KR101929896B1

KR101929896B1 - 알칼리성 세제에서 금속 보호를 증진시키기 위한 아미노 카르복실레이트의 용도

Info

Publication number: KR101929896B1
Application number: KR1020167014086A
Authority: KR
Inventors: 리사 마우린 샌더스; 앤드류 엠. 젠센; 크리스토퍼 호지슨
Original assignee: 에코랍 유에스에이 인코퍼레이티드
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2018-12-17
Also published as: ES2883103T3; CA2928945C; CN105814181B; JP2018009196A; SG11201603382PA; US20160122689A1; EP3063259A1; US20160068786A1; US20190276772A1; JP2022079468A; AU2017202095B2; AU2017279802B2; EP3916076C0; MX2016005269A; WO2015065800A1; JP2020056032A; US10344248B2; US9267096B2; AU2014342709B2; US9809785B2

Abstract

본 발명은 침전물 축적을 방지하고, 또한 놀랍게도 알칼리성 세제 조성물에 노출되는 품목의 유의한 금속 보호를 제공하는 웨어 세제 조성물을 포함한다. 본 발명에 따르면, 알칼리성 웨어 세제는 유효량의 아미노 카르복실레이트를 포함할 수 있다. 놀랍게도, 아미노 카르복실레이트를 포함한 세제는 또한 통상적인 부식 억제 성분들이 감소된 경우에도 부식에 대해 유의한 금속 보호를 제공하였다.

Description

알칼리성 세제에서 금속 보호를 증진시키기 위한 아미노 카르복실레이트의 용도 {USE OF AMINO CARBOXYLATE FOR ENHANCING METAL PROTECTION IN ALKALINE DETERGENTS}

기술 분야

본 발명은 아미노 카르복실레이트의 사용을 통해 알칼리성의 웨어 세척 세제 포뮬레이션(alkaline ware wash detergent formulation)에서의 부식 감소 및 금속 보호 제공에 효과적인 세제 조성물에 관한 것이다. 약 9 내지 12.5의 알칼리성 조건에서 사용하기 위한, 세제 조성물을 사용하여 부식을 방지하는 방법이 제공된다.

발명의 배경

알칼리성 세제는 일반적으로 알칼리성 공급원으로서 알칼리 금속 카르보네이트 및/또는 하이드록사이드를 포함하고, 흔히 각각 애쉬(ash) 세제 및 세제 및 가성(caustic) 세제로 지칭된다. 알칼리 금속 카르보네이트 및/또는 알칼리 금속 하이드록사이드를 사용하는 세제 포뮬레이션은 효과적인 세정력을 제공하는 것으로 알려져 있다. 포뮬레이션은 이들의 부식 정도, 소비자 친화적 및/또는 환경 친화적 제품으로서의 용인(acceptance) 뿐만 아니라 그 밖의 세제 특징에 있어서 매우 달라질 수 있다. 일반적으로, 이들 세제 조성물의 알칼리성이 증가함에 따라, 금속 표면 보호의 어려움이 또한 증가한다. 그러므로, 이들 세제를 사용하는 시스템 내에서 품목의 금속 부식을 최소화하고/거나 제거하는 세제 조성물에 대한 필요성이 존재한다.

다양한 부식 억제제가 공지되어 있으며, 알칼리성 수용액과 접촉하게 되는 표면 부식을 방지하기 위해 사용되어 왔다. 일부 공지된 부식 억제제는 실리케이트, 예컨대 소듐 실리케이트를 포함한다. 불행히도, 소듐 실리케이트는 11 미만의 pH에서 수용액으로부터 침전하기 시작하고, 이에 따라 보다 낮은 pH를 갖는 수성 세정 용액 중에 사용되는 경우 접촉되는 표면의 부식을 방지하는 이들 물질의 효과를 크게 감소시켰다. 추가로, 실리케이트-함유 조성물 또는 이들의 잔류물이 세정되어야 하는 표면 상에서 건조되게 되는 경우, 육안으로 보이고, 그 자체는 제거되기가 매우 어려운 막 또는 얼룩이 흔히 형성된다. 이들 실리콘-함유 침착물의 존재는 세정 표면의 질감, 표면의 외관에 영향을 미칠 수 있으며, 조리면 또는 저장면 상에서는, 세정되는 표면과 접촉하게 되는 물질의 맛에 영향을 미칠 수 있다.

또한, 알칼리 민감성 금속에 대한 하이드록사이드 이온의 침습을 억제하기 위해 세정 조성물 중에 칼슘 이온을 포함하는 것이 알려져 있다. 그러나, 칼슘의 하이드록사이드 침전을 유도하지 않고 칼슘 이온을 알칼리성 세정제(cleaning agent)에 도입하는 것은 어려운 것으로 밝혀졌다. 이는 사용 용액으로 희석하도록 의도되는 농축 용액과 같은 매우 알칼리성인 용액에 대해 특히 그러하다. 이론적으로, 이러한 시스템에서 부식에 대한 보호는 용액 중 칼슘 이온의 존재를 기반으로 하며, 이에 따라 칼슘 이온의 침전이 시스템의 부식 억제 효과에 악영향을 미친다. 추가로, 포뮬레이션은 칼슘 이온과 결합할 수 있는 강한 킬레이트제를 포함하지 않을 수 있으며, 이 또한 부식 억제제로서 칼슘 이온의 효과를 감소시킬 수 있다.

따라서, 청구되는 본 발명의 목적은 개선되는 금속 보호, 감소되는 미립자 침전, 및 유지되는 효과적인 세정력을 지닌 알칼리성 세제 조성물을 개발하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 금속 표면의 유의한 부식을 야기하지 않고 pH 약 9 내지 약 12.5의 알칼리성 세제를 사용하는 방법을 제공하는 것이다.

발명의 간단한 요약

본 발명의 이점은 아미노 카르복실레이트를 포함하는 본 발명의 세제 조성물의 적용을 통한 웨어세척된(warewashed) 표면 상의 보호/부식 감소이다. 이에 따라, 처리된 기재(substrate) 표면의 미적 외관이 개선되고, 잔류 세척수 중의 입자상 물질이 또한 감소된다.

구체예에서, 본 발명은 아미노 카르복실레이트; 및 알칼리 금속 하이드록사이드, 카르보네이트, 메타실리케이트 및/또는 실리케이트를 포함하는 알칼리성 공급원(alkalinity source)를 포함하는 세제 조성물로서, 세제 조성물의 사용 용액이 pH 약 9 내지 12.5를 갖는 세제 조성물을 제공한다.

추가의 구체예에서, 본 발명은 세정된 표면 상의 금속 부식을 방지/감소시키면서 세정하는 방법으로서, 세제 조성물을 기재 표면에 적용하는 것을 포함하며, 세제 조성물은 아미노 카르복실레이트, 및 알칼리 금속 하이드록사이드, 카르보네이트, 카르보네이트, 메타실리케이트, 실리케이트 및/또는 이들의 조합물을 포함하는 알칼리성 공급원을 포함하고, 세제 조성물이 부식으로부터 금속 표면을 보호하는데 효과적인 방법을 제공한다. 이는 이러한 결과가 금속 보호 성분이 감소된 경우에서도 관찰되었기 때문에 놀라운 것이다. 또한, 세제 조성물은 경수(hard water) 상황에서 침전할 수 있고, 웨어세척 유닛(warewash unit) 및 디스펜서(dispenser)를 막히게 할 수 있는 부유 입자를 제거하는 것을 돕는다.

세정 조성물은 아미노 카르복실레이트, 및 알칼리성 세정 조성물에 유용한 여러 그 밖의 성분들 중 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, 조성물은 아미노 카르복실레이트, 알칼리성 공급원, 물, 계면활성제, 및/또는 등등을 포함할 수 있다. 구체예에서, 조성물은 약 1 wt. % 내지 약 3.5 wt. %의 아미노 카르복실레이트; 약 1 wt. % 내지 약 90 wt.%의 알칼리성 공급원; 약 0 내지 약 10 wt. %의 계면활성제를 포함할 수 있고, 나머지는 그 밖의 성분들, 예컨대 킬런트(chelant), 실리케이트 금속 보호제, 충전제, 안정제, 부식 억제제, 완충제, 방향제(fragrance) 등이다. 또한, 아미노 카르복실레이트를 사용하는 본 발명의 조성물은 그 밖의 통상적인 금속 보호제, 예컨대 소듐 실리케이트를 감소시키면서 개선된 금속 보호를 제공한다.

본 발명에 따른 이러한 세정을 요하는 물품은 알칼리 민감성 금속, 예컨대, 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금을 함유하는 표면을 지닌 어떠한 물품을 포함한다. 이러한 물품은 산업 플랜트, 유지 및 보수 서비스, 제조 설비, 주방 및 레스토랑에서 찾을 수 있다. 알칼리 민감성 금속을 포함하는 표면을 지닌 예시적 장비는 싱크(sink), 조리기구, 주방기구, 기계부품, 차량, 탱커 트럭(tanker truck), 자동차 바퀴, 작업대(work surface), 탱크, 침지 용기(immersion vessel), 분사 세척기(spray washer), 및 초음파조(ultrasonic bath)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따라 식기세척기 내부 이외의 환경에서 사용될 수 있는 세제 조성물이 제공된다. 세정을 필요로 하는 알칼리 민감성 금속은 여러 장소에 발견된다. 예시적인 장소는 또한, 트럭, 자동차 바퀴, 웨어, 및 시설을 포함한다. 알칼리 민감성 금속을 세정하기 위한 알칼리 민감성 금속 세정용 세제 조성물의 일 예시적인 적용은 자동차 세척 시설에서 자동차 바퀴를 세정함에 있어서 발견될 수 있다. 본 발명의 신규한 부식 억제제를 포함하는 조성물은 이들 적용 등 중 어느 하나에 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 알루미늄 및/또는 알루미늄 함유 합금의 표면을 본 발명의 세제/세정 조성물과 접촉시키고, 이후 헹굼으로써 알루미늄 및/또는 알루미늄 함유 합금을 세정하는 방법을 포함한다.

또한, 본 발명은 본 발명의 신규한 부식 억제 조성물을 사용함으로써 부식으로부터 알루미늄 및/또는 알루미늄 함유 합금을 보호하는 방법을 포함한다. 이 방법은 알루미늄 또는 알루미늄 함유 합금의 표면을 본 발명의 부식 억제 조성물과 접촉시키는 단계를 포함한다. 신규한 부식 억제 조성물은 하나 이상의 아미노카르복실레이트를 포함한다.

다수의 구체예가 기술되지만, 또한 본 발명의 예시적 구체예를 나타내고 기술하는 하기 상세한 설명으로부터 본 발명의 그 밖의 구체예가 당업자들에게 자명하게 될 것이다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 제한적인 것인 아니라 사실상 예시적인 것으로서 간주되어야 한다.

