JPH09507874A - 高アルカリ性固形洗浄構成物 - Google Patents

高アルカリ性固形洗浄構成物

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アルカリ性原料が溶解する温度であるいはそれ以下でバッチ式あるいは連続式混合システムによって高アルカリ性固形洗浄構成物を製造する方法及びその方法によって製造される生成物を提供するものである。好ましくは、原料をエクストリューダーで処理し、直接洗浄剤を分配する型あるいは包装システムにその混合物を直接入れて成形するのがよい。本発明の構成物の濃度は、合成固形ブロック状から柔軟なものまである。本発明の高アルカリ性洗浄構成物は、衣類の洗濯や硬質表面の洗浄、すすぎ、消毒、防臭などに使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 高アルカリ性固形洗浄構成物 発明の属する技術分野 本発明は、均一な高アルカリ性固形洗浄構成物を製造する方法に関するもので ある。本発明による固形洗浄構成物は、例えば、衣類及び/または硬質表面の洗 浄構成物、消毒添加剤が挙げられ、第一洗浄剤として水和性(hydratable)アル カリ源(alkaline source)を含み、洗浄補佐剤のような所望の添加剤を含む。 本発明の洗浄構成物を製造するには、好ましくは連続混合システムを、より好ま しいのはエクストリューダーを用いて製造し、溶融相を必要としない。処理が完 了した後、構成物は凝固し、凝固前に膨張することはほとんどないか全くない。 発明の技術背景 固形ブロック洗浄構成物の開発は、常に大量の洗浄剤を使用する商業や非商業 における洗浄構成物の調剤方法を発展させてきた。固形ブロック構成物は、一般 に使用されている液体や顆粒、小球状の洗浄剤よりも特に優れている面がある。 それは、取り扱いが容易で、安全性が高く、輸送や貯蔵中に構成物が分離せず、 構成物中に高濃度の活性化成分を含むことができるという面を含む。以上のよう な利点があるので、固形ブロック洗浄構成物は、米国特許第RE32,763、RE32,818 、4,680,134、4,595,520に開示されているように、商業向けあるいは非商業用の 市場においてすぐに一般的な構成物の形態となった。 液体洗浄構成物を固形に変えて保持し、使用時にその活性原料を分配する処理 方法を開発するため、多様な試みがなされている。例えば、洗浄構成物の原料を 配合し、「溶融法(molten process)」などを通常参考にして溶解温度まで熱を かけ、均一な混合物を得る。それから型に注いで固形状になるまで冷却する。固 形アルカリ洗浄剤は、洗浄原料と、乳濁液内で自由水と結合して水和する物質と の 水性乳濁液からも製造することができる。乳濁液は任意ではあるが加熱及び冷却 後固まって固形になる。例えば、ハイル等による米国特許第4,595,520号、4,680 ,134号では、硬質金属イオン封鎖剤の縮合リン酸ナトリウム及び、水酸化ナトリ ウムのようなアルカリ性ビルダー塩を含んだ水性乳濁液から形成された固形アル カリ性洗浄剤が開示されている。この洗浄剤は、無水炭酸ナトリウム及び又は硫 酸ナトリウムといった水和性固化剤と協働することによって凝固する。好ましく は、乳濁液を加熱して溶融状のものを形成させ、その後冷却して凝固させる。ヤ コブ等による米国特許第5,064,554号では合成ブロック(fused block)状の固形 洗浄剤が開示されている。この洗浄剤を製造するには、アルカリ金属ケイ酸塩、 アルカリ金属水酸化物、任意に水、活性塩素供給物質、及び又は有機合成物質と の溶解物を作り、その溶解物に五アルカリ金属の三リン酸塩を配合し、フローミ キサーにその溶解物を加え、混合した溶解物を型に注いで凝固させる。フェルノ ホルツ等による米国再発行特許第RE32,763では、固形ブロック洗浄構成物を製造 する方法が開示されている。その方法は、水酸化ナトリウムとトリポリリン酸ナ トリウムのような2つの水和性化学物質の水溶液を形成し、その溶液を約65〜 85℃に加熱し、加熱溶液中の水和性原料の濃度を高くし、上昇した温度では液 体でほぼ室温だと凝固する構成物を製造し、その加熱溶液を型に入れて注型にし 、その型の中で冷却して凝固させるという方法である。 固形ブロック洗浄及び消毒構成物とすすぎ促進剤は、一般に使用されている液 体、顆粒及び小球状洗浄構成物よりもはるかに優れている。溶融法は固形ブロッ ク構成物を製造するには有効な方法であるが、構成物の加熱及び冷却処理を製造 過程から除くと、時間と費用の節約になる。また、処理温度を下げると、熱に敏 感な成分を洗浄構成物に使用することがより容易になる。さらに、製造された混 合物を低温度で調剤できれば、以前程頑丈な包装をする必要もなくなる。 熱に敏感な原料の不活性化を最小限にするために、熱に敏感な原料と溶融原料 が接触する量を減らすような製造方法を開発する試みがなされている。例えば、 コープランド等による米国特許第4,725,376号では、固形ブロックアルカリ性洗 浄構成物の製造が開示されている。その洗浄構成物を製造するには、熱不活性化 原料の固形粒子を型の中に置き、隙間に行き渡るように溶融アルカリ性原料を固 形粒子の上に注ぐ。それから、溶解物を冷却して固形状にする。その結果として できた固形ブロック洗浄構成物は熱不活性化原料の粒子を含み、その粒子は構成 物中に均一に分散している。 融解温度にしないで原料をブレンドすることによって溶融法を開発し単純化す る別の試みがされている。例えば、ガンサーによる米国特許第4,753,755号では 、硬質金属イオン封鎖剤とアルカリ性水溶液を50〜130°Fの間で結合させ 、アルカリ性液体分散物を形成し、次にその分散物に凝固可能な量の固形苛性材 料を添加するという方法が開示されている。スミスによる米国特許第2,164,092 号では、メタリン酸塩をオルトリン酸塩及び又は二リン酸塩に変え、水と水和し てアルカリ性溶液を凝固させる条件下でメタリン酸塩化合物を加えてアルカリ性 水溶液を凝固させる方法が開示されている。ガンサーやスミスによる方法は、融 解温度を必要としない固形ブロック洗浄構成物の製造方法を提供するものである 。ガンサーの方法は一般的に混合回数を増やす必要があり、凝固するのに何時間 もかかる。また、ニトリロ三酢酸構成物に限定されていて、実質上流動しないレ ベルの粘度にするまで何時間もかかり、生成物の分離を防ぐためには長い間混合 し、混合回数を3回にする必要がある。スミスの方法は、リン酸塩を基材とする 洗浄構成物に限定される。 また、押し出し加工によって洗浄構成物を製造するために多様な試みがされて いる。ブリュージ等による米国特許第5,061,392号では、例えば、ペースト状の 濃度を有する洗浄構成物を形成する方法を開示している。その方法は、トリポリ リン酸カリウムを含む第一水溶液と、水溶性でナトリウムを基材とする洗浄ビル ダー即ち水酸化ナトリウムを含む第二水溶液とを結合させるというものである。 別の押し出し加工方法では、ラマチャンドランによる米国特許第4,933,100号に 開示されているように、合成有機洗浄剤、トリポリリン酸ナトリウムのような水 和ビルダー塩、及び水を一緒にこねて、有機洗浄剤の粒子あるいは扁平状のもの を形成する。混合物は、エクストリューダーを通り、室温かそれよりも少し上の 温度と低圧力の下、力で押し進められて開口部を通り、棒状成型物を形成する。 これらの処理の欠点は、どちらの方法においても、固化させて合成固形ブロック 状の最終生成物を提供できない点にある。 従って、本発明の目的は、原料の融解温度あるいはそれより低い温度で処理を 行う固形高アルカリ性洗浄構成物の製造方法を提供することである。別の目的は 、処理温度が低く高粘度の高アルカリ性洗浄構成物を作り、注型あるいは押し出 し加工された構成物の凝固を早める処理方法を提供することである。さらに別の 目的は、固形注型あるいは押し出し成形構成物及び製品の膨張を実質上排除でき る処理方法を提供することである。 発明の開示 本発明は、均一な高アルカリ性固形洗浄構成物を製造するための処理方法に関 するものである。本構成物は、洗浄剤のようなアルカリ性の源となる物質(asou rce of alkalinity)(以下アルカリ源)を含み、所望の洗浄補佐剤と添加剤を 含む。また、アルカリ性原料を溶かすために処理中に外部の熱源から熱を加える ことはない。あるいは加えても最小限に抑える。本発明の方法によって製造され た洗浄構成物は、広く多様な高アルカリ性洗浄構成物を含み、例えば衣類の洗濯 や、硬質表面の洗浄、すすぎ、消毒、防臭などに使用される。 本発明による処理方法は、(a)固形水和性アルカリ性材料とアルカリ性水質 媒体とを適切な混合システムにおいて高剪断力をかけ、固形アルカリ性原料の融 解温度あるいはそれより低い温度で混合し、固形アルカリ性材料を小さくして、 実質上均一な原料の固形アルカリ性マトリックスを提供できるように効果的な大 きさの粒子にし、マトリックス中のアルカリ性材料の全量を約65〜95%にす る過程と、(b)混合システムからアルカリ性マトリックスを排出する過程と、 (c)アルカリ性マトリックスを固めて固形構成物にする過程とを含む。アルカ リ性原料は、濃縮剤、二次的な洗浄剤、消泡剤などの添加剤と結合し、添加剤が 全体にわたって分布したアルカリ性マトリックスを形成する。排出される前のア ルカリ性マトリックスは、ミキサーから排出されてもマトリックスが凝固し固形 構成物になるまではある形を保持するのに効果的な粘度を有し、好ましくは約10 00〜1,000,000cpsである。固形及び水性アルカリの量及びアルカリ性マトリック スの処理方法は、排出されたアルカリ性マトリックスを効果的にその固まり全体 にわたって実質上均一に凝固させるような量と方法であり、固化中に膨張して形 がいびつになることはほとんどない。 本発明の混合システムは、高剪断力と混合撹拌を備えたバッチ型処理システム か、あるいは好ましくは、エクストリューダー装置のような連続式処理システム を使用できる。混合システムは、固形物を剪断しあるいはすり潰してアルカリ性 水溶液中で固形アルカリ性材料の粒子を小さくすることができ、処理中は流動体 として混合物を維持することができる。バッチ処理システムは、例えばタンクや 他の容器状のものの中で、固形アルカリを高剪断力で混合したりあるいはウエッ トグラインド(wet grinding)にかけることができる。連続式処理システムは、 例えばエクストリューダーのような混合装置にある高剪断力による混合区域内で 、固形アルカリをウェットグラインドあるいはミルにかける(wet grinding or milling)ことができる。使用する処理システムの選択は、少なくとも部分的に は、処理中のアルカリ性マトリックスの粘度に依存する。例えば、バッチ処理シ ステムは、型やその他の容器に注いだり、ポンプで汲み入れたりすることができ る粘度を有するマトリックスを提供するのに使用される。連続式処理システムは 、容易に混合システムから注ぎ出せないあるいはポンプで汲み出せないような高 粘度のアルカリ性マトリックスを処理するときに必要とされる。 本発明は、他の方法より実質上低温度で、実質上高粘度という条件下で均一な 高アルカリ性洗浄構成物を製造する方法を提供する。他の方法には、原料を一緒 に溶融して均一な混合物を得る一般的な「溶融法」のような方法などがある。好 ましくは、アルカリ性マトリックスの処理温度は、アルカリ性原料の融解温度あ るいはそれより低い温度に維持され、好ましくは温度が約15〜60℃で、粘度 は約1,000〜1,000,000cpsである。任意ではあるが、外部から熱を原料に加えて 温度を約50〜150℃にし、処理を容易にすることもできる。例えば、アルカ リ性マトリックスの粘度を減らすために混合段階中に、あるいは押し出し成形段 階中などに加熱することができる。 好ましくは、アルカリ性原料の融解温度であるいはそれより低い温度で、好ま しくは約15〜60℃でアルカリ性マトリックスをミキサーから排出する。処理 されたアルカリ性マトリックスは、ミキサーから取り出してから約1分から約3 時間の間に、好ましくは約1〜60分の間に「凝固が作動する」すなわち凝固し 始めるのが好ましい。好ましくは、マトリックスが完全に凝固あるいは平衡して 構成物になるには、ミキサーから排出させてから約5〜48時間以内、好ましく は約10〜36時間、好ましくは約15から24時間以内であるのがよい。実質 上同時に、その固まり全体にわたって処理されたアルカリ性マトリックスが凝固 して構成物になり、固化中にマトリックスが膨張して形がいびつになることはほ とんどない。 多様な高アルカリ性洗浄構成物を本件の方法で製造することもできる。特定の 構成物を含む原料のタイプや量は、目的や使用によって異なる。例えば、ランド リー洗浄剤、硬質表面洗浄用構成物、すすぎ剤、消毒剤、防臭剤などがある。