水率に予備湿潤化(pre−mois−turization)するこ とが最も有効であり、こうすると残りのNaTPPの水和及び可溶化を促進する ことができる。 NaTPPは平均約1重量%の水を含有している。 NaTP P・6水和物のみを使用するならば、洗剤生成物はチキソトロープ性を有すると しても僅かである。予備湿潤化したNaTPPのみを特定のレベルで使用するな らば、好適な流動性が得られる。
泡は機械の効率を妨げる。泡は主発泡成分である洗剤活性物質のタイプ及び量を 適当に選択することにより十分に減少させることができるが、一般に象塩素漂白 剤に安定な消泡剤又は抑泡剤(foam 1nhibitor)を配合すると好 適であのアルキルリン酸エステルの抑泡剤が有効である。これらのエステルはB ASF−Wyandoteから入手し得る。 0eeidentialPetr oleu醜から入手可能な次式:のアルキル酸性リン酸エステル(alkyl  acid phosphateesters)が好適である。これらのエステル において、R基の一方又は両方は独立してCl2−2゜のアルキル基であり得る 。
リン酸塩とリン酸エステルの混合物、並びに同−型のモノ−及びジ−エステルの 混合物を使用し得る。 0ccidentalから入手し得るモノ対ジステアリ ルの比が2=1のモノステアリル/ジステアリル酸性リン酸エステルのようなモ ノ−及びジーC1@−1@のアルキル酸性リン酸エステルの混合物が好適である 0組成物中の消泡剤の量は0.1〜5重量%、好ましくは約0.1〜0.5重量 %である。
はとんどの無機塩素漂白剤化合物を本発明の組成物中で使用することができ、例 えば塩素化リン酸三ナトリウム、アルカリ又はアルカリ土類金属次亜塩素酸塩が この例であり、特に次亜塩素酸ナトリウムが好適である。ジクロロインシアヌル 酸ナトリウムは組成物を不安定にすることが判明した6組成物は典型的には、例 えばヨウ素滴定により決定した有効塩素量が約0.5〜3.0重量%となるよう な十分な塩素漂白剤化合物を含有している。約0.8〜1.6重量%の有効塩素 量が特に好適である。
アルカリ性度を与えると共に上質陶器の釉薬のような硬質表面を保護するアルカ リ金属ケイ酸塩は組成物巾約12.0〜18.0重量%、好ましくは約15重量 %使用する。ケイ酸塩は好ましくはケイ酸ナトリウムであり、一般に、好ましく は約1:2.2〜1:2.8、好ましくは1:2.4のNa2O:5i02比を 有する水溶液として加えられる。ケイ酸塩の量を約18%以上にすることは可能 であるが、その場合、リン酸塩の添加中に粘度が増加するため、従来の混合方法 では処理し難くなる。
NaOH1次亜塩素酸ナトリウム及び消泡剤を使用する場合、これらの成分は水 性分散液又は水溶液として添加する。
洗剤活性物質又は界面活性剤は塩素漂白剤、特に次亜塩素酸塩漂白剤の存在下で 安定でなければならず、またアニオン性であることが好ましい、これらの界面活 性剤の使用量は約0.1〜3%、好ましくは約0.6〜2.0%、より好ましく は約0.3〜0.6%である。好適な界面活性剤はモノ−又はジ−アルキルジフ ェニルオキシドのアルカリ金属硫酸塩である。
これらの界面活性剤ハD011FAX 3B−2及びDOMFAX 2A−1ト Lテ分野で周知であり、例えば米国特許第3985668.4271030及び 英国特許出願公開第2176495号に記載されている。界面活性剤は当然のこ とながら組成物の他の成分と適合性がなくてはならない、他の適当な界面活性剤 としては、アルキル硫酸塩、スルホン酸塩及びアルキルアリールスルホン酸塩等 がある。
チキソトロープ性増粘剤又は懸濁剤は、媒体にチキソトロープ性を与える物質で ある。これらの物質はこの分野で周知であり、有機物質でも無機物質でもよく、 水溶性、水分散性又はコロイド形成性であり、モノマー又はポリマーであり得る 。増粘剤は組成物中で安定でなければならず、例えば高アルカリ性度及び塩素漂 白剤化合物に対して安定でなければならない、好適な増粘剤の具体例は、スメク タイト(smeetite)及び/又はアタパルジャイト型の無機コロイド形成 性のクレーである0組成物中におけるスメクタイト及びアタパルジャイト型のク レーの量は約0.5〜5重量%、好ましくは1.5〜3.0重量%であり、これ らの量は一般に、本明細書中に開示される割合の成分と共に使用した場合に所望 のチキソトロープ性を達成するに十分な量である。