관련 구체예의 상세한 설명

본 발명은 아미노 카르복실레이트를 사용하는 세제 조성물에 관한 것이다. 세제 조성물은 통상적인 알칼리성 세제에 비해 다수의 이점을 갖는다. 예를 들어, 세제 조성물은 약 9 내지 약 12.5의 알칼리성 조건에서 세정 성능을 유지하면서 효과적인 개선된 금속 보호, 및 모든 디스펜서를 막히게 할 수 있는 경수 침전물의 감소를 제공한다.

본 발명의 구체예는 특정 알칼리성 세제 조성물로 국한되지 않으며, 이는 다양할 수 있고, 당업자들에 의해 이해된다. 또한 본원에서 사용되는 모든 용어는 단지 특정 구체예를 기술할 목적이고, 어떠한 방식 또는 범위를 한정하려고 의도되지 않는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태들은 내용이 명확하게 달리 기술되지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 추가로, 모든 단위, 접두어, 및 기호는 이의 SI 승인된 형태로 표기될 수 있다. 명세서내 인용된 수치 범위는 범위를 한정한 숫자들을 포함하며, 정의된 범위 내에 있는 각각의 정수를 포함한다.

본 발명이 보다 쉽게 이해될 수 있도록, 특정 용어들이 먼저 정의된다. 다르게 명시되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명의 구체예가 속하는 당해 기술자들에 의해 보편적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 기술되는 것들과 유사하거나, 변형되거나 동등한 다수의 방법 및 물질이 과도한 실험 없이 본 발명의 구체예를 실시하는데 사용될 수 있으며, 바람직한 물질 및 방법이 본원에 기술된다. 본 발명의 구체예를 기술하고 주장함에 있어서, 하기 용어는 하기에서 서술되는 정의에 따라 사용될 것이다.

구 "알칼리 민감성 금속"은 용액 상태의 알칼리성 세제에 노출되는 경우에 부식 및/또는 변색을 나타내는 그러한 금속을 나타낸다. 알칼리성 용액은 pH가 8 초과인 수용액이다. 예시적인 알칼리 민감성 금속은 연질 금속, 예컨대 알루미늄, 니켈, 주석, 아연, 구리, 황동, 청동, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 알루미늄 및 알루미늄 합금은 본 발명의 웨어세척 세제 조성물에 의해 세정될 수 있는 일반적인 알칼리 민감성 금속이다.

본 발명의 조성물에서 성분 또는 구성성분의 양 또는 본 발명의 방법에서 사용되는 성분 또는 구성성분의 양을 수식하는 본원에서 사용되는 용어 "약"은 예를 들어, 실세계에서 농축물 또는 사용 용액을 제조하기 위해 사용되는 통상적인 측정 또는 액체 조작 절차를 통해; 이러한 절차에서 의도하지 않은 오차를 통해; 본 조성물을 제조하거나 본 발명을 수행하기 위해 사용되는 구성성분들의 제조, 공급원, 또는 순도의 차이 등을 통해, 일어날 수 있는 수치 양의 변동을 나타낸다. 이러한 용어 약은 또한 특정 개시 혼합물로부터 얻어진 조성물에 대한 상이한 평형 조건으로 인하여 차이가 나는 양을 포함한다. 용어 "약"에 의해 수식되는지 또는 그렇지 않던지 간에, 청구항들은 이러한 양들과 등가량을 포함한다.

용어 "계면활성제" 또는 "표면 활성제(surface active agent)"는 액체에 첨가되는 경우에 표면에서 그러한 액체의 성질을 변화시키는 유기 화학물질을 나타낸다.

"세정"은 오물 제거, 표백, 제석(descaling), 얼룩제거(de-staining), 미생물 집단 감소, 헹굼, 또는 이들의 조합을 수행하거나 이에 도움이 되는 것을 의미한다.

본원에서 사용되는 용어 "실질적으로 부재하는(substantially free)"은 성분이 완전히 부족하거나 성분이 조성물의 성능에 영향을 미치지 않는 소량의 이러한 성분을 갖는 조성물을 지칭한다. 성분은 불순물로서 또는 오염물질로서 존재할 수 있고, 0.5 중량% 미만이어야 한다. 다른 구체예에서, 성분의 양은 0.1 중량% 미만이며, 또 다른 구체예에서, 성분의 양은 0.01 중량% 미만이다.

본원에서 사용되는 "고형" 세정 조성물은 고체 형태, 예컨대, 분말, 입자, 응집물, 박편, 과립, 펠릿(pellet), 정제, 로젠지(lozenge), 퍽(puck), 브리켓(briquette), 브릭(brick), 고형 블록(solid block), 단위 용량, 또는 당업자들에게 알려져 있는 또 다른 고체 형태의 세정 조성물을 나타낸다. 용어 "고형"은 고형 세제 조성물의 예상된 저장 및 사용 조건 하에서의 세제 조성물의 상태를 나타낸다. 일반적으로, 세제 조성물은 100℉, 그리고 바람직하게는 120℉의 승온에 노출되는 경우 고체 형태로 유지될 것으로 예상된다. 캐스팅되거나, 압착되거나, 압출된 "고형물"은 블록을 포함하는 어떠한 형태를 취할 수 있다. 캐스팅되거나, 압착되거나 압출된 고형물을 나타내는 경우, 경화된 조성물은 인지가능할 정도로 유동하지 않을 것이고, 보통의 응력(stress), 압력 또는 단지 중력 하에서 실질적으로 그것의 모양, 예를 들어, 몰드(mold)로부터 제거되는 경우 몰드의 모양, 압출기로부터의 압출시 형성된 대로의 물품의 모양 등을 유지할 것이다. 고형 캐스팅된 조성물의 경도의 정도는 콘크리트와 유사한 비교적 치밀하고 경질인 융합 고형 블록의 경도에서 코킹 물질(caulking material)과 유사한, 가단성(malleable) 및 스펀지-유사인 것으로서 특징되는 컨시스턴시(consistency)까지 이를 수 있다.

용어 "활성물("active)" 또는 "활성물 %(percent active)" 또는 "활성물 중량%(percent by weight active)" 또는 "활성물 농도(actives concentration)"는 본원에서 상호교체가능하게 사용되는 것으로서, 물 또는 염과 같은 불활성 구성성분들을 제외한, 백분율로서 표시되는 세정에서 수반되는 이러한 구성성분들의 농도를 지칭한다.

용어 "실질적으로 유사한 세정 성능"은 일반적으로 대체 세정 제품 또는 대체 세정 시스템에 의한, 일반적으로 동일한 정도(또는 적어도 현저하게 보다 낮은 정도가 아닌) 청결도(cleanliness) 또는 일반적으로 동일한 수고의 소비(또는 적어도 현저하게 보다 낮은 정도가 아닌)의, 또는 둘 모두의 달성을 지칭한다.

본원에서 사용되는 용어 "약"은 예를 들어, 실세계에서 농축물 또는 사용 용액을 제조하기 위해 사용되는 통상적인 측정 또는 액체 조작 절차를 통해; 이러한 절차에서 의도하지 않은 오차를 통해; 본 조성물을 제조하거나 본 발명을 수행하기 위해 사용되는 구성성분들의 제조, 공급원, 또는 순도의 차이 등을 통해, 일어날 수 있는 수치 양의 변동을 나타낸다. 이러한 용어 "약"은 또한 특정 개시 혼합물로부터 얻어진 조성물에 대한 상이한 평형 조건으로 인하여 차이가 나는 양을 포함한다. 용어 "약"에 의해 수식되는지 또는 그렇지 않던지 간에, 청구항들은 이러한 양들과 등가량을 포함한다.

본원에서 사용되는 용어 "공급수," "희석수," 및 "물"은 본 발명의 방법 및 조성물과 함께 사용될 수 있는 어떠한 물 공급원을 나타낸다. 본 발명에 사용하기에 적합한 물 공급원은 매우 다양한 수질 및 pH 둘 모두를 포함하고, 비제한적으로 수도물, 우물물, 도시 용수 시스템에 의해 공급되는, 사설 용수 시스템에 의해 제공되는 물, 및/또는 그러한 시스템 또는 우물로부터의 직수를 포함한다. 물은 또한 사용수 저장소, 예컨대 재활용되는 물의 저장을 위해 사용되는 재활용 저장소, 저장 탱크, 또는 이들의 어떠한 조합으로부터의 물을 포함할 수 있다. 또한, 물은 식품 처리 또는 이송수를 포함한다. 본 발명의 시스템 및 방법에 유입되는 물 공급원과는 무관하게, 물 공급원은 제조 공장 내에서 추가로 처리될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 석회가 미네랄 침전을 위해 첨가될 수 있거나, 탄소 여과가 방향성 오염물질을 제거할 수 있거나, 추가의 염소 또는 이산화염소가 살균을 위해 사용될 수 있거나, 물이 역삼투를 통해 정제되어 증류수와 유사한 성질을 띨 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "웨어(ware)"는 식사 및 조리 기구, 식기 및 그 밖의 경질 표면, 예컨대 샤워기, 싱크, 변기, 조리대, 창문, 거울, 수송 차량 및 플로어(floor)와 같은 품목들을 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "웨어세척"은 웨어를 세척(washing), 세정(cleaning), 또는 헹구는 것을 지칭한다. 웨어는 또한 플라스틱으로 제조된 품목들을 나타낸다. 본 발명에 따른 조성물로 세정될 수 있는 플라스틱 타입은 폴리카르보네이트 폴리머 (PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 (ABS), 및 폴리설폰 폴리머 (PS)을 포함하는 것들을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 화합물 및 조성물을 사용하여 세정될 수 있는 또 다른 예시적인 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 포함한다.

본원에서 사용되는 용어, "중량 퍼센트(weight percent)", "wt. %", "중량퍼센트(percent by weight)", 및 "중량%(% by weight)" 등은 물질의 중량을 조성물의 총 중량으로 나누고 100을 곱한 것으로서 물질의 농도를 지칭한다. 본원에서 사용되는 "퍼센트", "%" 등은 "중량 퍼센트", "wt. %" 등과 동의어로 의도되는 것으로 이해된다.

이후 사용되는 디스펜서 또는 그 밖의 배수 시스템과 관련하여 용어 "막히는(clogged)" 및 이의 변이형은 고형 또는 고형 응집물이 유출물 공급 라인에서 형성되어 세제가 식기세척기에 도입되지 못하게 하는 디스펜서를 나타낸다. 전형적으로, 농축된 세제 용액은 그것이 넘쳐 흐를 때까지 세제 디스펜서에서 축적되며, 그 동안 세척기는 세제 없이 계속 작동한다. 이는 경수의 존재 하에서 특정 세제 성분 화학물질의 침전을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아니 다수의 상황에 의해 야기될 수 있다.

본 발명의 방법 및 조성물은 본 발명의 성분 및 구성성분, 뿐만 아니라 본원에서 기술되는 그 밖의 구성성분을 포함하거나, 필수적으로 포함하거나, 이들로 이루어질 수 있다. 본원에서 사용되는 "필수적으로 포함하는"은 방법 및 조성물이 추가의 단계, 성분 또는 구성성분을 포함할 수 있되, 단 추가의 단계, 성분 또는 구성성분이 청구되는 방법 및 조성물의 기본적이고 신규의 특징들을 실질적으로 변경시키지 않음을 의미한다.