処 理構成物は、固形及び液体アルカリ性原料の結合したものから誘導された効果的 な洗浄量の無機アルカリ性源となる物質と、所望の1種類以上の洗浄補佐剤及び 又は他の添加剤を含む。好ましくは、固形アルカリ源は無水アルカリで、アルカ リ性マトリックス中にあるアルカリ性水質媒体及び水を含む他の原料の自由水と 結合して水和し、混合システムから排出後にマトリックスを凝固させる。適切な 添加剤は、例えば、洗浄補佐剤や充填剤、二次的な洗浄剤といったもの、金属イ オン封鎖剤、濃縮剤、汚れ懸濁剤、漂白剤、二次的な硬化剤、溶解度を変える薬 剤、そしてその他の原料を含む。 本発明の方法では、原料を溶解する必要がある他の方法で典型的に用いられて いる温度よりも低い温度でアルカリ性原料を処理することによって、均一な高ア ルカリ性固形洗浄構成物が提供されている点で優れている。高い融解温度にする 必要性がないので、混合物に含まれた熱に敏感な原料が不活性化するという問題 を避けることがきる。さらに、処理温度が低いので、混合物を例えば包装紙状の ものや容器、型、ディスペンサーなどに入れて注型あるいは押し出し成形する前 に混合物を冷却する必要が全くないか、あるいはほとんどない。また、低温度で 処理するので、処理構成物を含むために使用される包装材料の選択が広くなる。 さらに、処理後の洗浄構成物の固化速度が早くなる。これは、アルカリ性マト リックスの最終処理温度が凝固に要する温度に近いためである。苛性物質の水和 反応の平衡が固形アルカリ性材料の融点より低い温度で生じるので、冷却をほと んどする必要がない。 本発明の方法では、先行技術の他の方法に比べるとかなり短い時間で排出され たアルカリ性マトリックスを凝固させることもできる。先行技術の他の方法では 、苛性ビーズを粉砕せずに混合物に入れて混合する方法を開示したガンサーによ る米国特許第4,753,755号に記載されている低温処理などがある。それに比べて 、本発明の方法では、苛性ビーズあるいは他の固形物をアルカリ性水質媒体中で ウェットミルにかけて粉砕したり、苛性ビーズをドライミルにかけて乾燥条件下 で粉砕する方法を提供する。本発明の範囲を制限しようとするものではないが、 固形アルカリを粉砕することによってアルカリ性マトリックス中の固形苛性物質 の表面積が小さくなり、そのために固形アルカリ(例えば苛性物質)とアルカリ 性水溶液との水和反応がより早く平衡に達すると、少なくとも部分的には考えら れている。さらに、アルカリ性水質媒体中で苛性固形物質をウェットミルにかけ ると、凝固しているアルカリ性マトリックス中の苛性固形物質の密度変化の程度 が抑えられ、それに続いて生成物の膨張を抑えると考えられている。 本発明の方法を用いて凝固速度を早くすると、アルカリ性マトリックスが固化 して固形構成物になる間、原料の凝離は最小限に抑えられ、早く固形製品を製造 することができる。また、本発明の方法によって無水水酸化物が均一に水和する と、固化したアルカリ性マトリックスが膨張して形がいびつになるのを最小限に 抑えることもできる。それに引き続き、見た目が見苦しく及びあるいは機能を妨 げるほどに形状を損なったために捨てなければならない固形生成物の量を減らす こともできる。 さらに、エクストリューダーあるいはその類似装置を使えば、洗浄構成物を連 続的に処理することができ、掃除が簡単になり、製造処理の制御と再現性の程度 を高くする事が可能になる。さらに、適切な高粘度と低温度のマトリックス中に 非相溶性原料を留めて分離を防ぐ。また、マルチチャンバー エクストリューダ ーを使用すれば、チャンバーが分離しているので、洗浄構成物を連続的に処理す ることができる。 一般の溶融法によって製造された該当構成物と比較して、本発明は、水と不活 性原料、充填原料をより少なく含み、アルカリと他の活性物質を実質上多量に含 むという点で有利である。さらに、高濃度の活性原料を配合することができ、均 一な流体混合物として処理を行うことができ、一般の溶融法によって製造された 構成物と比較して高濃度の活性原料を有する最終生成物を得ることができる点も 本発明の利点である。例えば、溶融法を使用して、固形マトリックス中に約80 %以上の水酸化ナトリウムを含む構成物を製造することは望ましいことではない 。なぜなら、固形水酸化ナトリウムの融点まで原料を加熱する必要があるからで ある。つまり、その融点は水の沸点を超えているので、(水和の)水の量をかな り減らすことになり、それによって混合物の凝固が早まるからである。 本発明の別の利点は、アルカリ性マトリックスを一度ミキサーから取り出せば より早く凝固し、実質上高粘度を有し、また生成物の固まり全体にわたって実質 上均一に分布している活性原料の沈澱がかなり少ない高アルカリ性構成物を連続 式処理によって製造できることである。その結果、生成物中での活性原料の分離 及び凝離は、一般のバッチ式溶融法によって製造された生成物と比較して実質上 抑えられる。一般の処理方法では、溶融混合物は容器内に分配され、次に外部の 冷却源を使用して構成物が固化するまでゆっくりと冷却される。以上の方法では 、かなりの量の時間とエネルギーが必要となり、生成物が大きくなると、溶融構 成 物の冷却及び凝固時間も増大する。このことは、凝固中の原料の沈澱に繋がる。 本発明は、以上の問題を克服した。その結果、本発明によって形成された生成物 は高品質で、性能はかなり改善されている。 図面の簡単な説明 図1は、3分間ウェットミルにかけた苛性ビーズを使用した洗浄構成物(第2 バッチ)のDSC記録のグラフ図である。(走査速度は10.0C/minute、サン プル量は13.700mg) 図2は、45秒間ウェットミルにかけた苛性ビーズを使用した洗浄構成物(第 1バッチ)のDSC記録のグラフ図である。(走査速度は10.0C/minute、サ ンプル量は6.800mg) 図3は、凝固時間(分)に対してグラフ化された苛性構成物の表面積(μm2/ gm)のグラフ図である。 図4は、凝固時間(分)に対して湿性条件下で粉砕した苛性ビーズ(ミルにか けていない未加エビーズと、1、2、3分ミルにかけたビーズ)を含む構成物の ペネトロメーターの平均記録のグラフ図である。 図5は、未加工のミルにかけていない苛性ビーズとウェットミルにかけた苛性 ビーズを含む構成物から生じるカプセルの膨張を示したグラフ図である。 発明の詳細な説明 本発明は、多様な固形高アルカリ性洗浄構成物を製造する方法を提供する。本 発明の方法では、高剪断力で混合し、融解温度を必要とする一般の方法よりも低 温で処理し、混合システムから排出後すぐに固形洗浄構成物に固化する均一な高 アルカリ性マトリックスを生成する。 固形アルカリ源(solid alkaline source)は、好ましくはアルカリ金属水酸 化物で、アルカリ性水質媒体中でウェットミルにかけられ、水溶液媒体と合わさ って均一な混合物を得るのに効果的なそして混合物中の他の原料と合わさってア ルカリ性 マトリックスを形成するのに効果的な大きさの粒子になる。明細書中で使用され る「アルカリ性マトリックス」という言葉は、固形の水和されたアルカリ源が全 体に行き渡り、処方の原料にあるアルカリ性媒体及び又は水といった水供給源の 中で懸濁された状態で維持される均一な連続相を表す。処理後、アルカリ性マト リックスを混合システムから排出させ、例えば注型や押し出し成形を施し、固化 させて固形状にする。好ましくは、アルカリ性マトリックスが混合システムから 排出後約1分から約3時間の間で凝固し始め、ミキサーから排出後約5〜48時 間以内にアルカリ性マトリックスの凝固が完了するのに効果的な量の固形及び水 溶液のアルカリ原料を結合させる。 高アルカリ性構成物は、バッチ型処理システムあるいは連続式混合システム、 好ましくはシングルあるいはツイン スクリュー エクストリューダーを用いて 製造される。固化剤及び洗浄剤として1種類以上の固形アルカリ源をアルカリ性 水溶液と結合させ、高剪断力で混合し、固形アルカリの粒子を小さくし、均一な 苛性マトリックスを形成させる。任意ではあるが好ましくは、1種類以上の添加 剤を苛性原料と配合し、低剪断力で原料類を混合し、均一なマトリックスを形成 させるのがよい。アルカリ性マトリックスを、固形アルカリ性原料の融解温度あ るいはそれより低い温度で処理する。マトリックスをミキサーから排出させ、押 し出し成形や注型、あるいはその他の適切な手段を施す。次に排出させたアルカ リ性マトリックスを固化させる。そのときの硬さは、濃厚なブロック状の固形か ら、柔軟なスポンジ状の、自身を支えきれる程の硬さをもったコイル状、四角形 、その他様々な形をしたものまでの範囲の硬さである。本発明の方法によって製 造された高アルカリ性洗浄構成物は、実質上均一で、構成物の固まり全体に原料 類がくまなく分布し、実質上、形がいびつになることはない。 本発明の方法によって製造される洗浄構成物は、例えば、洗浄構成物、衣類及 びまたは硬質表面の洗浄構成物、ランドリー用製品、その他の構成物を含む。本 発明の高アルカリ性洗浄構成物は、一般に使用されている活性原料を含む。その 活性原料は、製造する個々の構成物によってそのタイプや量が異なる。構成物は 、 固形及び液体アルカリ源から誘導されたアルカリ性源(a source of alkalinity )、例えばアルカリ金属水酸化物などを含む。好ましくは、固形アルカリ源は、 水和性物質であり、アルカリ性マトリックス中の自由水と結合して固形製品を生 じる。 本発明の方法によって製造された高アルカリ性洗浄構成物は、例えば、リン酸 塩あるいは他の硬質金属イオン封鎖剤、アルカリ金属ケイ酸塩、硬質金属イオン 封鎖剤としてアルカリ金属縮合リン酸塩、水、洗浄及び消毒の活性塩素源を含む 。汚れやシミを除去する洗浄構成物は、アルカリ金属水酸化物のような多量の無 機アルカリ源と、効果的な量の水、少量ではあるが効果を発揮できる量の界面活 性剤あるいは界面活性剤システムのような二次的な洗浄剤(例えば、ノニルフェ ノールエトキシラートあるいはポリエチレングリコール脂肪アルコールエーテル のような非イオン界面活性剤)、トリポリリン酸ナトリウムのようなキレート剤 /金属イオン封鎖剤、金属ケイ酸塩のような二次的なアルカリ源、及び又は次亜 塩素酸ナトリウムのような漂白剤などを含む。 ここで処理構成物を記述するのに使用される「固形」という単語は、流動が認 められず、適度な圧力あるいは単なる重力下で実質上その形を維持する固化した 構成物を意味する。固形注型構成物の硬さの程度は、比較的濃厚で堅く、コンク リートに似た合成ブロック固形物(fused solid block)からコーキング剤に似 て柔軟でスポンジ状と特徴づけられる硬さまである。 特に断りがない限り、「重量%」は、構成物の全重量に対する原料の重量を表 す。アルカリ源 本発明によって製造される高アルカリ性洗浄構成物は、被洗物 の洗浄力を高めるために、そして構成物の汚れ除去能力を向上するために効果を 発揮できる量のアルカリ源を1種類以上含む。アルカリ源は、固形及び液体アル カリ原料の配合から誘導される。 好ましくは、固形アルカリは無機の無水水和性アルカリ源である。「水和性ア ルカリ源」という言葉は、アルカリ性水質媒体を含むアルカリ性マトリックスに 存在する自由水と結合して水和でき、アルカリ性マトリックスが固化して均一な 固形構成物になる程度まで水和できる固形アルカリ原料を意味する。本発明によ って処理される構成物に使用するのに適切な水和性アルカリ物質は、例えば、水 酸化ナトリウムあるいはカリウムなどのようなアルカリ金属水酸化物を含み、好 ましくは水酸化ナトリウムがよい。水酸化ナトリウムのようなアルカリ金属水酸 化物は、約12〜100USメッシュの大きさの粒子が混じった、平均約500 ミクロンの大きさの粒状ビーズの固形物として購入可能である。 アルカリ性水質媒体は、好ましくは水酸化カリウムあるいはナトリウムのよう なアルカリ金属酸化物の水溶液がよく、水酸化ナトリウム溶液がよい。アルカリ 性水質媒体は好ましくは約40〜60%アルカリ性溶液、好ましくは約45〜5 5%溶液がよい。好ましいアルカリ性溶液は水酸化ナトリウム溶液で、50%溶 液として購入できる。 本発明の方法によれば、固形水和性アルカリ源は、固形アルカリをウェットミ ルにかけて適切な大きさの粒子にするのに効果的な、そして均一なアルカリ性マ トリックスを形成するのに効果的な量のアルカリ性水質媒体と結合する。所望の 他の添加剤を苛性原料と混合してもよい。 固形アルカリ材料がアルカリ性水質媒体に存在する自由水を水和水として固定 させるという活性を有するので、苛性マトリックスは凝固する傾向を示し、この ことは高く評価できる。処理中にアルカリ性マトリックスの固化が早く起きすぎ ると、他の原料と混合して均一な混合物を形成するのに支障を来し、及び/また は処理アルカリ性マトリックスを注型や押し出し成形をするときにも支障を来す 。