JP3590407B2 - 改良された固形洗浄剤 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、性質が主に脂肪性である汚れを多様な基質から除去することに使用できる洗浄混合物に関する。前記のような汚れは動物や植物由来の脂肪や油を含み、無機質的な汚れに加えてタンパク質性の残留物と炭水化物もしくは多糖類物質も部分的に含む。前記汚れは主に、食物の調理や食物のもてなしなどの結果、硬質表面や調理道具、ランドリーなどで生じる。前記基質はテーブルリネンや布、円筒形の容器や鍋、硬質表面を含み、また典型的に脂肪汚れで汚された繊維や硬質表面なら何でも前記基質に含まれる。本発明の注型の固形混合物は、水と組合わせて洗浄方法に使用することが可能な、洗浄成分の水性溶液あるいは懸濁液を、希釈水において形成することが可能である。
発明の背景
脂肪性汚れを多様な基質から除去するために処方される水性洗浄構成物は何年もの間開発され、使用されてきた。多様な表面から汚れを含んだ脂肪を除去するために、非常に多様な異なる型の処方が開発されてきた。
脂肪性汚れ用洗浄剤のひとつの型としては、化学的に脂肪をけん化し、前駆体である脂肪よりも水溶性が増したけん化反応生成物を除去する、苛性の高い施設用洗浄剤がある。前記物質は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムやケイ酸塩のような強塩基を使用して他の汚れと結合し、混合物を懸濁し、除去することで作用する。洗浄剤構成物の２つめの型としては、効果的な洗浄方法における活性酵素混合物がある。酵素は脂肪を基質から除去することに作用する。それは、処方された洗浄剤の界面活性剤あるいは他の成分によって除去可能な脂肪の構成物質に脂肪を分解する、通常の酵素活性により行われる。また、さらに別の型の洗浄構成物は、陰イオン及び陽イオン、非イオン、両性イオンの界面活性剤と他の補助剤が反応して相互作用し、典型的な基質から脂肪汚れを懸濁し、ついで除去する、処方洗浄剤を含む。界面活性剤物質の機能でよく知られているのは、リピドー水の界面で脂肪と相互作用し、媒体中における脂肪の分散性もしくは可溶性を向上させることである。汚れ、特に脂肪性汚れを除去するための界面活性剤系が一般的に開発されてきており、非常に多様な提案された処方が技術の中で示唆されてきた。商標Solitaireとして知られている物質がミネソタ州セント．ポールのエコラブ インコーポレイテッドから発売されていて、その物質は分子量約8000で、酢酸ナトリウムと結合したポリエチレングリコールを含む凝固系を使用した注型固形物質を含んでいる。この固形構成物は、ココ（coco）アミドプロピルジメチルアミンオキシド、ラウリン酸、モノエタノールアミド、直鎖アルキルスホン酸塩及び、十分に処方された洗浄剤中の他の原料を含む界面活性剤混合物を含む。この処方の各構成成分は注型固形系において知られている原料であり、グリースや脂肪の除去の洗浄系で使用されている。
技術的に製品を改良し続けることが必要であり、これによって、改良された製品に対する消費者の需要を満足させ、市場での実質的な成功と承諾を受けることになる。従って、全物質に対するグリース洗浄特性を改良することが実質的に必要となってくる。
発明の要約
我々は、実質的に改良された水性洗浄剤物質を注型固形洗浄剤系において作ることが可能であることを発見した。我々は、硬質表面や繊維、その他の汚れた基質から脂肪を除去する程度が、注型固形洗浄剤系における他の原料との共存において、脂肪エーテル硫酸塩と陰イオンスルホン酸塩界面活性剤とを含む陰イオン系と、C_12-18アルキルジメチルアミンオキシドとが結合した物質を含む処方を通して、実質的に向上したことを発見した。我々はさらに、ポリアルキレングリコール注入剤を弱有機酸のアルカリ金属塩と尿素とに結合させることによって注型固形洗浄剤を作るときに、改良された凝固系を使用することが可能であることを発見した。前記凝固系では製品と信頼性を向上させ、この系の凝固化率を向上させることができ、物質の特徴も向上させることができる。ポリアルキレングリコール注入剤を尿素及び弱有機酸のアルカリ金属塩と結合させると、系における困難さ及び製造の信頼性を改良し、希釈された洗浄系中に注入剤を含む水溶液系に対して柔軟化（emolliency）を提供する。