본 발명의 조성물

아미노 카르복실레이트

본 발명에 따르면, 아미노 카르복실레이트는 경수와 함께 웨어세척기를 막히게 할 수 있는 알칼리성 세제로부터의 침전물 축적을 감소시키는 것을 돕기 위해 사용된다. 이러한 문제점의 예는 마그네슘 또는 칼슘 카르보네이트 축적이다. 또한 출원인은 놀랍게도 이러한 문제를 감소시키기 위한 아미노 카르복실레이트의 사용이 또한 금속 보호에서의 증진을 야기함을 발견하였다. 이는 심지어 통상적인 금속 보호 성분이 감소된 경우에도 그러하였다. 따라서, 본 발명은 알칼리성 세제에서의 금속 보호 및 침전물 감소를 위해 하나 이상의 아미노 카르복실레이트의 사용을 이용한다.

본 발명에 유용한 적합한 아미노 카르복실레이트의 예는 생분해성 아미노 카르복실레이트를 포함한다. 이들은 에탄올디글라이신, 예를 들어, 에탄올디글라이신의 알칼리 금속 염, 예컨대 디소듐 에탄올디글라이신 (Na₂EDG); 메틸글라이신디아세트산, 예를 들어, 메틸글라이신디아세트산의 알칼리 금속 염, 예컨대 트리소듐 메틸글라이신디아세트산; 이미노디석신산, 예를 들어, 이미노디석신산의 알칼리 금속 염, 예컨대 이미노디석신산 소듐 염; N,N-비스(카르복실레이토메틸)-L-글루탐산 (GLDA), 예를 들어, N,N-비스(카르복실레이토메틸)-L-글루탐산의 알칼리 금속 염, 예컨대 이미노디석신산 소듐 염 (GLDA-Na.sub.4); [S-S]-에틸렌디아민디석신산 (EDDS), 예를 들어, [S-S]-에틸렌디아민디석신산의 알칼리 금속 염, 예컨대 [S-S]-에틸렌디아민디석신산의 소듐 염; 3-하이드록시-2,2'-이미노디석신산 (HIDS), 예를 들어, 3-하이드록시-2,2'-이미노디석신산의 알칼리 금속 염, 예컨대 테트라소듐 3-하이드록시-2,2'-이미노디석시네이트를 포함한다. 적합한 상업적으로 입수가능한 생분해성 아미노카르복실레이트의 예는 Dow Chemical(Midland, Mich.)로부터 입수가능한 Versene HEIDA (52%); BASF Corporation(Charlotte, N.C.)로부터 입수가능한 Trilon M (40% MGDA); Lanxess(Leverkusen, Germany)로부터 입수가능한 IDS; Akzo Nobel(Tarrytown, N.J.)로부터 입수가능한 Dissolvine GL-38 (38%); Innospec Performance Chemicals (Octel Performance Chemicals)(Edison, N.J)로부터 입수가능한 Octaquest (37%) 및 HIDS (50%)를 포함하나, 이로 제한되는 것은 아니다.

세정 조성물은 금속 보호를 보조할 뿐만 아니라 수중 입자상 물질을 감소시켜 막힘을 방지하기에 충분한 양의 아미노-카르복실레이트를 함유할 수 있다. 예를 들어, 아미노-카르복실레이트는 놀랍게도 알칼리성 세제에 노출되는 금속의 부식을 감소시킬 뿐만 아니라 총 용존 고형물을 감소시킬 수 있다. 세정 용액 중 아미노-카르복실레이트 및 이의 염의 적합한 농도는 세정 용액의 약 0.01% 내지 약 7 중량%를 포함한다. 세정 용액 중 아미노-카르복실레이트 및 이의 염의 특히 적합한 농도는 세정 용액의 약 0.04% 내지 약 5% 또는 약 0.1% 내지 약 3.5 중량%를 포함한다.

알칼리성 공급원

세제 조성물은 알칼리성 공급원을 포함한다. 예시적인 알칼리성 공급원은 알칼리 금속 카르보네이트 및/또는 알칼리 금속 하이드록사이드를 포함한다.

세제의 포뮬레이션에 사용되는 알칼리 금속 카르보네이트는 종종 애쉬-기반 세제로서 지칭되고, 가장 흔하게는 소듐 카르보네이트를 사용한다. 추가의 알칼리 금속 카르보네이트는 예를 들어, 소듐 또는 포타슘 카르보네이트를 포함한다. 본 발명의 양태에서, 알칼리 금속 카르보네이트는 추가로 메타실리케이트, 실리케이트, 바이카르보네이트 및 세스퀴카르보네이트(sesquicarbonate)를 포함하는 것으로 이해된다. 본 발명에 따르면, 어떠한 "애쉬-기반" 또는 "알칼리 금속 카르보네이트"는 또한 모든 알칼리 금속 카르보네이트, 메타실리케이트, 실리케이트, 바이카르보네이트 및/또는 세스퀴카르보네이트를 포함하는 것으로 이해해야 할 것이다.

세제의 포뮬레이션에 사용되는 알칼리 금속 하이드록사이드는 흔히 가성 세제로서 지칭된다. 적합한 알칼리 금속 하이드록사이드의 예는 소듐 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드, 및 리튬 하이드록사이드를 포함한다. 예시적인 알칼리 금속 염은 소듐 카르보네이트, 포타슘 카르보네이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 알칼리 금속 하이드록사이드는 고형 비드로서, 수용액 중에 용해된 형태, 또는 이들의 조합을 포함하는, 당해 알려져 있는 어떠한 형태로 조성물에 첨가될 수 있다. 알칼리 금속 하이드록사이드는 약 12-100 U.S. 메쉬 범위의 입도의 믹스(mix)를 갖는 다공성(prilled) 고형물 또는 비드 형태의 고형물로서, 또는 수용액으로서, 예를 들어, 45% 및 50 중량% 용액으로서 상업적으로 입수가능하다.

제1 알칼리성 공급원 이외에, 세제 조성물은 제1 알칼리성 공급원을 포함할 수 있다. 유용한 제2 알칼리성 공급원의 예는 금속 실리케이트, 예컨대 소듐 또는 포타슘 실리케이트 또는 메타실리케이트; 금속 카르보네이트, 예컨대 소듐 또는 포타슘 카르보네이트, 바이카르보네이트, 세스퀴카르보네이트; 금속 보레이트, 예컨대 소듐 또는 포타슘 보레이트; 및 에탄올아민 및 아민을 포함하나 이로 제한되는 것은 아니다. 이러한 알칼리성 작용제는 일반적으로 수성 또는 분체형으로 입수가능하며, 이중 어느 것도 본 발명의 세제 조성물을 포뮬레이팅(formulating)하는데 유용하다. 하나 이상의 알칼리성 공급원의 유효량이 세제 조성물에 제공된다. 본원에서 유효량은 적어도 약 9, 바람직하게는 적어도 약 10의 pH를 갖는 사용 조성물을 제공하는 양으로서 지칭된다. 사용 조성물이 약 9 내지 약 10의 pH를 갖는 경우, 이것은 약알칼리성으로 간주될 수 있고, pH가 약 12 초과인 경우, 사용 조성물은 가성으로 간주될 수 있다. 일부 상황에서, 세제 조성물은 세제 조성물의 증가된 희석을 통해서와 같이 약 9 미만의 pH 수준에서 유용한 사용 조성물을 제공할 수 있다. 일반적으로, 농축물로 제공되는 알칼리성의 양은 알칼리성 농축물의 중량을 기준으로 하여 적어도 약 0.05 wt. %의 양으로 존재할 수 있다. 농축물에서 알칼리성 공급원은 바람직하게는 약 0.05 wt. % 내지 약 99 wt. %이고, 더욱 바람직하게는 약 0.1 wt. % 내지 약 95 wt. %이고, 가장 바람직하게는 0.5 wt. % 내지 90 wt. %이다.

금속 보호 실리케이트

본 발명은 또한 금속 보호 실리케이트를 포함할 수 있다. 출원인은 이러한 웨어 세척 조성물의 통상적인 성분이 본 발명에 따라 아미노카르복실레이트의 사용으로 감소되거나 심지어 완전히 제거될 수 있음을 발견하였다.

본 발명의 일부 구체예에서 사용될 수 있는 실리케이트는 통상적으로 웨어세척 포뮬레이션에 사용되어 왔던 것들이다. 예를 들어, 전형적인 알칼리 금속 실리케이트는 무수이거나 바람직하게는 수화수(water of hydration)(5 내지 25 wt. %, 바람직하게는 15 내지 20 wt. % 수화수)를 함유하는, 그러한 분말, 미립자 또는 과립 실리케이트이다. 이들 실리케이트는 소듐 실리케이트일 수 있고, 각각 약 1:1 내지 약 1:5의 Na₂O:SiO₂ 비를 가지며, 전형적으로 5 내지 약 25 wt. %의 양으로 이용가능한 결합수(bound water)를 함유한다. 일반적으로, 본 발명의 실리케이트는 1:1 내지 약 1:3.75, 바람직하게는 약 1:1.5 내지 약 1:3.75, 가장 바람직하게는 약 1:1.5 내지 약 1:2.5의 Na₂O:SiO₂ 비를 가진다. 한 가지 예는 0.0066 wt.% 내지 약 0.1166 wt.%의 비이다. 약 1:2의 Na₂O:SiO₂ 비 및 약 16 내지 22 wt. %의 수화수를 지닌 실리케이트가 적합하다.

예를 들어, 이러한 실리케이트는 PQ Corporation으로부터 GD 실리케이트로서 분말 형태로, 그리고 Britesil H-20로서 과립 형태로 입수가능하다. 이들 비는 단일 실리케이트 조성물, 또는 조합으로 바람직한 비를 형성하는 실리케이트 조합으로 얻어질 수 있다. 약 1:1.5 내지 약 1:2.5의 Na₂O:SiO₂ 비인 바람직한 비에서 수화된 실리케이트가 최적의 금속 보호를 제공하고, 신속하게 고형 블록 세제를 형성하는 것으로 나타났다. 본 발명의 조성물을 형성하는데 사용되는 실리케이트의 양은 수화도에 의거하여 약 5 wt. % 내지 약 40 wt. %, 바람직하게는 약 10 wt. % 내지 약 35 wt. %, 더욱 바람직하게는 약 15 wt. % 내지 약 30 wt. %에서 달라지는 경향이 있다. 수화된 실리케이트가 바람직하다.

본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 실리케이트는 소듐 실리케이트, 무수 소듐 메타실리케이트, 및 무수 소듐 실리케이트를 포함한다.

계면활성제

세제 조성물은 계면활성제 또는 계면활성제 시스템을 포함하는 적어도 하나의 세정제를 포함할 수 있다. 여러 계면활성제, 예컨대 음이온성, 비이온성, 양이온성, 및 쯔비터이온성 계면활성제가 웨어세척 조성물에 사용될 수 있다. 계면활성제는 세제 조성물의 임의 성분이고, 배제될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 농축물 중 계면활성제의 예시적 범위는 약 0.05 wt. % 내지 15 wt. %, 더욱 바람직하게는 약 0.5 wt. % 내지 10 wt. %, 가장 바람직하게는 약 1 wt. % 내지 7.5 wt. %를 포함한다.