従って、固形アルカリ金属水酸化物及びまたは他の水和性アルカリ源の量と、 アルカリ性水溶液(例:%溶液)の量及び希釈濃度は、処方する他の原料と結合 するアルカリ性マトリックスを提供するのに効果的なもので、そのため、原料を 均一で流動性のある混合物として処理することができ、原料を混合システムから 排出後、所望の期間内、好ましくは約1分から約3時間以内で凝固させる。 処方に含まれる固形アルカリとアルカリ性水溶液の量は、全アルカリ性マトリ ックスに存在する水分のパーセント及び他の原料の水和能力によって異なる。処 方に含まれるアルカリ性水溶液の量は、原料を均一な混合物に処理するための水 源と、原料を処理するのに効果的なレベルの粘度と、及び又は排出及び固化中に 所望の硬さと凝集力を備えた処理アルカリマトリックスとを提供できる量である ことが好ましい。任意ではあるが、添加される水は所望の形態で、つまり他の原 料と独立した形態で含まれてもよいし、添加剤水溶液の一部として含まれてもよ い。 ミキサーから排出された時点でのアルカリ性マトリックスは、約8重量%以上 のアルカリ性水質媒体を含むのが望ましく、好ましくは約16〜88重量%、最 も好ましいのは約33〜63重量%である。混合システムから分配された後、ア ルカリ性マトリックスは水和水を約5重量%以上含むのが望ましく、好ましくは 約10〜35重量%、好ましくは約15〜25重量%である。添加剤 高アルカリ性洗浄構成物は、さらに一般的な洗浄補佐剤、例えばキ レート/金属イオン封鎖剤や漂白剤、濃縮剤、二次的な洗浄剤、洗浄充填剤(de tergent filler)、消泡剤、再付着防止剤(anti-redeposition agent)、閾値 剤(threshold agent)あるいはシステム、美的な性質を高める薬剤(例:染料 、発臭剤)、その他の添加物を含む。補佐剤や他の添加材料は、製造される構成 物のタイプによって変わる。キレート/金属イオン封鎖剤 本発明の構成物は、アミノカルボン酸、縮合 リン酸塩、ホスホネート、ポリアクリルラートなどのキレート/金属イオン封鎖 剤を含む。一般にキレート剤は、自然水に通常存在する金属イオンと配位結合( すなわち、結合)し、金属イオンが洗浄構成物中の他の洗浄性原料の活性を妨げ るのを防ぐことができる分子である。また、キレート剤がマトリックス中に効果 的な量で含まれている場合は、閾値剤として機能することもできる。処方に従っ て作る洗浄構成物のタイプに依存するが、洗浄構成物は約0.1〜70重量%、 好ましくは約5〜50重量%のキレート/金属イオン封鎖剤を含む。 利用できるアミノカルボン酸は、例えば、n−ヒドロキシエチルイミノジ酢酸 、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、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)などが挙げられる。本発明の構成物に利用できる縮合リン酸 塩の例は、例えばオルトリン酸のナトリウム塩とカリウム塩、二リン酸のナトリ ウム塩とカリウム塩、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム 、などを含む。縮合リン酸塩も、範囲は制限されるが、アルカリ性マトリックス 中の自由水を水和水として固定して構成物の凝固を促すこともできる。 本発明の構成物は、アミノトリス(メチレンホスホン酸)、ヒドロキシエチリ デンジホスホン酸、エチレンジアミンテトラエ(メチレンホスホン酸)(ethyle nediaminetetrae(methylene phosphonic acid))、ジエチレントリアミンペン テ(メチレンホスホン酸)(dicthylenetriaminepente(methylene phosphonic a cid))などのホスホネートを含む。中性あるいはアルカリ性のホスホネートを使 用することが好ましい。あるいは、リン酸塩を加える時に中和反応によって熱が なるべく生じないように、アルカリ源とホスホネートを混合物に加える前に結合 させることが好ましい。 構成物は、例えばポリアクリラート コーティッド(polyacrylate-coated) トリポリリン酸塩硬質金属封鎖剤のようなポリアクリラートを含むことができる 。好ましくは、ポリアクリラートは中性あるいはアルカリ性物質か、混合物に加 えられる前に中和される。構成物中の苛性原料の平衡反応が生じると生成物は固 化中に膨張するが、ポリアクリラートはこの平衡反応を妨げる傾向を示す。この ようなアルカリ性マトリックスや処理構成物の膨張を避けるために、ポリアクリ ラート材料を加える前に、苛性ビーズあるいは他の固形物を約50%苛性溶液中 でウェットミルにかけるのが好ましい。ポリアクリラートを粉末として混合物に 加えるのが好ましい。こうすれば、処理中のリン酸の転化量、例えば、コーティ ッドトリポリリン酸塩などの量を減らすこともできる。 洗浄剤に使用するのに適したポリアクリラートは、例えばポリアクリル酸、ポ リメタクリル酸、アクリル酸−メタクリル酸共重合体、加水分解された(hydrol yzed)ポリアクリルアミド、加水分解されたポリメタクリルアミド、加水分解さ れたポリアミド−メタクリルアミド共重合体、加水分解されたポリアクリロニト リル、加水分解されたポリメタクリロニトリル、加水分解されたアクリロニトリ ル−メタクリロニトリル共重合体などがある。キレート剤/金属イオン封鎖剤の さらなる議論に関しては、本明細書中で参照として取り入れた、カーク−アザマ ー(Kirk-Othmer)、化学技術辞典Encyclopedia of Chemical Technology)、 第3版、第5巻、339〜366頁と第23巻、319〜320頁を参照するこ と。漂白剤 被洗物の色を明るくしたり、白くしたりするための洗浄構成物に使 用される漂白剤は、洗浄処理中に通常接する条件下で−Cl、−Br、−OCl 、及び/または−OBrといった活性化ハロゲン物を遊離することができる漂白 化合物を含む。本発明の洗浄構成物に使用される適切な漂白剤は、例えば、塩素 、次亜塩素酸塩、クロルアミンなどといった塩素を含有する化合物を含む。ハロ ゲンを放出する化合物で好ましいのは、アルカリ金属のジクロロイソシアヌル酸 塩、塩素化リン酸三ナトリウム、アルカリ金属のハイポクロライド、モノクロル アミン、ジクロルアミンなどを含む。構成物中の塩素源の安定性を高めるために 、カプセル化塩素源(Encapsulated chlorine sources)を使用することもでき る(例えば、本明細書中で参照として取り入れた米国特許第4,681,914号を参照 すること)。洗浄構成物は、少量ではあるが効果を発揮できるだけの量の漂白剤 を好ましくは約0.01〜10重量%、好ましくは約0.1〜6重量%含むことが できる。濃縮剤 本発明の構成物は濃縮剤を含む。濃縮剤は、処理中及び混合システ ムから排出後に固化している間、アルカリ性マトリックス中の原料を懸濁し、ア ルカリ性マトリックスの粘度を増加させ、排出されたマトリックスが固まって固 形構成物になるまで形を維持させる。適切な濃縮剤は、例えば、粘土、ポリアク リラート、セルロース誘導体、沈降シリカ(precipitated silica)、いぶした シリカ(fumed silica)、ゼオライト、その他の似た物質、以上の物質の混合物 を含む。洗浄構成物は約0.01〜10重量%、好ましくは約0.5〜5重量%の 濃縮剤を含む。二次的な洗浄剤 本発明による構成物は、界面活性剤あるいは界面活性剤系 である1種類以上の二次的な洗浄剤を含む。多様な界面活性剤類を洗浄構成物に 使用できる。界面活性剤類は陰イオン、陽イオン、非イオン界面活性剤を含み、 多数の販売及び製造元から入手可能である。界面活性剤の議論はカーク−アザマ ー(Kirk-Othmer)、化学技術辞典Encyclopedia of Chemical Technology)、 第3版、第8巻、900〜912頁を参照すること。好ましくは、構成物は所望 レベルの汚れ除去と洗浄能力を提供するのに有効な量の洗浄剤を含むのがよい。 洗浄構成物に使用される非イオン界面活性剤は、ポリアルキレンオキシドポリ マーを界面活性剤分子の一部に有するものを含む。このような非イオン界面活性 剤は、例えば、セテアレス−27(Ceteareth-27)、パレス25−7(Pareth 2 5-7)などといった脂肪アルコールのポリオキシエチレングリコールエーテルと 、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 及びグリコールエステル(ehoxylated and glycol esters of fatty acids)な どといったカルボン酸エステルと、ジエタノールアミンの縮合物、モノアルカノ ールアミン縮合物、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドなどといったカルボキシリ ックアミドと、商標PLURONIC(ビーエイエスエフ−ワイアンドット(BASF-Wyand otte))で購入可能な物質のようなエチレンオキシド/プロピレンオキシドブロ ック共重合体などを含むポリアルキレンオキシドブロック共重合体、その他の非 イオン化合物を含む。 本発明のポリエチレングリコールを基材とする洗浄構成物に使用される陰イオ ン界面活性剤は、例えば、アルキルカルボキシラートやポリアルコキシカルボキ シラートなどといったカルボキシラートと、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 ルなどといったスルホン酸塩と、硫酸化アルコール、硫酸化アルコールエトキシ ラート、硫酸化アルキルフェノール、アルキル硫酸塩、スルホこはく酸エステル 、アルキルエーテル硫酸塩などといった硫酸塩と、アルキルリン酸塩エステルな どといったリン酸塩エステルを含む。より好ましい陰イオン類は、アルキルアリ ールスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸塩、及び脂肪アルコール 硫酸塩などを含む。 消毒剤や繊維の柔軟剤用の洗浄構成物の含有に使用される陽イオン界面活性剤 は、以下のようなアミン類を含む。つまり、C18アルキル鎖あるいはアルケニル 鎖が結合した第一、第二、第三モノアミンと、アミンオキシドと、エトキシル化 アルキルアミンと、エチレンジアミンのアルコキシラートと、2−アルキル−1 −(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリンや1−(2−ヒドロキシエチル )−2−イミダゾリンなどといったイミダゾールと、例えば、n−アルキル(C 12−C18)ジメチルベンジルアンモニウムクロライド、n−テトラデシルジ メチルベンジルアンモニウムクロライド一水化物、ジメチル−1−ナフチルメチ ルアンモニウムクロライドといったようなナフチレン置換第四級アンモニウムク ロライドなどといった第四級アンモニウムクロライド界面活性剤を含む第四級ア ンモニウム塩と、その他の界面活性剤を含む。洗浄充填剤 洗浄構成物は、少量ではあるが効果を発揮できる量の1種類以 上の洗浄充填剤を含むことができる。洗浄充填剤は、それ自体では洗浄剤として 機能することはないが、洗浄剤と協働して構成物の総合的な洗浄作用を高める。 本発明の洗浄構成物に使用するのに適した充填剤の例は、硫酸ナトリウム、塩化 ナトリウム、澱粉、糖、プロピレングリコールなどのC1−C10アルキレングリ コールなどを含む。洗浄充填剤の含有量は、約0.01〜20重量%、好ましく は約0.1〜15重量%であるのがよい。消泡剤 洗浄構成物は、泡の安定性を減らすために少量ではあるが効果を発 揮できる量の消泡剤を含むこともできる。好ましくは、洗浄構成物に含まれる消 泡剤の量は、約0.1〜5重量%、好ましくは約1〜3重量%であるのがよい。 本発明の構成物に使用される適切な消泡剤の例は、ポリジメチルシロキサン( polydimethylsiloxane)中に分散されたシリカのようなシリコーン化合物、脂肪 アミド、炭化水素ワックス、脂肪酸、脂肪エステル、脂肪アルコール、脂肪酸せ っけん、エトキシラート、鉱油、ポリエチレングリコールエステル、モノステア リルリン酸塩といったアルキルリン酸塩エステルなどが含まれる。消泡剤に関す る議論は、マーチン等による米国特許第3,048,548号、ブリュネル等による米国 特許第3,334,147号、リュー等による米国特許第3,442,242号に掲載されおり、両 方の開示を本明細書で参照として取り入れている。再付着防止剤 汚れの懸濁液を洗浄溶液中に容易に保持し、洗浄された被洗 物上に除去された汚れが再び付着するのを防止できる再付着防止剤を高アルカリ 性洗浄構成物に含ませることもできる。適切な再付着防止剤の例は、脂肪酸アミ ド、フッ化炭素界面活性剤、コンプレックスリン酸塩エステル、スチレンマレイ ックアンヒドリド共重合体、ヒドロキシエチルセルロースやヒドロキシプロピル セルロースやカルボキシメチルセルロースといったセルロース誘導体、などが含 まれる。