本発明における、より好ましい注型固形洗浄系は、C_12-18アルキルジメチルアミンオキシド、脂肪エーテル硫酸塩と陰イオンスルホン酸界面活性剤とを含む陰イオン界面活性剤系、脂肪酸アルカノールアミド及び、ポリアルキレングリコールをベースにした注入剤を含む。我々は、アミンオキシド界面活性剤、アルキルエーテル硫酸塩及び、陰イオン界面活性剤とが相互に作用して、脂肪を除去する先行技術物質の能力を考えると無類の、驚くほどの脂肪除去レベルを提供することを発見した。我々はまた、本発明に使用される、ポリアルキレングリコールと、弱有機酸のアルカリ金属塩と、尿素とを含む特別な注入剤が、注型固形物質製品の信頼性を向上させ、柔軟化特性（emollient properties）をもつ洗浄系を形成するために希釈可能な注型物質を提供することも発見した。
発明の詳細な説明
本発明は、改良された注入系において、界面活性剤の特別な混合物を含む。界面活性剤は、脂肪エーテル硫酸塩と陰イオンスルホン酸塩とを含む陰イオン系と結合した、アルキルジメチルアミンオキシドを含む。注入系はポリアルキレングリコール尿素と弱酸のアルカリ金属塩とを含む。
本発明による他の構成原料と結合して有効であるアミンオキシド混合物は、以下のような式をもつC_12-16アルキルジメチルアミンオキシドを含む。

ここでＲはC_1-3アルキル基を、R¹はC_12-18、好ましくはC_12-16のアルキル基を含む。アルキルジメチルアミンオキシドは、単一のアルキル基グループ、もしくはアルキル基の混合物、もしくはある範囲の炭素数をもったアルキル基グループをもつ、アミンオキシドを含んでもよい。従って、より好ましいアミンオキシド界面活性剤はドデシルジメチルアミンオキシド、もしくはテトラデシルジメチルアミンオキシド、もしくはヘキサデシルジメチルアミンオキシド、もしくはそれらの混合物を含む。最も好ましいアミンオキシドは、いくらかの割合で他のアミンオキシドを混合物の中に含んだテトラデシルジメチルアミンオキシドを含む。
本発明による改良された注型固形洗浄剤混合物は、陰イオン界面活性剤系を、上述したアミンオキシド界面活性剤に結合させる。陰イオン界面活性剤系はC_6-24アルキルエーテル硫酸塩界面活性剤、C_6-24アルキルベンゼンスルホン酸塩及びまたはC_6-24アルキル硫酸塩を含む陰イオン界面活性剤を含む。アルキルエーテル硫酸塩物質は以下の式をもつ。
R²−Ｏ−SO₃ ^-X⁺
ここでR²はC_6-24アルキル基グループ、あるいはｎが１〜10であるC_6-24アルキル−（OCH₂CH₂）_ｎ−を示し、X⁺はアルキル金属陽イオン、あるいは水素イオン、あるいはアンモニウムを示す。アルキルエーテル硫酸塩はC₆アルキル基グループ、あるいはC₁₂アルキル基グループ、あるいはC₂₀アルキル基グループ、あるいはC₂₄アルキル基グループをもつ単一の構成物であることも可能であり、あるいは多様な鎖の長さをもつ構成物の混合であることも可能である。さらに、Ｒはエトキシラート化された脂肪アルコールを含むことが可能であり、このエトキシラート化された脂肪アルコールは次に反応してエトキシラート化された脂肪アルコール硫酸塩を形成する。エトキシラート化された物質は１モルの脂肪アルコールに対して１〜10モルのエチレンオキシドを含む。
エーテル硫酸塩界面活性剤は、別の強陰イオン基を含む陰イオン界面活性剤物質と結合することが可能である。前記陰イオン洗浄剤はスルホン酸、あるいは硫酸、あるいはリン酸、あるいはホスホン酸、あるいはカルボキシル酸の基を含むグループから選択される典型的な陰イオン基を含む。前記陰イオン基グループは中和されると、それぞれ会合された陽イオンと共になったスルホン酸塩、あるいは硫酸塩、あるいはホスホン酸塩、あるいはカルボン酸塩の基が得られる。また、前記陰イオン洗浄剤に含まれる陰イオン基は、アルカリ金属、あるいはアンモニウムアルカノールアミノ、好ましくはアンモニウムナトリウムあるいはトリエタノールアミノを含むグループから選択されるのが好ましい。より好ましい効果的な陰イオン界面活性剤の例は以下の式のスルホン酸塩物質を含む。