사용될 수 있는 예시적 계면활성제는 다수의 공급원으로부터 상업적으로 입수가능하다. 계면활성제의 논의를 위해, 문헌(Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, volume 8, pages 900-912)을 참조한다. 조성물이 세정제를 포함하는 경우, 세정제는 요망하는 수준의 세정을 제공하기에 효과적인 양으로 제공될 수 있다.

세제 조성물에 유용한 음이온성 계면활성제는 예를 들어, 카르복실레이트, 예컨대 알킬카르복실레이트 (카르복실산 염) 및 폴리알콕시카르복실레이트, 알코올 에톡실레이트 카르복실레이트, 노닐페놀 에톡실레이트 카르복실레이트, 등; 설포네이트, 예컨대 알킬설포네이트, 알킬벤젠설포네이트, 알킬아릴설포네이트, 설폰화 지방산 에스테르, 등; 설페이트, 예컨대 설페이트화 알코올, 설페이트화 알코올 에톡실레이트, 설페이트화 알킬페놀, 알킬설페이트, 설포석시네이트, 알킬에테르 설페이트, 등; 및 포스페이트 에스테르, 예컨대 알킬포스페이트 에스테르, 등을 포함한다. 예시적인 음이온성 계면활성제는 소듐 알킬아릴설포네이트, 알파-올레핀설포네이트, 및 지방 알코올 설페이트를 포함한다.

세제 조성물에 유용한 비이온성 계면활성제는 예를 들어, 계면활성제 분자의 일부로서 폴리알킬렌 옥사이드 폴리머를 지닌 것들을 포함한다. 이러한 비이온성 계면활성제는 예를 들어, 지방 알코올의 염소-, 벤질-, 메틸-, 에틸-, 프로필-, 부틸- 및 그 밖의 유사한 알킬-캡핑된 폴리에틸렌 글리콜 에테르; 폴리알킬렌 옥사이드 비함유 비이온성물질, 예컨대 알킬 폴리글리코사이드; 소르비탄 및 수크로즈 에스테르 및 이들의 에톡실레이트; 알콕실화 에틸렌디아민; 알코올 알콕실레이트, 예컨대 알코올 에톡실레이트 프로폭실레이트, 알코올 프로폭실레이트, 알코올 프로폭실레이트 에톡실레이트 프로폭실레이트, 알코올 에톡실레이트 부톡실레이트, 등; 노닐페놀 에톡실레이트, 폴리옥시에틸렌글리콜 에테르 등; 카르복실산 에스테르, 예컨대 지방산의 글리세롤 에스테르, 폴리옥시에틸렌에스테르, 에톡실레이트화 및 글리콜 에스테르, 등; 카르복실릭 아미드, 예컨대 디에탄올아민 축합물, 모노알칸올아민 축합물, 폴리옥시에틸렌지방산 아미드, 등; 및 폴리알킬렌 옥사이드 블록 코폴리머, 예로 에틸렌옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록 코폴리머, 예컨대 상표명 PLURONIC® (BASF-Wyandotte) 하에 상업적으로 입수가능한 것들 등; 및 그 밖의 유사한 비이온성 화합물을 포함한다. 실리콘 계면활성제, 예컨대 ABIL® B8852 또한 사용될 수 있다.

세제 조성물에 사용될 수 있는 양이온성 계면활성제는 아민, 예컨대, C_1-8 알킬 또는 알케닐쇄를 지닌 일차, 이차, 및 삼차 모노아민, 에톡실레이트화 알킬아민, 에틸렌디아민의 알콕실레이트, 이미다졸, 예컨대 1-(2-하이드록시에틸)-2-이미다졸린, 2-알킬-1-(2-하이드록시에틸)-2-이미다졸린, 등; 및 사차 암모늄 염, 예를 들어, 알킬사차 암모늄 클로라이드 계면활성제, 예컨대 n-알킬(C₁₂-C₁₈)디메틸벤질 암모늄 클로라이드, n-테트라데실디메틸벤질암모늄 클로라이드 모노하이드레이트, 나프틸렌-치환된 사차 암모늄 클로라이드, 예컨대 디메틸-1-나프틸메틸암모늄 클로라이드, 등을 포함한다. 양이온성 계면활성제는 살균 성질을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

세제 조성물에 사용될 수 있는 쯔비터이온성 계면활성제는 베타인, 이미다졸린, 및 프로피오네이트를 포함한다. 세제 조성물을 자동 식기세척기 또는 웨어세척기에서 사용하고자 하는 경우, 어떠한 계면활성제 사용된다면 선택되는 계면활성제는 허용되는 포우밍(foaming) 수준을 제공하는 것들일 수 있다. 자동 식기세척기 또는 웨어세척기에 사용하기 위한 웨어세척 조성물은 일반적으로 저-포우밍 조성물인 것으로 간주됨을 이해해야 한다.

계면활성제는 낮은 포우밍 성질을 제공하도록 선택될 수 있다. 요망하는 세제 활성 수준을 제공하는 저포우밍 계면활성제가 다량의 포우밍의 존재가 문제가 될 수 있는 식기세척기와 같은 환경에서는 유리할 수 있음을 이해할 것이다. 저포우밍 계면활성제를 선택하는 것 이외에, 소포제가 포움(foam) 생성을 감소시키기 위해 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 저포우밍 계면활성제로 간주되는 계면활성제 뿐만 아니라 그 밖의 계면활성제가 세제 조성물에 사용될 수 있고, 포우밍 수준이 소포제의 첨가에 의해 조절될 수 있다.

킬런트

본 발명의 조성물은 또한 전체 조성물의 0.1% 내지 20%, 바람직하게는 0.2% 내지 15%, 더욱 바람직하게는 0.3% 내지 10 중량%의 수준으로 킬런트를 포함할 수 있다. 본원에서 킬레이트화는 두자리 또는 여러자리 리간드의 결합 또는 착화를 의미한다. 흔히 유기 화합물인 이들 리간드는 킬런트, 킬레이터, 킬레이트제, 및/또는 금속이온 봉쇄제(sequestering agent)로 불린다. 킬레이트제는 단일 금속 이온과 다중 결합을 형성한다. 킬런트는 특정 금속 이온과 가용성의 착물 분자를 형성하여 그러한 이온을 불활성화시킴으로써 이들이 일반적으로는 다른 원소 또는 이온과 반응하여 침전물 또는 스케일(scale)을 생성할 수 없도록 하는 화학물질이다. 리간드는 기재와 킬레이트 착물을 형성한다. 상기 용어는 금속 이온이 킬런트의 둘 이상의 원자에 결합되어 있는 착물에 대해서도 보유된다. 본 발명에 사용하기 위한 킬런트는 결정 성장 억제 성질을 갖는 것들, 즉, 작은 칼슘 및 마그네슘 카르보네이트 입자와 상호작용하여 이들이 경질 스케일 침착물로 응집하지 못하도록 하는 것들이다. 입자들은 서로 반발하고, 수중에 현탁된 채로 있거나 침강할 수 있는 성긴 응집물을 형성한다. 이들 성긴 응집물은 용이하게 헹구어지거나 침착물을 형성하지 않는다.

적합한 킬레이트제는 아미노 카르복실레이트 (이는 금속 보호에 사용되는 동일한 아미노 카르복실레이트, 또는 추가적인 또 다른 아미노 카르복실레이트일 수 있음), 아미노 포스포네이트, 다작용성-치환된 방향족 킬레이트제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 본원에서 사용하기에 바람직한 킬런트는 약킬런트, 예컨대 아미노 산 기반 킬런트, 및 바람직하게는 시트레이트, 시트레이트, 타르트레이트, 및 글루타믹-N,N-디아세트산 및 유도체 및/또는 포스포네이트 기반 킬런트 및 바람직하게는 디에틸렌트리아민 펜타 메틸포스폰산이다.

아미노 카르복실레이트는 에틸렌디아민테트라-아세테이트, N-하이드록시에틸에틸렌디아민트리아세테이트, 니트릴로-트리아세테이트, 에틸렌디아민 테트라프로피오네이트, 트리에틸렌테트라아민헥사세테이트, 디에틸렌트리아민펜타아세테이트, 및 에탄올디-글리신, 이들의 알칼리 금속, 암모늄, 및 이들의 치환된 암모늄 염 및 이들의 혼합물을 포함한다. 뿐만 아니라, MGDA (메틸-글리신-디아세트산), 및 이의 염 및 이의 유도체 및 GLDA (글루타믹-N,N-디아세트산) 및 이의 염 및 유도체를 포함한다. GLDA (염 및 이의 유도체)가 본 발명에 따르면 특히 바람직하고, 이의 테트라소듐 염이 특히 바람직하다.

그 밖의 적합한 킬런트는 아미노산 기반 화합물 또는 석시네이트 기반 화합물을 포함한다. 용어 "석시네이트 기반 화합물" 및 "석신산 기반 화합물"은 본원에서 서로 교환가능하게 사용된다. 그 밖의 적합한 킬런트는 미국 특허 제6,426,229호에 기술되어 있다. 특정 적합한 킬런트는 예를 들어, 아스파르트산-N-모노아세트산 (ASMA), 아스파르트산-N,N-디아세트산 (ASDA), 아스파르트산-N-모노프로피온산 (ASMP), 이미노디석신산 (IDS), 이미노 디아세트산 (IDA), N-(2-설포메틸)아스파르트산 (SMAS), N-(2-설포에틸)아스파르트산 (SEAS), N-(2-설포메틸)글루탐산 (SMGL), N-(2-설포에틸)글루탐산 (SEGL), N-메틸이미노디아세트산 (MIDA),알라닌-N,N-디아세트산(ALDA), 세린-N,N-디아세트산 (SEDA), 이소세린-N,N-디아세트산 (ISDA), 페닐알라닌-N,N-디아세트산 (PHDA), 안트라닐산-N,N-디아세트산 (ANDA), 설파닐산-N,N-디아세트산 (SLDA), 타우린-N,N-디아세트산 (TUDA) 및 설포메틸-N,N-디아세트산 (SMDA) 및 이들의 알칼리 금속 염 또는 암모늄 염을 포함한다. 또한, 에틸렌디아민 디석시네이트 ("EDDS"), 특히, 미국 특허 제4,704,233호에 기술된 [S,S] 이성질체가 적합하다. 나아가, 하이드록시에틸렌이미노디아세트산, 하이드록시이미노디석신산, 하이드록시에틸렌디아민트리아세트산이 또한 적합하다. 알라닌, N,N-비스(카르복시메틸)-, 트리소듐 염이 특히 바람직하다.