洗浄構成物は、約0.01〜10重量%、好ましくは約0.1〜50重量 %の再付着防止剤を含むことができる。染料/発臭剤 多様な染料、香料を含む発臭剤、及び他の美的効果を高める 薬剤を構成物に含有させることもできる。染料は、本発明の構成物の外観を変え るために含有させるもので、例えば、ダイレクト ブルー 86(マイルズ)、 ファスチュソル(Fastusol) ブルー(モーベイ ケミカル コーポレーション )、アシッド オレンジ 7(アメリカン シアナミド)、ベーシック バイオ レッ ト 10(サンド)、アシッド イエロー 23(ジーエイエフ)、アシッドイ エロー 17(シグマ ケミカル カンパニー)、フルオレッセン(キャピトル カラー アンド ケミカル)、ロダミン(Rhodamine)(ディーアンドシーレ ッド No.19)、サップ グリーン(キーストーン アナライン アンド ケ ミカル)、メタニル イエロー(キーストーン アナライン アンド ケミカル )、アシッド ブルー 9(ヒルトン デイビス)、サンドラン ブルー/アシ ッド ブルー 182(サンド)、ハイソル ファースト レッド(キャピトル カラー アンド ケミカル)、アシッド グリーン 25(チバ−ガイギー) などが含まれる。 構成物に含有される香料は、例えば、シトロネロール(citronellol)などの テルペノイド、アミルシナムアルデヒド(amyl cinnamaidchyde)といったアル デヒド、C1S−ジャスミンやジャスマールといったジャスミン、バニリンなど がある。構成物の製法 本発明は、本発明と同じあるいは類似の構成物を溶融法のよ うな通常の方法によって製造するときに典型的に使用される条件よりも低い温度 と高い粘度で高アルカリ性洗浄構成物を製造する方法を提供する。本発明によっ て製造されたアルカリ性マトリックスでは、混合システムから排出された後の膨 張が抑えられ、冷却をほとんど行わなくてもマトリックスは凝固し、凝固にかか る時間もより短い。 混合システムにバッチ型ミキサー、例えばチャールズ ロス アンド サンカ ンパニー製のロス ラボラトリー ミキサー(モデルME-100L)を使用すること ができる。混合システムは連続式フローミックスであるのが好ましく、例えばテ レダイン連続式プロセッサーあるいはブリーズレイ(Breadsley)パイパー(Pip er)連続式ミキサーなどがある。さらに好ましいのは、シングルあるいはツイン スクリュー エクストリューダー、さらに好ましいのはツイン スクリュー エクストリューダーで、例えばマルチプル セクション ビューラー(Buhler) ミアグ(Miag)ツイン スクリュー エクストリューダーがある。 一般的に、溶融法では、混合物を原料の融点、一般的には約60〜90℃以上 に加熱し、アルカリ性材料を水和させる。次に溶融混合物を例えば凍結によって 冷却し、構成物を凝固させる。それに比較して、本発明は、混合物を固形アルカ リの融点あるいはそれより低い温度で、好ましくは約15〜60℃で維持する「 低温処理」方法である。 本発明の方法は、苛性ビーズのような固形アルカリ性材料を50%苛性溶液と いったアルカリ性水質媒体中でウェットミルにかけ、固形アルカリを小さくして 効果的な大きさの粒子にし、粘性苛性マトリックスを形成する過程を含む。固形 アルカリはアルカリ性水溶液と結合し、処理中のアルカリ性マトリックスの発熱 を妨げる。 固形アルカリ源は、好ましくは水酸化ナトリウムあるいはカリウムのような水 和性の無水アルカリ金属水酸化物がよい。好ましくは、固形アルカリ源を小さく して(例えば高剪断力で混合して小さくする)効果的な大きさの粒子にすれば、 早く凝固し、均一に水和し、最終製品の膨張が抑えられる。処理中のアルカリ性 材料の粒子が十分に粉砕されていないと、処理構成物の固化に要する時間は長く なり、処理構成物中の固形アルカリの水和が不十分になる。また、固化中及び又 は固化後の最終製品が膨張することもある。固形アルカリ源の粒子を小さくする と、混合システムから排出する前のアルカリ性マトリックスの粘度を増大させる のに効果的でもある。これに引き続き、アルカリ性マトリックス中の活性原料の 分離を抑え、さらに最終製品の固形物全体にわたって原料類が分布することを促 すこともできる。好ましくは、ミルにかけた後の固形アルカリ粒子の平均の大き さは約100ミクロン未満、好ましくは約50ミクロン未満である。 アルカリ性水質媒体は混合物中に含まれており、固形アルカリ源を所望の固形 マトリックスの水和レベルで平衡を維持するための水を提供し、処理中に所望の 粘度で混合物を維持し、排出及び固化中に所望の硬さと凝集力をもった処理マト リックスと最終製品を提供するのに効果を発揮できるだけの量が含まれている。 添加する水は、混合物中に単独の水として必要とされている条件で含まれている か、液体材料あるいはプレミックスの一部として含まれている。 溶融処理によって製造された構成物と異なって、本発明による処理混合物は、 混合システムからアルカリ性マトリックスが排出されると同時に十分に水和でき る程の固形アルカリを含まない。混合システムから排出されると、固形苛性物の 水和が生じ、ゆっくりと平衡点に達し、アルカリ性マトリックスは凝固する。そ の時の温度は、共晶の融点/凝固点未満で、約5〜48時間かかる。 通常の洗浄原料と他の添加剤は、所望の苛性マトリックスと結合する。原料は 液体あるいは固形状で、例えば乾燥粒子、好ましくは固体であり、単独で混合物 に加えられたり、他の原料とのプレミックスの一部として加えられる。固形アル カリと液体アルカリは結合して、任意の添加剤が全体に分布したアルカリ性マト リックスを形成する。 水の苛性マトリックスは熱力学的に不安定な傾向にあり、凝固させると熱力学 的平衡に達する。従って、効果的な剪断力で原料を混合できる混合システムを使 用すれば、原料を混合して実質上均一なマトリックスを形成することができ、ア ルカリ性マトリックスを流動性のある濃度に維持できる。また、連続処理や、固 まり全体における原料類の均一分布に適した型の一般的な産業用混合及び又は剪 断装置を使用して、アルカリ性マトリックスをかき混ぜ、混合し、撹拌し、ブレ ンドし、注ぎ、押し出し、及び又は型取ることができる粘度を維持するアルカリ 性マトリックスが好ましい。処理中のアルカリ性マトリックスの粘度は、好まし くは約1,000〜1,000,000cpsである。本発明の範囲を制限しようとす るものではないが、アルカリ性原料の混合物を剪断力を強くして混合すると、構 成物の原料を溶かして均一な混合物を形成する通常の製造方法で要する温度より もかなり低い温度でアルカリ性マトリックスを製造することができると、少なく とも部分的には考えられている。 アルカリ性マトリックスを構成物のアルカリ性原料の融解温度より低い温度、 好ましくは約1〜90℃低く、好ましくは約5〜20℃低くして処理することが 好ましい。処理中、アルカリ性マトリックスには外部から熱を全く加えていない か最小限しか加えていないが、処理条件の変化及びまたは原料間での発熱反応に よって、アルカリ性マトリックスの到達する温度が処理中に上がることも考えら れる。任意ではあるが、アルカリ性マトリックスの温度を上げることもできる。 例えば、混合システムの入口と出口で外部熱源から熱を加えて約50〜75℃、 好ましくは約55〜60℃の温度に到達させてマトリックスの処理を促すことも できる。 一般的に、原料を処理する圧力は少なくとも約5psig、好ましくは約5〜60 00psig、最も好ましくは約5〜150psigであるのがよい。処理中のアルカリ 性マトリックスの流動性を維持するために、ミキサーや放出口などを通じてマト リックスを押し進めるのに効果的な力を提供するために、所望の圧力をかける。 アルカリ性マトリックスを混合システムから取り出して、型や他の容器に入れ て注型成形したり、マトリックスを押し出し成形にしたりする。好ましくは、ア ルカリ性マトリックスを、包装紙状のもの、容器、フィルム、厚紙包装、型や他 の包装システムに注いで注型にしたり、押し出し成形にする。また、固形構成物 のディスペンサーとして使用できるものに注ぐのが任意ではあるが、好ましい。 混合システムから排出する時点でのアルカリ性マトリックスの温度は、アルカリ 性マトリックスを最初に冷却しなくても包装システムに直接入れて注型にしたり 押し出し成形できるのに十分な程低いことが好ましい。好ましくは、排出時のア ルカリ性マトリックスの温度はおおよそ周囲の温度、好ましくは約15〜80℃ 好ましくは約15〜60℃であるのがよい。次にアルカリ性マトリックスを固化 させて固形状にする。固形状とは、密度の低い、スポンジ状の、柔らかい、コー キング材のような硬さから、密度の高い、合成固体(fused solid)やコンクリ ート状のブロックといったものまである。混合システム 本発明によれば、高アルカリ性構成物をバッチ型或いは連続 式混合システムで処理することができる。例えば、構成物をバッチ型処理システ ムを使用して製造することもできる。例えばロス ミキサーはチャールズ ロ ス アンド サン カンパニー(モデルME-100L)から購入可能であり、ステー ターヘッドと優れたスクリーンヘッドを備えている。まず、固形苛性物をアルカ リ性水溶液中でウェットミルにかけ、次に、別のラボラトリーミキサーを低剪断 力で操作し、苛性マトリックスを処方の他の原料類と混合する。アルカリ性マト リックスは次に混合システムから注ぎ出され、あるいはポンプでくみ出されて、 固化させられる。 テレダイン2”型連続式ミキサーといった連続式混合システムを使用して苛性 ビーズを苛性溶液中でウェットミルにかけ、ブレッドスレイ パイパー(Breads ley Piper)連続式スピードフローミキサーを使用して残りの原料類を苛性混合 物と混合して、米国特許第3,730,487号及び米国再発行特許第RE29,387号に記載 されているように構成物を製造することもできる。例えば、水酸化ナトリウムビ ーズと約50%水酸化ナトリウム水溶液をテレダイン連続式ミキサーに供給し、 高剪断力で混合して、ビーズを50%溶液中でウェットグラインド(wetgrind) にかける。苛性物をアルカリ性水質媒体に加える前に乾いた状態ですりつぶすこ とも可能であると考えられ、単独であるいは他の乾燥原料と一緒にしてすりつぶ しても良く、例えば、ハンマーミルやインパクトミルなどのような適切な粒子粉 砕器を使用することもできる。苛性マトリックスを次にブレッドスレイパイパー 連続式ミキサーなどの第2ミキサーに移し、添加剤、例えばトリポリリン酸塩、 好ましくはコーティングされたものや、界面活性洗浄剤、カプセル化塩素源とい ったその他の任意の原料などを添加し、苛性原料と混合する。 本発明による好ましい方法では、混合システムはツイン スクリュー エクス トリューダーを指し、共働して回転し相互にかみ合う2つの隣接した平行回転ス クリューを格納している。好ましくはエクストリューダーは多様な胴体セクショ ンを有し、混合物が押し出されるときに通過する排出口を有する。エクストリュ ーダーは、例えば、原料を受け移動させるための供給あるいは運搬セクションを 1つ以上と、圧縮セクション、温度や圧力、剪断力などを変えることができる混 合セクション、ダイ(die)セクションなどを含んでいる。購入可能な適切なツ イ ン スクリュー エクストリューダーは、例えば、ビューラー ミアグ(アメリ カ合衆国ミネソタ州、プリマス)から購入できるビューラー ミアグ(62mm )エクストリューダーなどがある。 スクリューの立体配置、スクリューピッチ、スクリュースピード、胴体セクシ ョンの温度と圧力、剪断力、マトリックスの生産速度、含水量、ダイの穴の直径 、原料を送る速度などエクストリュージョンの条件を胴体セクションで望み通り に変えて、効果的に原料の処理を行い、原料が全体に分布した実質上均一な液体 あるいは半固体マトリックスを形成することができる。エクストリューダー内の マトリックス処理を促すために、マトリックスの粘度を約1,000〜1,000 ,000cpsに維持するのが好ましい。 エクストリューダーに備わった高剪断力をもつスクリューの立体的配置、及び ピッチやフライト(前方あるいは後方)(flight(forward or reverse))、スピ ードといったスクリューの条件は、固形アルカリをアルカリ性水質媒体中で高剪 断力で処理し、固形アルカリを小さくして効果的な大きさの粒子にし、均一なア ルカリ性マトリックスを得るのに適している。スクリューは、運搬する、混合す る、粉砕する、こねる、圧縮する、排出するなどの一連の要素を含み、胴体セク ション内のスクリューの動作によって原料を所望の高剪断力及び低剪断力で混合 し、エクストリューダーを通して混合物を運ぶことができるよう設計されている のが好ましい。スクリューの要素は、運搬型スクリュー、パドルデザイン、メー タリングスクリュー(metering screw)などがある。