スメクタイトクレーが特に好適であり、その具体例はモンモリロナイト(ベント ナイト)、ヘクトリット等である。
この型の材料はII;eorgia Kaolinから商品名Korthix、 5outhern C1ay Produetから商品名Ce1white C P、H等として市販されている。Cle1white及びKorthixのいず れもモンモリロナイトクレーである。アクパルジャイトクレーの具体例はEng lehard Minerals and Chemicals Corpor ationから商品名^ttagel 40、^ttaBel 50及び^tt agel 150として市販されている材料である。アタパルジャイトクレーを 単独で使用するとエージング後に適正なチキソトロープ性を維持することが困難 になるので、このような使用は避けるべきである。約4:1の重量比のスメクタ イト及びアクパルジャイト型の混合物が有用である。このタイプの増粘剤又は懸 濁剤はこの分野で周知である。
組成物の含水量は適正な流動性となるように調節しなければならない、この量は 通常約50〜65重量%である。
本発明の自動皿洗い徴用調合物の利点の1つは、特殊な安定剤を必要とせずに所 望のチキソトロープ性及び物理的安定性が得られるという点にある。それどころ か、本発明の組成物は、特殊な安定用添加剤を必要とすることなく、組成物の皿 洗い用の機能成分を適正な割合で配合することにより所望の物理的安定性液を実 現することができる。
香料、防腐剤、色素、顔料等のような他の従来成分を一般に約3重量%未満の割 合でこれらの組成物に配合してもよい、このような助剤は当然のことながら塩素 漂白化合物及び高アルカリ性度に対して安定でなければならない6着色は塩素化 フタロシアニン及び/又はアルミノケイ酸塩の多硫化物により得られる。 Ti O□も使用できる。
本明細書中に記載するすべての量及び割合は特に指定したものを除き、組成物の 重量に基づくものである。
肚適緻戊拠 腹刑藍濫J1肛 邑桿す鷺朽!j力x 自脱イオン水 56.88 248.5 7ベントナイトクレー 3.00 30.00水酸化ナトリウム(50%水溶液 ) 1.4 28.0M5AP’プレミツクス(2,6%水溶液)0.16 6 1.6ケイ酸ナトリウム 15.00 318.5(SiOz:NazO=2. 4:1; 47.1%水溶液)炭酸ナトリウム 6.00 60.00トリポリ リン酸ナトリウム 16.00 160.00(FMCのHysorbグレード ) 次亜塩素酸ナトリウム 1.00 83.33(有効Chが12の溶液) Do+mfax”(界面活性剤、45%水溶液) 0.36 8.00香料 0 .20 2.00 1:MSP^はOec 1denta lから市販されているモノステアリル2 部対ジステアリル1部の酸性リン酸エステルの混合物である。
2: DowfaxはCI2のジフェニルオキシドジスルホネートである。
パ」−り迩」L 水浴中の加熱プレート上にパイレックスビーカーを設置し、Ti1boy撹拌モ ーターで高い剪断力を加え、このビーカー内で実験室用バッチを作成した。上記 成分をこの順序通りに以下の条件下で加えた。
a、バッチの温度はトリポリリン酸塩の添加直前に約100〜110下(38〜 43℃)とした。
b、リン酸塩を水和するように十分な混合時間(最小約172時間)を設けた( 特徴として、水和後にバッチの外観は粗い粒子が混った状態から滑らかなりリー ム状に変化する)。
C1次に塩素の損失及び/又は助剤の分解が最小となるように次亜塩素酸塩の添 加前にバッチを約30℃に冷却した。
最終生成物をC1fford−Woodホモジナイザーを用いて最高速度及び剪 断設定値で2〜3分間均質化した。バッチが予め約20℃未満に冷却されていな い限り、均質化時間が延びるとバッチ温度は通常的40℃まで上昇する。均質化 直後及び室温で約24時間エージング後にレオロジー測定及び/又はディスペン サーカップ試験を行った。