그 밖의 킬런트는 폴리카르복실산의 호모폴리머 및 코폴리머 및 이들의 일부 또는 전부 중성화된 염, 모노머 폴리카르복실산 및 하이드록시카르복실산 및 이들의 염을 포함한다. 상기 언급된 화합물 중 바람직한 염은 암모늄 및/또는 알칼리 금속 염, 즉, 리튬, 소듐, 및 포타슘 염이고, 특히 바람직한 염은 소듐 염이다.

적합한 폴리카르복실산은 무고리형(acyclic), 비고리형(alicyclic), 헤테로고리형 및 방향족 카르복실산이며, 이러한 경우, 이들은 적어도 두 개의 카르복실기를 함유하며, 카르복실기는 각 경우에 바람직하게는 둘 이하의 탄소 원자에 의해 서로 분리된다. 두 개의 카르복실기를 포함하는 폴리카르복실레이트는 예를 들어, 말론산, (에틸렌디옥시) 디아세트산, 말레산, 디클리콜산, 타르타르산, 타르트론산 및 푸마르산의 수용성 염을 포함한다. 세 개의 카르복실기를 함유하는 폴리카르복실레이트는 예를 들어, 수용성 시트레이트를 포함한다. 상응하게, 적합한 하이드록시카르복실산은 예를 들어, 시트르산이다. 또 다른 적합한 폴리카르복실산은 아크릴산의 호모폴리머이다. 설포네이트로 말단 캡핑된 폴리카르복실레이트가 바람직하다.

또한, 아미노 포스포네이트가 킬레이트제로서 사용하기에 적합하고, DEQUEST로서 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스포네이트)를 포함한다. 약 6개 초과의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알케닐기를 함유하지 않는 이들 아미노 포스페이트가 바람직하다.

또한, 미국 특허 제3,812,044호에 기술된 것과 같은 다작용성-치환된 방향족 킬레이트제가 본원 조성물에 유용하다. 산 형태의 이러한 타입의 바람직한 화합물은 디하이드록시디설포벤젠, 예컨대 1,2-디하이드록시-3,5-디설포벤젠이다.

본원에 사용하기 위한 추가의 적합한 폴리카르복실레이트 킬런트는 바람직하게는 전부 수용성 염 형태의 시트르산, 락트산, 아세트산, 석신산, 포름산을 포함한다. 그 밖의 적합한 폴리카르복실레이트는 미국 특허 제4,663,071호에 기술된 것과 같은 옥소디석시네이트, 카르복시메틸옥시석시네이트, 및 타르트레이트 모노석신산과 타르트레이트 디석신산의 혼합물이다.

부식 억제제

또한, 세제 조성물은 부식 억제제를 포함할 수 있다. 일반적으로, 부식 억제제 성분은 그것이 적어도 8.0의 pH에 주어지면 어떠한 칼슘 카르보네이트 (이것이 알칼리성 공급원으로서 사용되는 경우)의 침전을 감소시키기 위해 칼슘을 느슨하게 보유할 것으로 예상된다.

예시적인 부식 억제제는 포스포노카르복실산, 포스포네이트, 포스페이트, 폴리머, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 예시적인 포스포노카르복실산은 Bayer로부터 Bayhibit™ AM의 명칭 하에 입수가능한 것들을 포함하고, 2-포스포노부탄-1,2,4, 트리카르복실산 (PBTC)을 포함한다. 예시적인 포스포네이트는 아미노 트리(메틸렌포스폰산), 1-하이드록시 에틸리덴 1-1-디포스폰산, 에틸렌디아민 테트라 (메틸렌포스폰산), 헥사메틸렌디아민 테트라 (메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민 펜타 (메틸렌포스폰산), 및 이들의 혼합물을 포함한다. 예시적인 포스포네이트는 Monsanto로부터 Dequest™의 명칭 하에 입수가능하다. 예시적인 폴리머는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리이타콘산, 폴리말레산, 설폰화 폴리머, 코폴리머 및 이들의 혼합물을 포함한다. 혼합물은 동일한 일반적 부류 내에 있는 상이한 산 치환된 폴리머의 혼합물을 포함할 수 있는 것으로 이해해야 한다. 또한, 산 치환된 폴리머의 염이 사용될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 유용한 카르복실레이트화 폴리머는 일반적으로 수용성 카르복실산 폴리머, 예컨대 폴리아크릴산 및 폴리메타크릴산 또는 비닐 첨가 폴리머로서 분류될 수 있다. 고려되는 비닐 첨가 폴리머 중 비닐 아세테이트, 스티렌, 에틸렌, 이소부틸렌, 아크릴산 및 비닐 에테르와의 말레산 무수물 코폴리머가 예이다. 폴리머는 수용성이거나 수중 적어도 콜로이드적으로 분산가능한 경향이 있다. 이들 폴리머의 분자량은 광범위한 범위에 걸쳐 달라질 수 있지만, 1,000 이하 내지 1,000,000 범위의 평균 분자량, 더욱 바람직하게는 100,000 또 그 미만의 분자량, 가장 바람직하게는 1,000 내지 10,000의 분자량을 갖는 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.

폴리머 또는 코폴리머 (산-치환된 폴리머 또는 그 밖의 첨가된 폴리머)가 첨가 또는 가수분해 기술에 의해 제조될 수 있다. 따라서, 말레산 무수물 코폴리머는 말레산 무수물 및 또 다른 코모노머, 예컨대 스티렌의 첨가 중합에 의해 제조된다. 저분자량 아크릴산 폴리머는 아크릴산 또는 이의 염과 그 자체 또는 다른 비닐 코모노머와의 첨가 중합에 의해 제조될 수 있다. 대안적으로, 이러한 폴리머는 저분자량 아크릴로니트릴 호모폴리머 또는 코폴리머의 알칼리 가수분해(alkaline hydrolysis)에 의해 제조될 수 있다. 이러한 제조 기술에 대해서는 뉴먼(Newman)의 미국 특허 제3,419,502호를 참조한다.

경계제(threshold agent)/결정 개질제 성분은 그것이 사용 용액 중에 있을 경우, 그것이 칼슘 카르보네이트 및 그 밖의 불용성 염, 예컨대 마그네슘 실리케이트, 마그네슘 하이드록사이드 등의 결정 성장을 충분히 방해하거나 침전을 방지하기에 충분한 양으로 제공되어야 한다. 바람직한 구체예에서, 경계제/결정 개질제 성분은 농축물의 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt. % 내지 약 25 wt. %의 범위, 더욱 바람직하게는 약 0.05 wt. % 내지 약 20 wt. %, 가장 바람직하게는 약 0.1 % 내지 15%의 범위로 제공될 수 있다. 폴리머, 포스포노카르복실레이트, 및 포스포네이트는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있는 것으로 이해해야 한다.

충전제

헹굼 보조제(rinse aid)는 임의로 반드시 그 자체로 헹굼 및/또는 세정제로서 실행되지는 않지만, 조성물의 전체적인 능력을 증진시키기 위해 헹굼제와 협력할 수 있는, 소량이지만 유효량의 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다. 적합한 충전제의 몇몇 예로는 소듐 클로라이드, 전분, 당, C₁-C₁₀ 알킬렌 글리콜, 예컨대 프로필렌 글리콜, 등을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 충전제는 약 20 wt. % 이하의 범위, 일부 구체예에서는, 약 1 내지 15 wt. % 범위의 양으로 포함될 수 있다. 소듐 설페이트가 통상적으로 불활성 충전제로서 사용된다.

pH-조절 화합물

본 발명의 조성물은 세제의 요망하는 알칼리성을 달성하기 위해 pH-조절 화합물을 포함할 수 있다. 존재할 경우, pH-조절 화합물은 요망하는 pH를 달성하기에 충분한 양, 전형적으로 약 0.5% 내지 약 3.5 중량%로 존재한다.

염기성 pH-조절 화합물의 예는 암모니아; 모노-, 디-, 및 트리알킬 아민; 모노-, 디-, 및 트리알칸올아민; 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 하이드록사이드; 알칼리 금속 포스페이트; 알칼리 설페이트; 알칼리 금속 카르보네이트; 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아니다. 그러나, 염기성 pH 조절제의 실체가 제한되지 않으며, 당해 공지되어 있는 어떠한 염기성 pH-조절 화합물도 사용될 수 있다. 염기성 pH-조절 화합물의 특정 비제한적 예는 암모니아; 소듐, 포타슘, 및 리튬 하이드록사이드; 소듐 및 포타슘 포스페이트, 예로 하이드로겐 및 디하이드로겐 포스페이트; 소듐 및 포타슘 카르보네이트 및 바이카르보네이트; 소듐 및 포타슘 설페이트 및 바이설페이트; 모노에탄올아민; 트리메틸아민; 이소프로판올아민; 디에탄올아민; 및 트리에탄올아민이다.

물

세제 조성물은 물을 포함한다. 물은 독립적으로 조성물에 첨가될 수 있거나, 조성물에 첨가되는 수성 물질 중에 그것이 존재함으로써 조성물에 제공될 수 있다. 예를 들어, 조성물에 첨가되는 물질이 물을 포함하거나, 고화제(solidification agent) 성분(들)과의 반응에 대해 이용가능한 수성 프리믹스(premix)로 제조될 수 있다. 전형적으로, 물은 조성물에 도입되어 고화 전에 요망하는 점도를 지닌 세제 조성물을 제공하고, 요망하는 고화율을 제공한다.

일반적으로, 물은 가공 보조제로서 존재할 수 있으며, 제거되거나 수화수가 될 수 있는 것으로 예상된다. 물이 조성물 중에 존재할 수 있는 것으로 예상된다. 고형 조성물에서는, 물이 2 wt. % 내지 15 wt. %의 범위로 존재할 것으로 예상된다. 예를 들어, 물은 조성물의 구체예에서 2 wt. % 내지 약 12 wt. %의 범위, 또는 추가의 구체예에서 3 wt. % 내지 약 10 wt. %의 범위, 또는 또 다른 추가의 구체예에서 3 wt. % 내지 4 wt. %의 범위로 존재한다. 물이 탈이온수로서 또는 연화된 물로서 제공될 수 있음이 추가로 인지되어야 한다.

경화/고화제/용해도 개질제

통상적으로, 소듐 설페이트 및 우레아가 조성물이 고체 형태로 존재해야 하는 경우에 고화를 위해 사용된다. 그 밖의 경화제의 예는 아미드, 예컨대 스테아릭 모노에탄올아미드 또는 라우릭 디에탄올아미드, 또는 알킬아미드, 등; 고형 폴리에틸렌 글리콜, 또는 고형 EO/PO 블록 코폴리머, 등; 산 또는 알칼리 처리 과정을 통해 수용성이 된 전분; 냉각시 가열된 조성물에 고화 성질을 부여하는 여러 무기물질, 등을 포함한다. 또한, 이러한 화합물은 헹굼 보조제 및/또는 그 밖의 활성 성분들이 오랜 시간에 걸쳐 고형 조성물로부터 분산될 수 있도록 사용 동안 수성 매질 중 조성물의 용해도를 변경할 수 있다. 조성물은 약 30 wt. % 이하의 범위의 양으로 경화제를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 경화제는 5 내지 25 wt. %의 범위, 흔히 10 내지 25 wt. %의 범위, 때때로 약 5 내지 약 15 wt.%의 범위의 양으로 존재할 수 있다.