好ましいスクリュースピー ドは、少なくとも約20rpm、好ましくは約20〜250rpmである。 任意ではあるが、加熱及び冷却装置をエクストリューダーに隣接して設置し、 エクストリューダー内で望ましい温度プロファイルを得るために熱を加えたり除 去したりするのに使用する。例えば、エクストリューダーにある1つ以上の胴体 セクション、例えば原料の入口セクションや最終の出口セクションなどに外部熱 源を備えると、あるセクションを通じて、あるいはあるセクションから別のセク ションまでの間で、あるいは最終の胴体セクションで排出口を通じて処理してい る間の混合物の流動性を増加させることができる。好ましくは、排出口の時点も 含めた処理中のアルカリ性マトリックスの温度は、固形アルカリ性マトリックス の融解温度あるいはそれ以下の温度、好ましくは約50〜150℃に維持される のがよい。 エクストリューダーでは、スクリュー類を回転動作させることによって原料を 混合し、かなりの圧力をかけて混合物をエクストリューダーのセクションを通じ て押し進める。混合システム内での圧力を少なくとも約5psig、好ましくは約5 〜6,000psig、最も好ましくは約5〜150psigにまで増加させ、1つ以上 の胴体セクション内で所望の粘度レベルでアルカリ性マトリックスを維持したり 、あるいはダイでエクストリューダーからマトリックスを排出させるのを促す。 原料の処理が完了すると、アルカリ性マトリックスは排出口好ましくはダイを 通じてエクストリューダーから出される。また、圧力を排出口で上げるとアルカ リ性マトリックスの押し出し加工が容易になり、成形物の外観を変えることがで きる。例えば、伸びた形にしたり、所望される通りに手触りを滑らかにあるいは ざらざらにしたりすることなどができる。 アルカリ性マトリックスは、エクストリューダーから排出されたとき十分に高 い粘度を有するので、排出されたマトリックスの形は実質上マトリックスが凝固 して固形構成物になるまで維持される。好ましくは、排出前のアルカリ性マトリ ックスの粘度は、約20,000〜1,000,000cpsであるのがよい。マトリ ックスの粘度は、1種類以上の濃縮剤、例えば粘土や、ポリアクリラート、セル ロース、いぶしたシリカ、その他の物質などの添加によって増大する。 また、アルカリ性マトリックス中のアルカリの量が増えると、粘度も増大する と考えられている。例えば、水酸化ナトリウムといった無水物材料を含む約50 %の苛性溶液は固形アルカリ材料と結合して、全アルカリ性が約80〜90%と なるマトリックスを提供する。以上のようにアルカリ性マトリックスの全アルカ リ性が高くなって、通常の構成物が含む約65〜75%アルカリ性あるいはそれ より低いアルカリ性を上回ると、排出されたアルカリ性マトリックスの凝固速 度はかなり増える。本発明を制限しようとするものではないが、排出されたマト リックスの凝固速度の増大は、少なくとも部分的には、構成物中のアルカリ量が 高くなって固形マトリックスの融点が上昇したためであると考えられている。こ れに引き続き、凝固が生じるための熱力学的な推進力が増大し、それによって凝 固速度も増大する。 さらに、アルカリ性マトリックスの粘度と凝固速度は、アルカリ性マトリック ス中の固形アルカリ源の粒子が小さくなると増大する。固形及び液体アルカリ源 の間のアルカリ性マトリックスを形成する反応速度は、直接固形状及び液体状ア ルカリ間の接触する表面積に関係する。本発明を制限しようとするものではない が、固形アルカリ源の粒子を粉砕して小さくすることによって、液体状アルカリ と接触可能な固形状アルカリの表面積が増え、引き続き、水のアルカリ性マトリ ックスの平衡速度が速まり、アルカリ性マトリックスを形成する。その結果、凝 固速度が早くなって固形構成物が形成される。したがって、本発明の方法は高ア ルカリ性構成物の処方を開発することができ、アルカリ性マトリックス及び固形 構成物に含まれる苛性量の合計は、一般の処方に見られる約65〜76%よりも 増えて、本発明の構成物では約80〜90%になる。 少なくとも部分的には、冷却及びまたは原料の化学反応によって、注型あるい は押し出し加工のアルカリ性マトリックスは最終的に固まる。凝固過程は1分以 内から約2〜3時間続き、その時間は例えば押し出し加工されるマトリックス、 処方する原料、アルカリ源の濃度、アルカリ性マトリックスの温度、その他の要 因に依存する。注型あるいは押し出し加工アルカリ性マトリックスは、約1分か ら約2時間、好ましくは約5〜60分内に固化して固形物になることが好ましい 。包装システム 本発明で製造されたアルカリ性マトリックスは仮の型へ入れ られて注型あるいは押し出し加工を施される。そして凝固した構成物を型から取 り出し、移動させて包装する。アルカリ性マトリックスを直接包装容器に入れて 注型あるいは押し出し加工することもできる。押し出し加工材料を所望の大き さに切断して包装したり、貯蔵して後で包装することもできる。 包装容器は硬くてもよいし柔らかくてもよい。また、高アルカリ性構成物を含 むのに適切ならばどんな材料からも構成することができる。さらに、処理構成物 の凝固中に連続的に固化剤が水和するので、それによって生じる温度約100℃ までに耐えることができる容器であることが好ましい。例えばガラス、鋼鉄、プ ラスチック、厚紙、厚紙の合成物、紙、などがある。好ましい容器は、ポリエチ レンのようなポリオレフィンから構成される容器である。 原料類は周囲の温度あるいはそれに近い温度で処理されるので、処理アルカリ 性マトリックスの温度は十分に低く、そのため、アルカリ性マトリックスを容器 あるいは他の包装容器に直接入れて、容器材料に構造的な損傷を与えることなく 注型あるいは押し出し加工にすることもできる。結果として、溶融条件の下で処 理され分配される構成物に使用される材料よりも多様な材料を使用して容器を製 造することができる。 構成物を含むために使用される包装は、使用中に生物分解性及びまたは水溶性 のある材料から製造されることが非常に好ましい。以上のような包装は、制御し て包装からはずすことができ、含まれる洗浄構成物を調剤するのに有効である。 本発明の構成物を包装するのに利用される生物分解性のある材料は、例えばポリ ビニルアルコールを含む水溶性の重合フィルムを含む。これに関しては例えばヤ ングによる米国特許第4,474,976号、ソネスタインによる米国特許第4,692,494号 、チャンによる米国特許第4,608,187号、ハック(Haq)による米国特許第4,416, 793号、クラークによる米国特許第4,348,293号、リーによる米国特許第4,289,81 5号、アルバートによる米国特許第3,695,989号によって開示されていて、本明細 書で参照として取り入れている。 さらに、アルカリ性マトリックスの粘度は、例えば混合中に提供される剪断力 の大きさ、構成物原料中の固化剤と水の量、マトリックスの温度、その他の要因 によって変わるので、アルカリ性マトリックスを押し出しによって多様な形と大 きさの注型にすることもできる。また、「溶融法」と異なって、アルカリ性マト リックスは比較的低い温度で処理されるので、注型あるいは押し出し加工する前 あるいは後にマトリックスを冷却するのは最小限に抑えられる。また、低温度で 材料を排出することで、材料を操作するときの安全性を高めることもできる。さ らに押し出し加工あるいは注型のアルカリ性マトリックスは、冷却及びまたはマ トリックス中の原料類の化学反応によって、混合システムから排出されると同時 にマトリックスの固まり全体で実質上固化する。 本発明の構成物は高苛性材料を含むので、処理構成物の製造、貯蔵、分配、包 装の際に、以上のような材料を操作するために適切な安全手段をとることが好ま しい。特に、操作者が処理中のアルカリ性マトリックスや固形処理構成物、構成 物を含む洗浄溶液と直接接触する危険をなくすために処置をとらなければならな い。製造構成物の調剤 本発明に従って作られた洗浄構成物はスプレータイプの ディスペンサーから調剤されるのが好ましい。ディスペンサーは、米国特許第4, 826,661号、4,690,305号、4,687,121号、4,426,362号などによって開示されてい て、本明細書で参照として取り入れている。スプレータイプのディスペンサーは 簡単に機能し、固形構成物のむき出しになった表面に水スプレーを当て、構成物 の一部を溶解し、すぐに構成物を含む濃縮溶液をディスペンサーから貯蔵所へあ るいは直接使用ポイントに向けることができる。 本発明は、さらに後述の詳細な例によって記載される。これらの例は、先の記 載で説明した本発明の範囲を制限することを意味するものではい。本発明の概念 内での変化は、熟練した先行技術内での概念から明らかである。引用した参照の 開示を本明細書中で参照として取り入れた。 例1 連続混合システムを使用した洗浄構成物の製造 米国特許第3,730,487号、米国再発行特許第RE29,387号に記載されているよう に、業務用衣類洗濯洗浄剤として使用するために3種類の洗浄構成物をブレッド スレイ パイパー連続式スピードフローミキサー(モデル45)と組み合わせた テレダイン2”型連続式ミキサーを使用して製造した。 固形水酸化ナトリウムビーズと50%苛性剤をテレダイン連続式ミキサーに供 給し、高剪断力混合によって調剤し、苛性ビーズを50%苛性溶液中でウェット グラインドにかける。次に、界面活性剤を苛性混合物に加えた。次にその混合物 をブレッドスレイ パイパー連続式ミキサーに直接入れ、コーティッドトリポリ リン酸塩界面活性剤、カプセル化塩素を加え、苛性混合物を混合した。ブレッド スレイミキサーを低剪断力で原料を混合するように設定した。次に材料をプラス チックチューブで包装して、凝固させた。 構成物の処方と分析結果を以下に示した。 結果 全ての実行例に置いて、活性原料のトリポリリン酸ナトリウムをうまく 保持しながら凝固した。また、カプセル化ナトリウムの利用可能な塩素もうまく 保持できた。 例2 ツインスクリューエクストリューダーを使用した 高アルカリ性洗浄構成物の製造 業務用衣類洗濯洗浄剤に使用するための洗浄構成物をツインスクリューエクス トリューダーを使用して製造した。エクストリューダーは、5セクション、62 mm、ビューラー ミアグ ツインスクリューエクストリューダー(100HP) 、ビューラー ミアグ、インコーポレイテッド製(アメリカ合衆国ミネソタ州プ リマス)を使用した。初めの3つのセクション(1〜3)を高剪断力混合用に設 置した。あとの2つのセクション(4〜5)は低剪断力混合用に設置した。 排出口の圧力は60psigに設定した。パイプなしのダイの圧力は44psig、ダ イの温度は98°Fにした。コーティッドトリポリリン酸ナトリウムのフィーダ ーパイプの前のセクションの温度は69.8°Fで、後のセクションは73.4° Fであった。パイプ付きのダイの圧力は58psigで、ダイの温度は98°Fであ った。 粉末フィーダーによって苛性ビーズをエクストリューダーの第1セクションの 粉末供給口へ供給した。粉末を供給した後すぐに50%苛性溶液をエクストリュ ーダーの第1セクションにポンプで組み入れた。高剪断力で混合できるよう設計 されたエクストリューダーの最初の3つのセクションを利用して50%苛性物中 で苛性物ビーズをウェットミルにかけた。粉体及び液体を供給する流量、つまり フィード速度を下記の表に示した。第2フィード口はエクストリューダーの第4 セクションに設けられ、そこを通じて液体界面活性剤やコーティッドトリポリリ ン酸ナトリウムをウェットミルにかけた苛性混合物に加えた。エクストリューダ ーの最後の2つのセクションは、界面活性剤とコーティッドトリポリリン酸塩を ウェットミルにかけた苛性混合物とブレンドするように設計された。 例1の混合物からは、自由に流れ、容易に成形できる材料が得られ、エクスト リューダーから排出されて30分以内に凝固した。例2から4の混合物では粘度 が増加し、排出後、型の中である形を保った。例5の混合物はエクストリューダ ーから排出されたときは半固体で、ある形を維持し、エクストリューダーから排 出されて2分以内でその形に凝固した。例1から例5の混合物の粘度は、自由に 流れる液体(例1)から自身の形を維持できる半固体材料(例5)にまで増加し た。粘度の増加は、混合物中の苛性物質の濃度の上昇、つまり76%から83. 4%の上昇に対応していた。 例3 苛性水溶液中での苛性ビーズのウェットミル ロスミキサーを使用して洗浄構成物を2バッチ作り、水溶液中で固形アルカリ をウェットミルにかける時間の違いを比較した。ステイターヘッドと優れたスク リーンヘッドを備えたロスミキサー(チャールズ ロス アンド サン カンパ ニー製(モデルME-100L))に原料を供給した。 原料を以下の通りに配合した。 最初のバッチでは、水酸化ナトリウムビーズを50%水酸化ナトリウム溶液中 で45秒間室温でウェットミルにかけた。ロスミキサーを約5のスピード設定に し、固形アルカリをウェットミルにかけた。