R³−SO₃ ^-X⁺;
ここで、R³はC_6-24アルキル−（OCH₂CH₂）_ｎ−、あるいはC₁−C₂₄アルキル置換ベンゼン基グループでｎが１〜10であるものを含む、C_6-24アルキル基グループを示す。X⁺はアルカリ金属陽イオンあるいはアンモニウムを示す。界面活性剤の例はアルキルベンゼンスルホン酸塩や、キシレンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、直鎖トリデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクトデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、オレフィンスルホン酸ナトリウムやその他の物質のような化合物である。より好ましい陰イオンスルホン酸塩物質はドデシルベンゼンスルホン酸塩あるいはナトリウム塩を含む。
本発明による洗浄構成物は相溶性溶剤物質を含む。適切な溶剤は、固形水性洗浄構成物と相溶する水酸基置換炭化水素物質である。より好ましい溶剤物質は低級アルカノールや、C_1-12アルキレングリコールや、低級アルキルエーテルや、低級アルキルグリコールエーテルなどを含む。以上のような物質は一般に軽いあるいは心地よいにおいをもつ無色の液体で、優れた溶剤及び結合剤であり、希釈後に水性洗浄構成物と混和あるいは懸濁する。前記有効な溶剤の例としては、メタノールや、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、混合されたエチレンプロピレングリコールエーテルが含まれる。グリコールエーテルはプロピレングリコールや、メチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテルやその他の物質を含む低級アルキル（C_1-8アルキル）エーテルを含む。
本発明による注型固形構成物は脂肪酸アミド物質も含むことが可能である。アミド物質は付加的な界面活性を注型固形物質に提供する。より好ましい脂肪酸アミド構成物質は、遊離脂肪酸あるいはそれらの混合物を、モノアルカノールアミンあるいはジアルカノールアミンのいずれかと反応することによって作られる。典型的なのは、脂肪酸アミド物質が実質的に飽和された脂肪酸物質から作られることで、C_6-24脂肪酸あるいはそれらの混合物を含むことが可能である。前記酸の例としては、カプリル酸（C₆）、カプロン酸（C₈）、カプリン酸（C₁₀）、ラウリン酸（C₁₂）、ミリスチン酸（C₁₄）、パルミチン酸（C₁₆）ステアリン酸（C₁₈）エイコサン酸（C₂₀）、ドコサン酸（C₂₀）、テトラコサン酸（C₂₄）、及びこれらの混合物が含まれる。飽和脂肪酸がより好ましい一方で、不飽和脂肪酸も本発明で使用されるアミド物質を作るのに使用されることが可能である。
脂肪酸はモノアルカノールあるいはジアルカノールアミン化合物と反応するのが典型的である。より好ましいアミンはモノエタノールアミンあるいはジエタノールアミンを含み、以下の式の脂肪酸モノエタノールアミドあるいは脂肪酸ジエタノールアミドを結果として生じる。

ここではR⁴はC_6-24アルキル基を、R⁵はC_2-6アルキレンを示す。
本発明の構成物の成分を列挙したものに加えて、様々な基質を洗浄するための補助物質が含まれてもよい。前記補助物質は起泡剤、消泡剤、防腐剤、酸化防止剤、水素イオン濃度調整剤、香料、染料、ピーレセント剤（pealescent agents）ビルダー塩、共溶剤や、他のよく知られており、よく解明されている補助剤を含む。
以下の表は本発明の注型固形物質の示唆された処方を含む。表にはアミンオキシド化合物、陰イオン界面活性剤系、脂肪酸アミド、水酸化溶剤及び、凝固剤の、有効でより好ましい濃度の表示を含む。表には陰イオン界面活性剤と凝固剤とのより好ましい混合が示されている。陰イオン界面活性剤系あるいは凝固系の中で、３つの構成成分のうち１つあるいはそれ以上の成分を、実質的な機能を維持しながら省略することが可能である。しかしながら、より好ましい系は、陰イオン界面活性剤系と凝固系の両方において３つの構成成分全てを、少なくともいくらかの割合で含んでいる。