그 밖의 첨가제

세제 조성물은 그 밖의 첨가제, 예컨대 표백제, 세제 빌더(builder), 경화제 또는 용해도 개질제, 소포제, 재부착방지제, 경계제, 안정제, 분산제, 효소, 심미 증진제(즉, 염료, 퍼퓸) 등을 포함할 수 있다. 애주번트(adjuvant) 및 그밖의 첨가제 성분은 제조되는 조성물의 타입에 따라 달라질 것이다. 이들 첨가제는 임의적이며, 세정 조성물에 포함되지 않아도 됨을 이해해야 한다. 이들이 첨가되는 경우, 이들은 특정 타입 성분의 효과를 제공하는 양으로 포함될 수 있다.

표백제

기재를 밝게 하거나 백화시키기 위해 본 발명의 포뮬레이션에서 사용하기 위한 표백제는 세정 공정 동안에 통상적으로 부딪히는 조건들 하에서, 활성 할로겐 종을 유리시킬 수 있는 표백 화합물, 예를 들어 Cl₂, Br₂, --OCI^- 및/또는 --OBr^-를 포함한다. 본 세정 조성물에서 사용하기 위한 적합한 표백제는 예를 들어, 염소-함유 화합물, 예를 들어 염소, 차아염소산염, 클로라민을 포함한다. 예시적인 할로겐-방출 화합물은 알칼리 금속 디클로로이소시아누레이트, 염소화된 트리소듐 포스페이트, 알칼리 금속 차아염소산염, 모노클로라민, 및 디클로라민 등을 포함한다. 조성물 중 염소 공급원의 안정성을 증진시키기 위해 캡슐화된 염소 공급원이 또한 사용될 수 있다(참조, 예를 들어 미국 특허 제4,618,914호 및 제4,830,773호, 이러한 문헌의 내용은 본원에 참고로 포함됨). 표백제는 또한, 테트라아세틸에틸렌 디아민 등과 같은 활성제를 지닌, 및 없는, 과산소(peroxygen) 또는 활성 산소 공급원, 예를 들어 과산화수소, 퍼보레이트, 소듐 카보네이트 퍼옥시하이드레이트, 포스페이트 퍼옥시하이드레이트, 칼륨 퍼모노설페이트, 및 소듐 퍼보레이트 모노 및 테트라하이드레이트일 수 있다. 조성물은 유효량의 표백제를 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 농축물이 표백제를 포함하는 경우, 그것은 약 0.1 wt. % 내지 약 60 wt. %, 더욱 바람직하게는 약 1 wt. % 내지 약 20 wt. %, 가장 바람직하게는 약 3 wt. % 내지 약 8 wt. %의 양으로 포함될 수 있다.

소포제

또한, 포움 안정성을 감소시키기 위한 소포제가 포우밍을 감소시키기 위해 조성물에 포함될 수 있다. 농축물이 소포제를 포함하는 경우, 소포제는 약 0.01 wt. % 내지 약 3 wt. %의 양으로 제공될 수 있다.

조성물에 사용될 수 있는 소포제의 예는 에틸렌옥사이드/프로필렌 블록 코폴리머 실리콘 화합물, 예컨대 폴리디메틸실록산 중에 분산된 실리카, 폴리디메틸실록산, 및 작용성화된 폴리디메틸실록산, 예컨대 Abil B9952의 명칭 하에 입수가능한 것들, 지방 아미드, 탄화수소 왁스, 지방산, 지방 에스테르, 지방 알코올, 지방산 소프(soap), 에톡실레이트, 미네랄 오일(mineral oil), 폴리에틸렌 글리콜 에스테르, 알킬 포스페이트 에스테르, 예컨대 모노스테아릴 포스페이트, 등을 포함한다. 소포제의 논의는 예를 들어, 미국 특허 제3,048,548호(Martin et al.), 미국 특허 제3,334,147호(Brunelle et al) 및 미국 특허 제3,442,242호(Rue et al.)에서 확인될 수 있으며, 이들 문헌의 개시내용은 본원에 참고로 포함된다.

재부착 방지제

본 조성물은 또한, 세정 용액에 오물의 지속적인 현탁(sustained suspension)을 촉진시키고 세정될 기재 상에 제거된 오물이 재부착되는 것을 방지할 수 있는 재부착 방지제를 포함할 수 있다. 적합한 재부착 방지제의 예는 지방산 아미드, 플루오로카본 계면활성제, 착물 포스페이트 에스테르, 스티렌 말레산 무수물 코폴리머, 및 셀룰로즈 유도체, 예를 들어 하이드록시에틸 셀룰로즈, 및 하이드록시프로필 셀룰로즈 등을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 재부착 방지제는 농축물에 포함되는 경우, 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%, 더욱 바람직하게 약 1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 첨가된다.

사용될 수 있는 안정화제는 일차 지방족 아민, 베타인, 보레이트, 칼슘 이온, 소듐 시트레이트, 시트르산, 소듐 포르메이트, 글리세린, 말론산, 유기 이산(organic diacid), 폴리올, 프로필렌 글리콜, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 농축물이 안정화제를 포함하지 않아도 되지만, 농축물이 안정화제를 포함할 경우, 안정화제는 농축물의 요망하는 안정성 수준을 제공하는 양으로 포함될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 안정화제의 양은 약 0 내지 약 20 wt. %, 더욱 바람직하게는 약 0.5 wt. % 내지 약 15 wt. %, 가장 바람직하게는 약 2 wt. % 내지 약 10 wt. %이다.

분산제

조성물에 사용될 수 있는 분산제는 말레산/올레핀 코폴리머, 폴리아크릴산, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 농축물이 분산제를 포함하지 않아도 되지만, 분산제가 포함될 경우, 분산제는 요망하는 분산제 성질을 제공하는 양으로 포함될 수 있다. 농축물 중 분산제의 예시적인 범위는 약 0 내지 약 20 wt. %, 더욱 바람직하게는 약 0.5 wt. % 내지 약 15 wt. %, 가장 바람직하게는 약 2 wt. % 내지 약 9 wt. %일 수 있다.

효소

전분, 단백질 등과 같은 효소가 단단한 토양의 흙을 제거하는 것을 돕기 위해 조성물 중에 포함될 수 있다. 효소의 예시적인 타입은 프로테아제, 알파-아밀라제, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 사용될 수 있는 예시적인 프로테아제는 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 레누스(Bacillus lenus), 바실러스 알칼로필러스(Bacillus alcalophilus), 및 바실러스 아밀롤리퀴파신스(Bacillus amyloliquefacins)으로부터 유래된 것들을 포함한다. 예시적인 알파-아밀라제는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 아밀롤리퀴파세인스(Bacillus amyloliquefaceins) 및 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis)를 포함한다. 농축물이 효소를 포함하지 않아도 된다. 농축물이 효소를 포함할 경우, 효소는 웨어세척 조성물이 사용 조성물로서 제공될 때 요망하는 효소 활성을 제공하는 양으로 포함될 수 있다. 농축물 중 효소의 예시적인 범위는 약 0 내지 약 15 wt. %, 더욱 바람직하게는 약 0.5 wt. % 내지 약 10 wt. %, 가장 바람직하게는 약 1 wt. % 내지 약 5 wt. %를 포함한다.

알칼리성을 제공하고, 재부착방지 성질을 제공하는 것 외에도, 실리케이트는 또한 추가로 금속 보호를 제공할 수 있다. 예시적인 실리케이트는 소듐 실리케이트 및 포타슘 실리케이트를 포함한다. 세제 조성물은 실리케이트 없이 제공될 수 있지만, 실리케이트가 포함되는 경우, 실리케이트는 요망하는 금속 보호를 제공하는 양으로 포함될 수 있다. 농축물은 실리케이트를 약 10 wt. % 내지 약 80 wt. %, 더욱 바람직하게는 약 30 wt. % 내지 약 70 wt. %, 가장 바람직하게는 약 40 wt. % 내지 60 wt. % 범위로 포함할 수 있다.

염료, 취기제(odorant) 등

다양한 염료, 퍼퓸을 포함하는 취기제, 및 다른 심미 증진제가 또한 조성물에 포함될 수 있다. 염료는, 예를 들어 다이렉트 블루(Direct Blue) 86 (Miles), 파스투솔 블루(Fastusol Blue) (Mobay Chemical Corp.), 액시드 오렌지(Acid Orange) 7 (American Cyanamid), 베이직 바이올렛(Basic Violet) 10 (Sandoz), 액시드 옐로우(Acid Yellow) 23 (GAF), 액시드 옐로우 17 (Sigma Chemical), 사프 그린(Sap Green) (Keyston Analine and Chemical), 만타닐 옐로우(Metanil Yellow) (Keystone Analine and Chemical), 액시드 블루(Acid Blue) 9 (Hilton Davis), 산돌란 블루(Sandolan Blue)/액시드 블루 182 (Sandoz), 히솔 패스트 레드(Hisol Fast Red) (Capitol Color and Chemical), 플루오레세인(Fluorescein) (Capitol Color and Chemical), 및 액시드 그린(Acid Green) 25 (Ciba-Geigy), 등으로서 조성물의 외관을 변경시키기 위해 포함될 수 있다.

조성물에 포함될 수 있는 방향제 또는 퍼퓸, 예를 들어 테르페노이드, 예를 들어 시트로넬롤, 알데하이드, 예를 들어 아밀 신남알데하이드, 및 자스민, 예를 들어 C1S-자스민 오르자스말, 바닐린, 등을 포함한다.

포뮬레이션

본 발명에 따른 세제 조성물은 고형물, 액상, 분말, 페이스트, 겔 등으로 포뮬레이팅될 수 있다.

고형 세제 조성물은 본 발명에 따라 사용하는데 특정 상업적 이점을 제공한다. 예를 들어, 농축된 고형 세제 조성물의 사용은 보다 부피가 큰 액체 제품에 비해 압축된 고체 형태로 인해 운송 비용을 감소시킨다. 본 발명의 특정 구체예에서, 고형 제품은 다중-사용(multiple-use) 고형물, 예컨대, 블록, 복수의 펠릿의 형태로 제공될 수 있으며, 다중 사이클 또는 소정 수의 분배 사이클에 대해 세제 조성물의 수성 사용 용액을 생성하도록 반복적으로 사용될 수 있다. 특정 구체예에서, 고형 세제 조성물은 약 5 그램 초과, 예컨대 예를 들어 약 5 그램 내지 10 킬로그램의 질량을 가질 수 있다. 특정 구체예에서, 다중 사용 형태의 고형 세제 조성물은 약 1 킬로그램 내지 약 10 킬로그램 또는 그 초과의 질량을 갖는다.