界面活性剤とコーティッドトリポリ リン酸塩を苛性混合物中に加え、標準のラボラトリーミキサーで更に3分間混合 した。 2番目のバッチでは、苛性ビーズを3分間、最初に実行したように同じ速度、 剪断力、温度でウェットミルにかけた。界面活性剤とコーティッドトリポリリン 酸塩を加え、最初に実行したように同じ速度、剪断力、温度で更に3分間混合し た。 ペネトロメーターと示差走査カロリメーター(Differential Scanning Calori meter)(DSC)で、ゼロ(T o)から46時間までの間の様々な時間ごとに 2つのバッチの記録をそれぞれ取った。ペネトロメーターの記録結果を以下に示 した。 結果 2つのバッチの凝固時間の違いはかなりなものであった。固形苛性物 を45秒間ウェットミルにかけたときの混合物は、生成物の固化に24時間以上 もかかった。それと比較して、苛性物を3分間ウェットミルにかけたときの混合 物は、およそ2時間で生成物は固化した。 DSCの記録 次の時間間隔でDSC分析を2つのバッチで実行した。:1、6.5、24、 36、51、72時間。DSC分析の結果を以下に示した。 結果 2つのバッチ間のDSC記録の差異はかなりのものであった。固形苛 性物をロスミキサーで3分間ウェットミルにかけた2番目のバッチでは、苛性一 水和物はすぐに発現した(図1参照)。固形アルカリを3分間ミルにかけたバッ チでは、17時間経っただけで重要な一水和物のピークが見られた。固形苛性物 を45秒ウェットミルにかけたバッチでは、重要な一水和物のピークは76時間 後にでき始めた(図2参照)。以上の結果から、苛性固形物の粒子の大きさが小 さくなると生成物の凝固速度は増すことがわかる。 例4 ウェットミルによる粒子サイズの減少 ロスラボラトリーミキサーを使用して、様々な時間間隔でミルにかけたときの 粉砕具合を測定するために次の実験を行った。52%の未加工水酸化ナトリウム ビーズと48%カイドール(Kaydol)鉱油の混合物をロスミキサーに入れ、スピ ード設定を5にしてミルにかけた。ミルにかけた後、7.5グラムと13グラム の間の未加工あるいはミルをかけたビーズを75グラムの鉱油に加えた。次に固 形 アルカリの粒子サイズをラセンテック(Lasentec)粒子サイズ分析装置(レーザ ーセンサー テクノロジー インコーポレイテッド製(モデル ラブテック(La b-Tech)100TM))を使用して測定した。その結果、未加工ビーズ粒子の平均 直径は500ミクロンを超えていたが、3分間ミルにかけると約10ミクロンに なった。 別の実験では、苛性ビーズ(水酸化ナトリウム、NaOH)を50%苛性(水酸化 ナトリウム、NaOH)溶液中でウェットミルにかけた。構成物の凝固をペネトロメ ーターを使用して時間延長して測定した。結果を以下の表に示した。 苛性物粉砕実験 ロム(rom) ラセンテック粒子サイズ分析装置 上述した実験で得られた粒子の平均直径を基にして結果を計算した。それぞれ の構成物の表面積(μm2)を計算して、凝固時間(分)に対してグラフで示した (図3参照)。また、平均のペネトロメーターの記録を凝固時間(分)に対して グラフ化した(図4参照)。その結果から処理構成物の凝固速度は、ウェットミ ルの程度を上げて、固形アルカリの粒子を小さくするほど増大することが示され た。 混合物をカプセルに入れて形成した。14日間貯蔵した後にカプセルの膨張し たパーセントを測定した。以下の表に示した結果から、膨張の程度はウェットミ ルによる粉砕程度が減るにつれて増大したことがわかった。 EQ 苛性物質粉砕実験 ロム(rom)ラセンテック粒子サイズ分析装置 粉砕による膨張のパーセントを調べる実験
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年10月4日 【補正内容】 浄構成物の製造が開示されている。その洗浄構成物を製造するには、熱不活性化 原料の固形粒子を型の中に置き、隙間に行き渡るように溶融アルカリ性原料を固 形粒子の上に注ぐ。それから、溶解物を冷却して固形状にする。その結果として できた固形ブロック洗浄構成物は熱不活性化原料の粒子を含み、その粒子は構成 物中に均一に分散している。 融解温度にしないで原料をブレンドすることによって溶融法を開発し単純化す る別の試みがされている。例えば、ガンサーによる米国特許第4,753,755号では 、硬質金属イオン封鎖剤とアルカリ性水溶液を50〜130°F(10〜54℃ )の間で結合させ、アルカリ性液体分散物を形成し、次にその分散物に凝固可能 な量の固形苛性材料を添加するという方法が開示されている。スミスによる米国 特許第2,164,092号では、メタリン酸塩をオルトリン酸塩及び又は二リン酸塩に 変え、水と水和してアルカリ性溶液を凝固させる条件下でメタリン酸塩化合物を 加えてアルカリ性水溶液を凝固させる方法が開示されている。ガンサーやスミス による方法は、融解温度を必要としない固形ブロック洗浄構成物の製造方法を提 供するものである。ガンサーの方法は一般的に混合回数を増やす必要があり、凝 固するのに何時間もかかる。また、ニトリロ三酢酸構成物に限定されていて、実 質上流動しないレベルの粘度にするまで何時間もかかり、生成物の分離を防ぐた めには長い間混合し、混合回数を3回にする必要がある。スミスの方法は、リン 酸塩を基材とする洗浄構成物に限定される。 また、押し出し加工によって洗浄構成物を製造するために多様な試みがされて いる。ブリュージ等による米国特許第5,061,392号では、例えば、ペースト状の 濃度を有する洗浄構成物を形成する方法を開示している。その方法は、トリポリ リン酸カリウムを含む第一水溶液と、水溶性でナトリウムを基材とする洗浄ビル ダー即ち水酸化ナトリウムを含む第二水溶液とを結合させるというものである。 別の押し出し加工方法では、ラマチャンドランによる米国特許第4,933,100号に 開示されているように、合成有機洗浄剤、トリポリリン酸ナトリウムのような水 和ビルダー塩、及び水を一緒にこねて、有機洗浄剤の粒子あるいは扁平状のもの 存在する自由水と結合して水和でき、アルカリ性マトリックスが固化して均一な 固形構成物になる程度まで水和できる固形アルカリ原料を意味する。本発明によ って処理される構成物に使用するのに適切な水和性アルカリ物質は、例えば、水 酸化ナトリウムあるいはカリウムなどのようなアルカリ金属水酸化物を含み、好 ましくは水酸化ナトリウムがよい。水酸化ナトリウムのようなアルカリ金属水酸 化物は、約12〜100USメッシュ(0.1-1.5mm)の大きさの粒子が混じった、 平均約500ミクロンの大きさの粒状ビーズの固形物として購入可能である。 アルカリ性水質媒体は、好ましくは水酸化カリウムあるいはナトリウムのよう なアルカリ金属酸化物の水溶液がよく、水酸化ナトリウム溶液がよい。アルカリ 性水質媒体は好ましくは約40〜60%アルカリ性溶液、好ましくは約45〜5 5%溶液がよい。好ましいアルカリ性溶液は水酸化ナトリウム溶液で、50%溶 液として購入できる。 本発明の方法によれば、固形水和性アルカリ源は、固形アルカリをウェットミ ルにかけて適切な大きさの粒子にするのに効果的な、そして均一なアルカリ性マ トリックスを形成するのに効果的な量のアルカリ性水質媒体と結合する。所望の 他の添加剤を苛性原料と混合してもよい。 固形アルカリ材料がアルカリ性水質媒体に存在する自由水を水和水として固定 させるという活性を有するので、苛性マトリックスは凝固する傾向を示し、この ことは高く評価できる。処理中にアルカリ性マトリックスの固化が早く起きすぎ ると、他の原料と混合して均一な混合物を形成するのに支障を来し、及び/また は処理アルカリ性マトリックスを注型や押し出し成形をするときにも支障を来す 。従って、固形アルカリ金属水酸化物及びまたは他の水和性アルカリ源の量と、 アルカリ性水溶液(例:%溶液)の量及び希釈濃度は、処方する他の原料と結合 するアルカリ性マトリックスを提供するのに効果的なもので、そのため、原料を 均一で流動性のある混合物として処理することができ、原料を混合システムから 排出後、所望の期間内、好ましくは約1分から約3時間以内で凝固させる。 処方に含まれる固形アルカリとアルカリ性水溶液の量は、全アルカリ性マトリ か、液体材料あるいはプレミックスの一部として含まれている。 溶融処理によって製造された構成物と異なって、本発明による処理混合物は、 混合システムからアルカリ性マトリックスが排出されると同時に十分に水和でき る程の固形アルカリを含まない。混合システムから排出されると、固形苛性物の 水和が生じ、ゆっくりと平衡点に達し、アルカリ性マトリックスは凝固する。そ の時の温度は、共晶の融点/凝固点未満で、約5〜48時間かかる。 通常の洗浄原料と他の添加剤は、所望の苛性マトリックスと結合する。原料は 液体あるいは固形状で、例えば乾燥粒子、好ましくは固体であり、単独で混合物 に加えられたり、他の原料とのプレミックスの一部として加えられる。固形アル カリと液体アルカリは結合して、任意の添加剤が全体に分布したアルカリ性マト リックスを形成する。 水の苛性マトリックスは熱力学的に不安定な傾向にあり、凝固させると熱力学 的平衡に達する。従って、効果的な剪断力で原料を混合できる混合システムを使 用すれば、原料を混合して実質上均一なマトリックスを形成することができ、ア ルカリ性マトリックスを流動性のある濃度に維持できる。また、連続処理や、固 まり全体における原料類の均一分布に適した型の一般的な産業用混合及び又は剪 断装置を使用して、アルカリ性マトリックスをかき混ぜ、混合し、撹拌し、ブレ ンドし、注ぎ、押し出し、及び又は型取ることができる粘度を維持するアルカリ 性マトリックスが好ましい。処理中のアルカリ性マトリックスの粘度は、好まし くは約1,000〜1,000,000cpsである。本発明の範囲を制限しようとす るものではないが、アルカリ性原料の混合物を剪断力を強くして混合すると、構 成物の原料を溶かして均一な混合物を形成する通常の製造方法で要する温度より もかなり低い温度でアルカリ性マトリックスを製造することができると、少なく とも部分的には考えられている。 アルカリ性マトリックスを構成物のアルカリ性原料の融解温度より約1〜90 ℃低い温度、好ましくは約5〜20℃低い温度で処理することが望ましい。処理 中、アルカリ性マトリックスには外部から熱を全く加えていないか最小限しか 加えていないが、処理条件の変化及びまたは原料間での発熱反応によって、アル カリ性マトリックスの到達する温度が処理中に上がることも考えられる。任意で はあるが、アルカリ性マトリックスの温度を上げることもできる。例えば、混合 システムの入口と出口で外部熱源から熱を加えて約50〜75℃、好ましくは約 55〜60℃の温度に到達させてマトリックスの処理を促すこともできる。 一般的に、原料を処理する圧力は少なくとも約5psig(34.5Kpa)、好ましく は約5〜6000psig(34.5-41370Kpa)、最も好ましくは約5〜150psig(3 4.5-1034.5Kpa)であるのがよい。処理中のアルカリ性マトリックスの流動性を 維持するために、ミキサーや放出口などを通じてマトリックスを押し進めるのに 効果的な力を提供するために、所望の圧力をかける。 アルカリ性マトリックスを混合システムから取り出して、型や他の容器に入れ て注型成形したり、マトリックスを押し出し成形にしたりする。好ましくは、ア ルカリ性マトリックスを、包装紙状のもの、容器、フィルム、厚紙包装、型や他 の包装システムに注いで注型にしたり、押し出し成形にする。また、固形構成物 のディスペンサーとして使用できるものに注ぐのが任意ではあるが、好ましい。 混合システムから排出する時点でのアルカリ性マトリックスの温度は、アルカリ 性マトリックスを最初に冷却しなくても包装システムに直接入れて注型にしたり 押し出し成形できるのに十分な程低いことが好ましい。好ましくは、排出時のア ルカリ性マトリックスの温度はおおよそ周囲の温度、好ましくは約15〜80℃ 好ましくは約15〜60℃であるのがよい。次にアルカリ性マトリックスを固化 させて固形状にする。固形状とは、密度の低い、スポンジ状の、柔らかい、コー キング材のような硬さから、密度の高い、合成固体(fused solid)やコンクリ ート状のブロックといったものまである。混合システム 本発明によれば、高アルカリ性構成物をバッチ型或いは連続 式混合システムで処理することができる。例えば、構成物をバッチ型処理システ ムを使用して製造することもできる。例えばロス ミキサーはチャールズ ロ る間の混合物の流動性を増加させることができる。好ましくは、排出口の時点も 含めた処理中のアルカリ性マトリックスの温度は、固形アルカリ性マトリックス の融解温度あるいはそれ以下の温度、好ましくは約50〜150℃に維持される のがよい。 エクストリューダーでは、スクリュー類を回転動作させることによって原料を 混合し、かなりの圧力をかけて混合物をエクストリューダーのセクションを通じ て押し進める。