6生 の、 典型的分析(実験室調製物) 比重コニ1.40±0.03 粘度4(均質化生成物)(cpsで表す):il ソトロープ レ、−160〜300 uz/u+ 5.5〜8.0112 − 1400〜2 000 u2/1130.75〜0.851s −1400〜2200 ソトロープ 3ニガードナー重量/ガロンカップ比重びん(83,2a+1)による。
4: Rheomat 108粘度計による@355s−’(u+)、17.7 s−’ (uz及びし、)の測定値。
レーのy、 1n−situ dis ersion従来技術において好ましい とされるクレーの予備膨潤法と異なり、ケイ酸塩レベルの高い本発明の調合物の 実用的な製造方法は、プロセス中に別個の1糧としてクレーの予備分散(プレミ ックス)を含まない1組成物中のすべての水のうち大部分は原料として53〜5 5%の水を含有する液体ケイ酸塩に結合されているので、12〜18%の範囲の ゲイ酸塩レベルを有する組成物中でのクレーの予備分散は非実用的である。水は ケイ酸塩溶液の一部となっているので、ケイ酸塩を添加する前のプロセスの初期 段階においては利用できない、従って、電解質を分散するのに十分な水を供給す るようにプロセスのごく初期にクレープレミックスを配合しない限り、残余のプ ロセス水が比較的少量の状態でクレープレミックスを調製することは非実用的で ある。
系内クレープロセスはプロセス中で別個の工程としてベントナイトクレーを予備 膨潤することを必要としない。この系内プロセスにおいて、ベントナイトクレー はプロセスのごく初期又はごく後期の段階のいずれかの間に「購入したままの状 態」(粉末形R)で添加する。系内プロセスの明白な利点は、クレーの予備膨潤 段階を省略することである。
原料を添加する順序は、プロセス全体としてバッチの粘度くするような原料添加 順序である場合には一般に、ディスペンサーカップ内で満足すべき結果が得られ るように最終バッチの均質化度を比較的高くする必要がある。クレーを系内膨潤 するためには十分な剪断又は均質化圧力を加えなければならない、トリポリリン 酸塩の前にベントナイトを配合する原料添加順序では、粘性媒体中でトリポリリ ン酸塩を水和するためにより長い混合時間を必要とするが、従来開示されている 粘度範囲を得るためにはずっと低い均質化エネルギーで足りる。
1皿 ニ クレー 五にお【る 適、 ′71、口)水 SAP ケイ酸塩 ソーダ灰 NaTPP’ 次亜塩素酸塩6 Dowfax Z^1 香料 5:40℃で添加。
6: <30℃で添加。
好適な原料添加順序及び上記方法に従って、表■に示す組成物を調製した。高剪 断装置を使用して最終バッチを均質にしな。
艮L 分離百分率(透明上清)は透明ガラス及びプラスチック容器(8oz 、、16 oz、)から直接測定(m−)により決定し、透明上清(−)とジャーでの生成 物の全高との比を表す。
実施例Bは、比較的低レベルのケイ酸塩(8%)を含有する組成物中でリン酸塩 のレベルが21%から16%に減少すると、生成物の安定性が^よりも改良され ることを示す。
実施例C〜Gは、ゲイ酸塩のレベルが12%以上になると生成物の安定性が更に 改良されることを示す。
実施例H及びIは、ケイ酸塩レベルが高い組成物でもリン酸塩のレベルが生成物 の安定性に関して臨界性をもつことを示す。
下記表■は、生成物の安定性に関連し得る組成物の臨界性を更に規定するための 結果を示す。
退1− 車 9.0:12.7無水物=6水和物= 18.0無水TPPベース。
木本モノ/ジステアリル酸性すン酸エステル2二1(Occidental)。
表■のデータは、約16%±0.5%のリン酸塩レベルを維持することが臨界的 であることを示している0例外として実施例0は、ケイ酸塩をその割合で増加さ せるならば、15%未満のリン酸塩レベルも許容可能であることを示している。
リン酸塩が20%まで増加すると、ケイ酸塩レベルの増加に関係なく安定性に有 害であることが判明した。