세제를 형성하기 위해 가공되는 성분들이 블록으로 가공되는 경우, 성분들은 압출, 캐스팅 또는 압착 고체 기술(pressed solid technique)에 의해 가공될 수 있는 것으로 예상된다. 일반적으로, 성분들이 압출 기술에 의해 가공되는 경우, 조성물은 캐스팅 기술과 비교하여 가공을 위한 보조제로서 비교적 소량의 물을 포함할 수 있을 것으로 여겨진다. 일반적으로, 압출에 의해 고형물을 제조하는 경우, 조성물은 약 2 wt. % 내지 약 10 wt. %의 물을 함유할 수 있을 것으로 예상된다. 고형물을 캐스팅에 의해 제조하는 경우, 물의 양은 약 20 wt. % 내지 약 50 wt. %의 양으로 제공될 수 있을 것으로 예상된다.

본 발명의 세제는 액체, 자유 유동 과립형, 분말, 겔, 페이스트, 고형물, 슬러리, 및 포움을 포함하는 어떠한 형태로 존재하는 사용 용액 또는 농축된 용액으로 존재할 수 있다.

일부 구체예에서, 고형 조성물의 형성시, 성분들이 그 물질 전반에 분포되어 있는 실질적으로 균질한 고형물 또는 반-고형 혼합물을 형성하기에 충분히 높은 전단(shear)에서 성분의 연속 혼합을 제공하기 위해 혼합 시스템이 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 혼합 시스템은 가공 동안 약 1,000 내지 1,000,000 cP의 범위, 또는 약 50,000 내지 200,000 cP의 범위의 점도로, 혼합물을 유동가능한 컨시스턴시에서 유지하기에 효과적인 전단을 제공하도록 성분들을 혼합하는 수단을 포함한다. 일부 예시적인 구체예에서, 혼합 시스템은 연속 흐름 믹서(continuous flow mixer), 또는 일부 구체예에서, 압출기, 예컨대 단일 또는 이중 나사 압출기 장치일 수 있다. 적합한 양의 열이 외부 열원으로부터 가해져서 혼합물의 가공을 용이하게 할 수 있다.

혼합물은 전형적으로 성분들의 물리적 및 화학적 안정성을 유지하기 위한 온도에서 가공된다. 일부 구체예에서, 혼합물은 약 100 내지 140℉ 범위의 온도에서 가공된다. 특정 그 밖의 구체예에서, 혼합물은 110 내지 125℉ 범위의 온도에서 가공된다. 제한된 외부 열이 혼합물에 적용될 수 있기는 하지만, 혼합물에 의해 달성되는 온도는 마찰, 주변 조건에서의 변동으로 인해, 및/또는 구성성분들 간의 발열 반응에 의해 가공 동안 상승되게 될 수 있다. 임의로, 혼합물의 온도는 예를 들어 혼합 시스템의 유입구 또는 유출구에서 증가될 수 있다.

구성성분이 건조 미립자와 같은 고형물 또는 액체의 형태로 존재할 수 있으며, 혼합물에 별도로 첨가되거나, 또 다른 구성성분, 예를 들어, 보존제, 분산제, 금속 이온 봉쇄제, 하이드로트로프(hydrotrope), 킬런트, 수성 매질, 경화제 등과의 프리믹스의 일부로서 첨가될 수 있다. 하나 이상의 프리믹스가 혼합물에 첨가될 수 있다.

구성성분이 물질을 통해 실질적으로 균일하게 분포되는 실질적인 균일한 컨시스턴시를 형성하도록 혼합된다. 혼합물은 다이 또는 그 밖의 성형 수단을 통해 혼합 시스템으로부터 방출될 수 있다. 이후, 프로파일링된(profiled) 압출물이 제어되는 질량을 갖는 유용한 크기로 나뉠 수 있다. 임의로, 가열 및 냉각 디바이스(device)가 믹서에서 요망하는 온도 프로파일을 얻기 위해 열을 가하거나 제거하도록 혼합 장치에 인접하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 가공 동안 혼합물의 유동성을 증가시키기 위해 외부 열원이 믹서의 하나 이상의 배럴(barrel) 섹션, 예컨대 성분 유입구 섹션, 또는 최종 유출구 섹션에 적용될 수 있다. 일부 구체예에서, 배출 포트(discharge port)에서를 비롯한 가공 동안 혼합물의 온도는 약 100 내지 140 ℉의 범위로 유지된다.

조성물은 고형물을 형성하는 필수 성분들의 화학적 또는 물리적 반응으로 인해 경화된다. 고화 공정은 예를 들어, 캐스팅된 또는 압출된 조성물의 크기, 조성물의 성분, 조성물의 온도, 및 그 밖의 유사한 요인들에 의거하여 수분 내지 약 6시간 또는 그 초과로 지속될 수 있다. 일부 구체예에서, 캐스팅된 또는 압출된 조성물은 약 1 분 내지 약 3 시간 내에, 또는 약 1 분 내지 약 2 시간의 범위, 또는 일부 구체예에서, 약 1 분 내지 약 20 분 내에 고체 형태로 경화가 "셋업(set up)"되거나 시작된다.

일부 구체예에서, 압출된 고형물은 예를 들어, 용기로, 또는 필름으로 패키징될 수 있다. 혼합 시스템으로부터 배출되는 혼합물의 온도는 혼합물을 먼저 냉각하지 않고 혼합물이 패키징 시스템으로 직접 캐스팅되거나 압출되게 할 수 있기에 충분히 낮을 수 있다. 압출물 배출과 패키징 간의 시간은 추가의 가공 및 패키징 동안 보다 양호한 취급을 위해 조성물을 경화하도록 조절될 수 있다. 일부 구체예에서, 배출 지점에서 혼합물은 약 100 내지 140℉ 범위에 있다. 특정 그 밖의 구체예에서, 혼합물은 110 내지 125℉ 범위의 온도에서 가공된다. 이후, 조성물은 저밀도, 스펀지-유사, 가단성, 쵸크와 같은(caulky) 컨시스턴시에서 고밀도, 융합 고형물, 콘크리트-유사 고형물까지 이를 수 있는 고체 형태로 경화되게 된다.

사용 방법

본 발명에 따른 세제 조성물을 사용하는 방법은 업소용 웨어 세척에 특히 적합하다. 웨어세척 적용의 예시적인 개시내용이 본원에서 인용되는 모든 참고문헌을 포함하여 본원에 그 전문이 참고로 포함되는 미국 특허 출원 일련 번호 제13/474,771호, 제13/474,780호 및 제13/112,412호에 언급되어 있다. 이 방법은 예를 들어 모든 도 및 도면을 포함하여 그 전문이 본원에 참고로 포함되는, 미국 특허 제8,092,613호에 기술된 것들을 포함하여 어떠한 소비자용 또는 업소용 디시 머신(dish machine)에서 수행될 수 있다. 디시 머신의 일부 비제한적인 예는 도어 머신(door machine) 또는 후드 머신(hood machine), 컨베이어 머신(conveyor machine), 언더카운터 머신(undercounter machine), 글래스워셔(glasswasher), 플라이트 머신(flight machine), 포트 앤 팬 머신(pot and pan machine), 유텐실 워셔(utensil washer) 및 컨슈머 디시 머신(consumer dish machine)을 포함한다. 디시 머신은 단일 탱크 또는 다중-탱크 머신일 수 있다.

또한 후드 디시 머신(hood dish machine)으로도 불리는 도어 디시 머신(door dish machine)은 업소용 디시 머신으로, 오염된 식기가 랙 위에 놓이고, 이후 랙이 디시 머신으로 이동된다. 도어 디시 머신은 한번에 하나 또는 두 개의 랙을 세정한다. 이러한 머신에서, 랙은 고정적이고, 세척 및 헹굼 아암(arm)이 이동한다. 도어 머신은 두 세트의 아암, 즉 세척 아암 및 헹굼 아암 세트, 또는 헹굼 아암 세트를 포함한다.

도어 머신은 고온 또는 저온 머신일 수 있다. 고온 머신에서, 식기는 고온수로 살균된다. 저온 머신에서, 식기가 화학적 살균제로 살균된다. 도어 머신은 재순환 머신(recirculation machine) 또는 덤프 앤 필 머신(dump and fill machine)일 수 있다. 재순환 머신에서, 세제 용액은 재사용되거나, 세척 사이클 간에 "재순환"된다. 세제 용액의 농도는 적절한 농도가 유지되도록 세척 사이클 간에 조절된다. 덤프 앤 필 머신에서, 세척 용액은 세척 사이클 간에 재사용되지 않는다. 새로운 세제 용액이 다음 세척 사이클 전에 첨가된다. 도어 머신의 일부 비제한적 예는 Ecolab Omega HT, Hobart AM-14, Ecolab ES-2000, Hobart LT-1, CMA EVA-200, American Dish Service L-3DW and HT-25, Autochlor A5, Champion D-HB, 및 Jackson Tempstar를 포함한다.

또한, 세제 조성물은 또한 CIP 및/또는 COP 공정에 적합하여 처리된 표면 상의 경수 잔류물을 남기는 벌크(bulk) 세제의 사용을 대체한다. 사용 방법은 산업 표준이 처리되는 표면의 질(quality)에 초점이 맞추어짐으로써 본 발명의 세제 조성물에 의해 제공되는 경수 스케일 축적 방지가 바람직할 수 있는, 추가의 적용에 바람직할 수 있다. 이러한 적용은 차량 관리, 산업, 병원 및 섬유 관리(textile care)를 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.

세제 조성물을 사용하기 위한 적용의 추가적 예는 예를 들어, 그릴 및 오븐 세정제로서 효과적인 알칼리성 세제, 웨어 세척 세제, 세탁 세제, 세탁용 프리소프(laundry presoak), 변기 세정제, 경질 표면 세정제, 의료기 세정제, 운송 차량 청소, 차량 세정제, 식기 세척 프리소프, 식기 세척 세제, 음료 기계 세정제, 콘크리트 세정제, 건물 외부 세정제, 금속 세정제, 플로어 피니시 스트리퍼(floor finish stripper), 그리이스제거제(degreaser) 및 불에 탄 오염 제거제를 포함한다. 다양한 이들 적용에서, 매우 높은 알칼리성을 지닌 세정 조성물이 매우 바람직하고 효능이 있지만, 금속 부식에 의해 야기되는 손상은 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 여러 방법이 본원에 기재된 중량 %로 알칼리성 공급원, 아미노 카르복실레이트 및 그 밖의 요망하는 성분(예를 들어, 임의의 폴리머 및/또는 계면활성제)를 조합함으로써 사용 전에 또는 사용 시점에서 형성될 수 있는 세제 조성물의 사용을 이용한다.

특정 구체예에서, 세제 조성물은 사용 전에 또는 사용 시점에서 물 공급원과 혼합될 수 있다. 그 밖의 구체예에서, 세제 조성물은 사용 용액의 형성 및/또는 추가의 희석을 필요로 하지 않으며, 추가 희석 없이 사용될 수 있다.