混合システム内での圧力を少なくとも約5psig(34.5Kpa)、好 ましくは約5〜6,000psig(34.5-41370Kpa)、最も好ましくは約5〜150 psig(34.5-1034.5Kpa)にまで増加させ、1つ以上の胴体セクシヨン内で所望の 粘度レベルでアルカリ性マトリックスを維持したり、あるいはダイでエクストリ ューダーからマトリックスを排出させるのを促す。 原料の処理が完了すると、アルカリ性マトリックスは排出口好ましくはダイを 通じてエクストリューダーから出される。また、圧力を排出口で上げるとアルカ リ性マトリックスの押し出し加工が容易になり、成形物の外観を変えることがで きる。例えば、伸びた形にしたり、所望される通りに手触りを滑らかにあるいは ざらざらにしたりすることなどができる。 アルカリ性マトリックスは、エクストリューダーから排出されたとき十分に高 い粘度を有するので、排出されたマトリックスの形は実質上マトリックスが凝固 して固形構成物になるまで維持される。好ましくは、排出前のアルカリ性マトリ ックスの粘度は、約20,000〜1,000,000cpsであるのがよい。マトリ ックスの粘度は、1種類以上の濃縮剤、例えば粘土や、ポリアクリラート、セル ロース、いぶしたシリカ、その他の物質などの添加によって増大する。 また、アルカリ性マトリックス中のアルカリの量が増えると、粘度も増大する と考えられている。例えば、水酸化ナトリウムといった無水物材料を含む約50 %の苛性溶液は固形アルカリ材料と結合して、全アルカリ性が約80〜90%と なるマトリックスを提供する。以上のようにアルカリ性マトリックスの全アルカ リ性が高くなって、通常の構成物が含む約65〜75%アルカリ性あるいはそ れより低いアルカリ性を上回ると、排出されたアルカリ性マトリックスの凝固速 高アルカリ性洗浄構成物の製造 業務用衣類洗濯洗浄剤に使用するための洗浄構成物をツインスクリューエクス トリューダーを使用して製造した。エクストリューダーは、5セクション、62 mm、ビューラー ミアグ ツインスクリューエクストリューダー(100HP) 、ビューラー ミアグ、インコーポレイテッド製(アメリカ合衆国ミネソタ州プ リマス)を使用した。初めの3つのセクション(1〜3)を高剪断力混合用に設 置した。あとの2つのセクション(4〜5)は低剪断力混合用に設置した。 排出口の圧力は60psig(413.7Kpa)に設定した。パイプなしのダイの圧力は 44psig(303.4Kpa)、ダイの温度は98°F(37℃)にした。コーティッド トリポリリン酸ナトリウムのフィーダーパイプの前のセクションの温度は69. 80°F(21℃)で、後のセクションは73.4°F(23℃)であった。パ イプ付きのダイの圧力は58psig(400Kpa)で、ダイの温度は98°F(37℃ )であった。 粉末フィーダーによって苛性ビーズをエクストリューダーの第1セクションの 粉末供給口へ供給した。粉末を供給した後すぐに50%苛性溶液をエクストリュ ーダーの第1セクションにポンプで組み入れた。高剪断力で混合できるよう設計 されたエクストリューダーの最初の3つのセクシヨンを利用して50%苛性物中 で苛性物ビーズをウェットミルにかけた。粉体及び液体を供給する流量、つまり フィード速度を下記の表に示した。第2フィード口はエクストリューダーの第4 セクションに設けられ、そこを通じて液体界面活性剤やコーティッドトリポリリ ン酸ナトリウムをウェットミルにかけた苛性混合物に加えた。エクストリューダ ーの最後の2つのセクションは、界面活性剤とコーティッドトリポリリン酸塩を ウェットミルにかけた苛性混合物とブレンドするように設計された。 結果 2つのバッチの凝固時間の違いはかなりなものであった。固形苛性物 を45秒間ウェットミルにかけたときの混合物は、生成物の固化に24時間以上 もかかった。それと比較して、苛性物を3分間ウェットミルにかけたときの混合 物は、およそ2時間で生成物は固化した。 DSCの記録 次の時間間隔でDSC分析を2つのバッチで実行した。:1、6.5、24、 36、51、72時間。DSC分析の結果を以下に示した。 請求の範囲 1.均一な高アルカリ性固形洗浄構成物であって、 (a)固形水和性アルカリ性材料とアルカリ性水質媒体とを前記固形アルカリ性 材料の融点未満の温度で高剪断力をかけて混合し、流動性のある固形アルカリ性 マトリックスを形成し、 (b)前記混合システムから前記流動性のあるアルカリ性マトリックスを排出さ せ、次いで (c)前記流動性のあるアルカリ性マトリックスを固化させて固形構成物にする という方法によって製造されることを特徴とする均一な高アルカリ性固形洗浄構 成物。 2.前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスは約65〜95%の固形アル カリ性材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗 浄構成物。 3.前記流動性のある固形アルカリ性マトリックス全体のアルカリ性は約80〜 90%であることを特徴とする請求項2に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構 成物。 4.排出段階(b)における前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスは、 ミキサーから排出されて固形構成物に凝固するまで実質上形を維持するのに効果 的な粘度を有することを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗 浄構成物。 5.前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスは、約1000〜1,000, 000cpsの粘度を有することを特徴とする請求項4に記載の均一な高アルカリ 性固形洗浄構成物。 6.前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスは、排出段階(b)の後、1 分から3時間以内に固化することを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカ リ性固形洗浄構成物。 7.前記固形構成物は合成固形ブロックであることを特徴とする請求項1に記載 の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 8.前記固形構成物は柔軟性があることを特徴とする請求項1に記載の均一な高 アルカリ性固形洗浄構成物。 9.前記アルカリ性原料は、前記固形アルカリ性材料の融点より1〜90℃低い 温度で混合されることを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗 浄構成物。 10.前記混合されるときの温度は15〜30℃であることを特徴とする請求項 9に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 11.前記アルカリ性原料は、20〜250rpmの速さで混合されることを特 徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 12.前記アルカリ性原料は、5〜150psigの圧力がかけられて混合され ることを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 13.前記流動性のあるアルカリ性マトリックスは15〜80℃の温度でミキサ ーから排出されることを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗 浄構成物。 14.前記混合システムは連続式フローミキサーであることを特徴とする請求項 1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 15.排出段階(b)は、前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスを型や 容器に入れて注型にすることを含むことを特徴とする請求項15に記載の均一な 高アルカリ性固形洗浄構成物。 16.前記連続式フローミキサーはエクストリューダーであり、排出段階(b) は前記流動性のあるアルカリ性マトリックスを型や容器に押し出すことを特徴と する請求項14に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 17.前記エクストリューダーはツイン スクリュー エクストリューダーであ ることを特徴とする請求項16に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 18.前記水和性アルカリ性材料はアルカリ金属水酸化物であることを特徴とす る請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 19.前記アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムで あることを特徴とする請求項18に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 20.前記アルカリ性原料は前記流動性のあるアルカリ性マトリックスの全体に 分布するような添加剤と配合され、前記添加剤は濃縮剤、粘度を変える薬剤、金 属イオン封鎖剤、二次的洗浄剤、洗浄充填剤、消泡剤、再付着防止剤、染料、発 臭剤、漂白剤、前記薬剤類をくみあわせたものからなるグループから選択される ことを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 21.前記濃縮剤は、粘土、ポリアクリラート、セルロース誘導体、沈降シリカ 、 いぶしたシリカ、ゼオライト、前記薬剤類をくみあわせたものからなるグループ から選択されることを特徴とする請求項20に記載の均一な高アルカリ性固形洗 浄構成物。 22.前記二次的洗浄剤は、脂肪アルコールの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、カルボキシリックアミド、ポリアルキレンオキシ ドブロック共重合体、前記物質類を混合物を含むグループから選ばれるポリアル キレンオキシド非イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項20に記載の 均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 23.前記二次的洗浄剤は、アルキルカルボキシラートやポリアルコキシカルボ キシラート、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、硫酸化アルコール、硫酸化 アルコールエトキシラート、硫酸化アルキルフェノール、アルキル硫酸塩、スル ホこはく酸エステル、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩エステル、前 記物質類の混合物を含むグループから選ばれる陰イオン界面活性剤であることを 特徴とする請求項20に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 24.前記二次的洗浄剤は、C18アルキル鎖あるいはアルケニル鎖が結合した第 一、第二、第三モノアミン、アミンオキシド、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ラート、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、前 記物質類を混合物を含むグループから選ばれる陽イオン界面活性剤であることを 特徴とする請求項20に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 25.前記構成物は、調剤装置と組み合わさっていることを特徴とする請求項1 に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 26.均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法であって、 (a)固形水和性アルカリ性材料とアルカリ性水質媒体とを前記固形アルカリ性 材料の融点未満の温度で高剪断力で混合し、流動性のある固形アルカリ性マトリ ックスを形成し、 (b)前記混合システムから前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスを排 出させ、次いで (c)前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスを固化させて固形構成物に する ことを特徴とする均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 27.