更にこれらの調合物から明らがなように、消泡剤又はアルキルリン酸エステルは 、許容可能な安定性を得る上で十分ではないが必要な成分である。
以上、特定の好適な具体例について説明したが、以上の開示に鑑みて当業者は種 々の変形を予想できる筈であり、これらの変形例も本明細書の趣旨及び特許請求 の範囲に含まれる。
国際調査報告 国際調査報告

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.(a)15.2〜16.8%のアルカリ金属トリポリリン酸塩、(b)12 〜20%のケイ酸ナトリウム、(c)0〜7%の炭酸ナトリウム、 (d)0.5〜3.5%のアルキルリン酸エステル消泡剤、(e)組成物のpH を約11.8とするのに十分な0.1〜5%の水酸化ナトリウム、 (f)少なくとも約0.5%の有効塩素量を確保するに十分な0.5〜3%の次 亜塩素酸ナトリウム、(g)0.1〜0.8%の有機界面活性剤、及び(h)0 .8〜5.0%のスメクタイトクレーを含有することを特徴とするチキソトロー プ性水性洗浄用組成物。
  2. 2.(a)10〜16.8%のアルカリ金属トリポリリン酸塩、(b)18〜2 0%のケイ酸ナトリウム、(c)4〜8%の炭酸ナトリウム、 (d)0.5〜3.5%のモノ/ジステアリルリン酸エステル消泡剤、 (e)0.5〜5%の水酸化ナトリウム、(f)0.5〜3%の次亜塩素酸ナト リウム、(g)0.1〜0.8%の漂白剤に安定な有機界面活性剤、(h)0. 8〜5.0%のスメクタイトクレーを含有することを特徴とする請求項1に記載 の組成物。
  3. 3.消泡剤がモノステアリル、ジステアリル又はモノ/ジステアリル酸性リン酸 エステルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 4.該リン酸塩の量が15.5%〜16.5%であることを特徴とする請求項1 に記載の組成物。
  5. 5.該ケイ酸塩の量が15%〜18%であることを特徴とする請求項1に記載の 組成物。
  6. 6.該ケイ酸塩の量が少なくとも18%であることを特徴とする請求項2に記載 の組成物。
  7. 7.トリポリリン酸ナトリウムが約0.5〜1.0%のレベルに予備湿潤化され ていることを特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。
  8. 8.該炭酸塩の量が約4%〜8%であることを特徴とする請求項1又は2に記載 の組成物。
  9. 9.構造化クレーが約1.5〜3.5%の量のベントナイトであることを特徴と する請求項1又は2に記載の組成物。
  10. 10.構造化クレーが6:1〜3:1の割合のベントナイトとアタパルジャイト クレーの混合物であり、組成物中のクレーの合計百分率が5%未満であることを 特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。
  11. 11.界面活性剤がC10−C20のジフェニルオキシドジスルホネートである ことを特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。
  12. 12.界面活性剤がC14−C10のジフェニルオキシドジスルホネートである ことを特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。
  13. 13.実質的に明細書中に記載のチキソトロープ性水性洗浄用組成物。
  14. 14.最初の2成分を水及びクレーとするような順序で組成物の成分を容器に入 れ、混合する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のチキソトロープ性水 性洗浄用組成物の製造方法。
  15. 15.水、クレー、NaOH、消泡剤、ケイ酸塩、ソーダ灰、NaTPP、漂白 剤及び有機界面活性剤の順序で組成物の成分を容器に加えることを更に合む請求 項14に記載の方法。
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