고형 세제 조성물을 사용하는 본 발명의 양태에서, 물 공급원이 세제 조성물과 접촉하여 고형 세제 조성물, 특히 분말을 사용 용액을 전환시킨다. 또한, 대안의 고형 세제 조성물을 사용 용액으로 전환시키는데 더욱 적합한 추가의 분재 시스템이 사용될 수 있다. 본 발명의 방법은 예를 들어, 압출된 블록 또는 "캡슐(capsule)" 타입의 패키지(package)를 포함하여 다양한 고형 세제 조성물의 사용을 포함한다.

일 양태에서, 디스펜서가 사용되어 물을 분무하여 (예를 들어, 노즐로부터 분무 패턴으로) 세제 사용 용액을 형성할 수 있다. 예를 들어, 물이 세제 조성물을 지닌 장치 또는 그 밖의 보유 저장소 쪽으로 분무될 수 있으며, 이때 물이 고형 세제 조성물과 반응하여 사용 용액을 형성한다. 본 발명의 방법의 일 구체예에서, 사용 용액은 세제 조성물의 용해된 용액이 본 발명에 따라 사용하도록 분배될 때까지 중력으로 인해 아래로 적하되도록 구성될 수 있다. 일 양태에서, 사용 용액은 웨어 세척기의 세척 용액으로 분배될 수 있다.

본 발명의 샘플 포뮬라(Sample Formula)

전부 조성물의 중량 퍼센트이다. 본원에서 기술되는 추가의 성분은 조성물의 0.001 내지 약 15 wt.%의 정도에 이를 수 있다.

본 명세서에서 모든 간행물 및 특허 출원은 본 발명이 속하는 당업자들의 수준을 나타낸다. 모든 간행물 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물 또는 특허 출원이 구체적으로, 그리고 개별적으로 참고로 포함되는 것으로 나타내어 지는 것과 동일한 정도로 본원에 참고로 포함된다.

실시예

본 발명의 구체예는 하기 비제한적 실시예에서 추가로 정의된다. 본 발명의 특정 구체예를 나타내고 있지만 이들 실시예는 단지 예시에 의해 제시되는 것으로 이해해야 한다. 상기 논의 및 이들 실시예로부터, 당업자는 본 발명의 필수 특징을 인지할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고, 구체예가 다양한 용도 및 조건에 맞도록 본 발명의 구체예를 다양하게 변경하고 변형시킬 수 있다. 따라서, 본원에서 보여지고 기술된 것들 이외에 본 발명의 구체예의 여러 변형은 상기 설명으로부터 당업자들에게 자명할 것이다. 이러한 변형은 또한 첨부되는 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

실시예 1

Pluronic LF221은 BASF로부터 상업적으로 입수가능한 에틸렌/프로필렌 옥사이드 블록 코폴리머 계면활성제이다.

Pluronic N-3은 BASF로부터 상업적으로 입수가능한 에틸렌/프로필렌 옥사이드 블록 코폴리머 계면활성제이다.

Acumer 5000는 Dow로부터 상업적으로 입수가능한 마그네슘 실리케이트 폴리머이다.

Versaflex Si는 Akzo Nobel로부터 상업적으로 입수가능한 아크릴 코폴리머이다.

Acusol 425, 929 및 445 N는 Dow로부터 입수가능한 아크릴산 코-폴리머이다.

Belclene 200는 BioLab Water Additives로부터 상업적으로 입수가능한 폴리말레산 폴리머이다.

아미노 카르복실레이트를 함유하지 않는 Ecolab으로부터의 상업적으로 입수가능한 알칼리성 웨어 세척 세제인 Apex Metal, 본 발명에 따라 아미노 카르복실레이트를 지닌 조성물, 또 다른 금속 보호 성분 Versaflx Si을 지닌 조성물, 및 Acumer 5000를 지닌 조성물을 포함하여 본 발명에 따라 조성물들을 제조하였으며,다. 각각의 예에서, 금속 보호 실리케이트의 일부가 다른 금속 보호 성분으로 대체되었다. 각각을 하기 방법에 대해 다중-사이클 알루미늄 부식 억제 평가로 시험하였다.

업소용 웨어세척 세제 또는 헹굼 보조제에 대한 다중-사이클 알루미늄 부식 억제 평가

목적:

업소용 식기세척기에서 알루미늄 팬 부식을 평가하기 위한 일반적인 방법을 제공하기 위한 것이다. 시험 포뮬레이션, Ecolab 제품 및 경쟁 제품들을 평가하기 위하여 본 절차를 사용하였다.

장치 및 재료:

1. 적절한 물 공급기에 접속된 업소용 기계

2. Raburn 유리 랙

3. 13" x 18" 팬을 반으로 잘라 얻어진 13" x 9" 알루미늄 시트 팬

4. 저울(Balance)

5. 시험을 완료하기 위한 충분한 세제.

준비 :

1. 따뜻한 비눗물과 비마모성 스펀지로 알루미늄 팬을 가볍게 세정하여 커팅(cutting) 및 저장으로부터의 어떠한 외래 물질 또는 잔류물이 제거되게 한다.

2. 디시머신을 원하는 타입의 물, 즉 수돗물, 연수, 또는 우물물로 채우고, 히터를 켠다.

3. 고온 머신에 대해 최종 헹굼 온도를 180℉로 조절한다.

4. 요망하는 세제농도로 웨어세척기를 준비시킨다.

5. 림을 아래로 향하게 하고, 절단면을 위로 향하게 하면서 전면에서 제 2 슬롯에 팬을 넣는다.

6. 세척기를 작동시킨다. 팬 랙을 세척기에 밀어 넣고, 사이클을 시작한다.

7. 각 세척 사이클의 개시 시에, 적절한 양의 세제를 헹굼 희석을 보상하도록 세척 탱크에 첨가한다.

8. 요망하는 사이클 회수가 완료될 때까지 단계 6 및 7을 반복한다.

9. 시험 포뮬라의 비교를 위해 표준 Ecolab 세제 또는 헹굼 보조제를 실행한다.

평가 결과:

팬을 시각적으로 등급을 매기고, 검은 배경으로 사진을 찍었다. 사용된 등급 척도는 하기와 같으며, 각 팬의 전면 및 후면에 대해 동일하다.

등급 필름

1 부식 또는 변색(discoloration) 없음

2 팬의 대략 25%가 변색되고/거나 부식됨

3 팬의 대략 50%가 변색되고/거나 부식됨

4 팬의 대략 75%가 변색되고/거나 부식됨

5 팬 전부 또는 거의 전부가 심하게 변색되고/거나 부식됨

결과는 하기 표 1에 기재된다.

표 1: 다중-사이클 알루미늄 부식 억제 평가 결과

실시예 2

분배 시스템 시험을 디스펜서의 막힘을 모사하도록 설계하였다. 분배 어셈블리는 동시에 다수의 생성물을 분배하도록 다수의 디스펜서를 나란히 보유한 표준이다. 디스펜서에서 세제 블록이 바닥으로부터 분무되고, 유체가 디스펜서로부터 튜브를 통해 드레인(drain)으로 흘러간다. 초기 시험 파라미터는 분무 시간 5분 작동 및 20분 꺼짐과 함께, 스프레이 17 그레인 워터(spray 17 grain water), 온도 범위 화씨 85 내지 95도로 설정되었다. 분배 시간은 남은 시험에 대해 14일 후에 변경되어 분무 시간 2분 작동 및 40분 꺼짐으로 교체하였다. 시험은 90일 동안 실행되어 총 52개의 세제 블록을 분배하였다. 결과가 하기 표 2에 나타난다.

표 2: 분배 시스템 시험 결과

이와 같이 본 발명이 기술되었지만, 본 발명이 다수의 방법으로 달라질 수 있음이 분명할 것이다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 하며, 이러한 모든 변형은 하기 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims

0.5 wt. % 내지 90 wt. %의 알칼리 금속 하이드록사이드, 또는 카르보네이트를 포함하는 알칼리성 공급원(alkalinity source);
1 wt. % 내지 7.5 wt. %의 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 조합물을 포함하는 하나 이상의 비이온성 계면활성제;
5 wt. % 내지 30 wt. %의 실리케이트;
0.01 wt. % 내지 3.5 wt. %의 아미노 카르복실레이트로서, 메틸-글리신-디아세트산(MGDA), 글루타믹-N,N-디아세트산(GLDA), 또는 이들의 염을 포함하는 아미노 카르복실레이트;
0.1 wt. % 내지 15 wt. %의 부식 억제제로서, 1,000 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 하나 이상의 아크릴산 폴리머를 포함하는 부식 억제제;
0.3 wt. % 내지 10 wt. %의 시트레이트 또는 시트르산을 포함하는 킬런트; 및
3 wt. % 내지 10 wt. %의 물을 포함하는, 고형 알칼리성 세제 조성물.
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제1항에 있어서, 상기 알칼리성 공급원이 소듐 카르보네이트인, 고형 알칼리성 세제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 고형 알칼리성 세제가 압착된 고형물인, 고형 알칼리성 세제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 고형 알칼리성 세제가 압출된 고형물인, 고형 알칼리성 세제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 고형 알칼리성 세제가 캐스팅된(cast) 고형물인, 고형 알칼리성 세제 조성물.
0.5 wt. % 내지 90 wt. %의 알칼리 금속 카르보네이트를 포함하는 카르보네이트 알칼리성 공급원;
1 wt. % 내지 7.5 wt. %의 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 조합물을 포함하는 하나 이상의 비이온성 계면활성제;
5 wt. % 내지 30 wt. %의 실리케이트;
0.01 내지 3.5 wt. %의 아미노 카르복실레이트로서, 메틸-글리신-디아세트산(MGDA), 글루타믹-N,N-디아세트산(GLDA), 또는 이들의 염을 포함하는 아미노 카르복실레이트;
0.1 wt. % 내지 15 wt. %의 부식 억제제로서, 1,000 내지 1,000,000의 분자량을 갖는 하나 이상의 아크릴산 폴리머를 포함하는 부식 억제제;
0.3 wt. % 내지 10 wt. %의 시트레이트 또는 시트르산을 포함하는 킬런트; 및
3 wt. % 내지 10 wt. %의 물을 포함하는 고형 알칼리성 세제 조성물로서,
고형 알칼리성 세제가 캐스팅된 고형물, 압착된 고형물, 또는 압출된 고형물을 포함하는 군으로부터 선택된 고형물인, 고형 알칼리성 세제 조성물.
제10항에 있어서, 상기 부식 억제제가 말레산 코폴리머 또는 아크릴산 폴리머 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 고형 알칼리성 세제 조성물.
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제1항 또는 제10항에 따른 고형 알칼리성 세제 조성물을 웨어(ware) 표면에 적용하는 단계, 및
이후 상기 웨어를 헹구는 단계를 포함하는,
경수(hard water)로부터 마그네슘 카르보네이트의 축적을 방지하면서 웨어를 세정하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 웨어가 알칼리 민감성 금속 표면을 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 알칼리 민감성 금속이 알루미늄을 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 사용 용액이 웨어 세척기 내에서 생성되는 방법.
제15항에 있어서, 세제 조성물의 사용 용액을 생성시키는 단계를 추가로 포함하며, 세제 사용 용액이 pH 9 내지 12.5을 갖는 방법.
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