前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスは、約65〜95%アルカ リを含むことを特徴とする請求項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成 物の製造方法。 28.前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスは、ミキサーから排出され て固形構成物に凝固するまで実質上形を維持するのに効果的な粘度を有すること を特徴とする請求項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法 。 29.混合段階(a)は、温度が15〜30℃で、速度が約20〜250rpm で、圧力が5〜150psigのもとで行われることを特徴とする請求項26に 記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 30.排出段階(b)の温度は15〜80℃であることを特徴とする請求項26 に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 31.前記混合システムは連続式フローミキサーであり、排出段階(b)は、前 記流動性のある固形アルカリ性マトリックスを型や容器に入れて注型にすること を含むことを特徴とする請求項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物 。 32.前記連続式フローミキサーはエクストリューダーであり、排出段階(b) は前記流動性のある固形アルカリ性マトリックスを型や容器に押し出すことを含 むことを特徴とする請求項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ),AM, AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE ,HU,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK, LR,LT,LU,LV,MD,MG,MN,MW,N L,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SI,SK,TJ,TT,UA,UZ,VN (72)発明者 ジョンソン, ダイアン, ケイ. アメリカ合衆国 ミネソタ州 55119 セ ント ポール, フレモント アベニュー 2138

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.均一な高アルカリ性固形洗浄構成物であって、 (a)固形水和性アルカリ性材料とアルカリ性水質媒体とを混合システム中で前 記固形アルカリ性材料の融点あるいはそれより低い温度で、そして前記固形アル カリ性材料がアルカリ性マトリックス形成に効果的な大きさの粒子になるような 適切な剪断力で混合し、 (b)前記混合システムから前記アルカリ性マトリックスを排出させ、次いで (c)前記アルカリ性マトリックスを固化させて固形構成物にする という方法によって製造されることを特徴とする均一な高アルカリ性固形洗浄構 成物。 2.前記アルカリ性マトリックスは約65〜95%の固形アルカリ性材料を含む ことを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 3.前記アルカリ性マトリックス全体のアルカリ性は約80〜90%であること を特徴とする請求項2に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 4.排出段階(b)における前記アルカリ性マトリックスは、ミキサーから排出 されて固形構成物に凝固するまで実質上形を維持するのに効果的な粘度を有する ことを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 5.前記アルカリ性マトリックスは、約1000〜1,000,000cpsの粘度 を有することを特徴とする請求項4に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物 。 6.前記アルカリ性マトリックスは、排出段階(b)の後、約1分から約3時間 以内に固化することを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄 構成物。 7.前記固形構成物は合成固形ブロックであることを特徴とする請求項1に記載 の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 8.前記固形構成物は柔軟性があることを特徴とする請求項1に記載の均一な高 アルカリ性固形洗浄構成物。 9.前記アルカリ性原料は、前記固形アルカリ性材料の融点より約1〜90℃低 い温度で混合されることを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形 洗浄構成物。 10.前記混合されるときの温度は約15〜30℃であることを特徴とする請求 項9に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 11.前記アルカリ性原料は、約20〜250rpmの速さで混合されることを 特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 12.前記アルカリ性原料は、約5〜150psigの圧力がかけられて混合さ れることを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 13.前記混合物は約15〜80℃の温度でミキサーから排出されることを特徴 とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 14.前記混合システムは連続式フローミキサーであることを特徴とする請求項 1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 15.排出段階(b)は、前記アルカリ性マトリックスを型や容器に入れて注型 にすることを含むことを特徴とする請求項15に記載の均一な高アルカリ性固形 洗浄構成物。 16.前記連続式フローミキサーはエクストリューダーであり、排出段階(b) はアルカリ性マトリックスを型や容器に押し出すことを特徴とする請求項14に 記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 17.前記エクストリューダーはツイン スクリュー エクストリューダーであ ることを特徴とする請求項16に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 18.前記水和性アルカリ性材料はアルカリ金属水酸化物であることを特徴とす る請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 19.前記アルカリ金属水酸化物は水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムで あることを特徴とする請求項18に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 20.前記アルカリ性原料は添加剤と配合され、前記添加剤はアルカリ性マトリ ックスの全体に分布していることを特徴とし、前記添加剤は濃縮剤、粘度を変え る薬剤、金属イオン封鎖剤、二次的洗浄剤、洗浄充填剤、消泡剤、再付着防止剤 、染料、発臭剤、漂白剤、前記薬剤類をくみあわせたものからなるグループから 選択されることを特徴とする請求項1に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成 物。 21.前記濃縮剤は、粘土、ポリアクリラート、セルロース誘導体、沈降シリカ 、いぶしたシリカ、ゼオライト、前記薬剤類をくみあわせたものからなるグルー プから選択されることを特徴とする請求項20に記載の均一な高アルカリ性固形 洗浄構成物。 22.前記二次的洗浄剤は、脂肪アルコールの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、カルボキシリックアミド、ポリアルキレンオキシ ドブロック共重合体、前記物質類を混合物を含むグループから選ばれるポリアル キレンオキシド非イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項20に記載の 均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 23.前記二次的洗浄剤は、アルキルカルボキシラートやポリアルコキシカルボ キシラート、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、硫酸化アルコール、硫酸化 アルコールエトキシラート、硫酸化アルキルフェノール、アルキル硫酸塩、スル ホこはく酸エステル、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩エステル、前 記物質類の混合物を含むグループから選ばれる陰イオン界面活性剤であることを 特徴とする請求項20に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 24.前記二次的洗浄剤は、C18アルキル鎖あるいはアルケニル鎖が結合した第 一、第二、第三モノアミン、アミンオキシド、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ラート、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、前 記物質類を混合物を含むグループから選ばれる陽イオン界面活性剤であることを 特徴とする請求項20に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 25.前記構成物は、調剤装置と組み合わさっていることを特徴とする請求項1 に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 26.均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法であって、 (a)固形水和性アルカリ性材料とアルカリ性水質媒体とを混合システム中で前 記固形アルカリ性材料の融点あるいはそれより低い温度で、そして前記固形アル カリ性材料がアルカリ性マトリックス形成に効果的な大きさの粒子になるような 適切な剪断力で混合し、 (b)前記混合システムから前記アルカリ性マトリックスを排出させ、次いで (c)前記アルカリ性マトリックスを固化させて固形構成物にする ことを特徴とする均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 27.前記アルカリ性マトリックスは、約65〜95%アルカリを含むことを特 徴とする請求項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 28.前記アルカリ性マトリックスは、ミキサーから排出されて固形構成物に凝 固するまで実質上形を維持するのに効果的な粘度を有することを特徴とする請求 項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 29.混合段階(a)は、温度が約15〜30℃で、速度が約20〜250rp mで、圧力が約5〜150psigのもとで行われることを特徴とする請求項2 6に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 30.排出段階(b)の温度は約15〜80℃であることを特徴とする請求項2 6に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物の製造方法。 31.前記混合システムは連続式フローミキサーであり、排出段階(b)は、前 記アルカリ性マトリックスを型や容器に入れて注型にすることを含むことを特徴 とする請求項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。 32.前記連続式フローミキサーはエクストリューダーであり、排出段階(b) はアルカリ性マトリックスを型や容器に押し出すことを含むことを特徴とする請 求項26に記載の均一な高アルカリ性固形洗浄構成物。
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