本発明による注型固形構成物は、重量で約0.1〜５の注型固形濃縮物それぞれに対して水1000で希釈するように、適切な割合の水で希釈して使用するのが一般的である。注型固形材料を手動で小さい固まりに分け、その固まりを手動の混合及び希釈装置を使って希釈水と合わせることによって、前記希釈物質を作ることが可能である。しかしながら、より好ましい材料の調剤方法にはスプレーオンディスペンサーを使用する方法が含まれる。前記ディスペンサーはエコラブ インコーポレイテッドから販売され、商標Hydromatic及びElectromaticという商品名で販売されている。前記ディスペンサーは自動的に操作されるか、手動で操作されるかのどちらかである。手動操作ディスペンサーを手で活発化して、水の噴霧液を注型固形材料に向ける。噴霧液は十分な量の材料を溶かして、希釈水中に注型固形物の一定希釈濃度の濃縮液あるいは使用溶液を製造する。噴霧液を注型固形物に向けることによって製造された濃縮液は、そのまま使用することが可能であり、また、使用溶液を作るために、その濃縮液をさらに別の割合の希釈水と混ぜ合わせることによって、さらに希釈することが可能である。本発明の自動あるいは手動のディスペンサー系によって調剤された代表的な材料は、希釈水中に約１〜20重量％の材料を含む濃縮液となる。本発明の材料は、希釈水中の濃度が約0.01〜0.2重量％、好ましくは約0.03〜0.1重量％である使用溶液で主に使用される。使用時に、本発明の注型固形材料は、上述のディスペンサーを使用して水に溶けた使用材料という形態で調剤される。脂肪性汚れを基質から除去するために、希釈使用材料を硬質表面やランドリー使用に直接、接触させることが可能である。我々は、本発明の構成物に対して、より好ましいあるいは最適の水素イオン濃度の範囲を発見した。我々は、約7.5と約13の間、好ましくは約7.5〜10の間にある水素イオン濃度において、前記材料の作用が最善の状態になったことを発見した。本発明における構成物を使用する際に、より好ましい基質は、円筒形の容器と鍋を含む金属やガラス、セラミックの硬質表面である。前記材料は使用時に上述したように調剤され、皿洗いをする場所に注入され、ある時間の間、円筒形の容器や鍋を含む汚れた食物調理器具をそこに浸し、しみ込ませる。しみ込ませることで柔らかくし、表面から汚れを除去し易いようにした後、汚れをさらに除去し易くするためにワイプパッドやスクラブパッドやブリロパッド（brillo pad）、あるいは他の研磨道具を使用して、円筒形の容器や鍋を手で洗うことができる。我々は、本発明の構成物が手動の皿洗い、あるいは円筒形容器及び鍋の洗浄、あるいはランドリーや他の繊維洗浄用途に使用することも可能な、硬質表面あるいは床の洗浄用構成物として単独で使用されることを発見した。本発明の構成物は性能は高いが、値段的に高価ではない。我々は、本発明の構成物のもつグリースを溶かす作用が、市場で売られている先行材料よりも量的に増加していることを発見した。特にエコラブ社の商標Solitaireよりもグリース溶解が200〜300％向上していることが明らかである。
前記材料は約250g〜5kgを含む大きい注型固形単位で作られるのが一般的である。好ましくは、前記材料は約1.5〜3kgの範囲である注型固形の固まりで使用される。前記材料は、使い捨ての硬いプラスチックの容器に入れて注入されることが可能で、型から外されて注入されることも可能で、使い捨てのシート状の包装材料で包装されることも可能である。有効な包装材料は紙や、コーティングした紙、ポリエチレン、ポリエステル、金属で処理したポリエステル、不繊物、ホイルや、その他低価格な使い捨てのシート状包装材料を含む。前記洗浄用材料は使い捨ての容器で形成された注型材料をディスペンサーに入れて調剤される。ついでこのディスペンサーは注型固形材料を使い捨て容器から、その容器が空になるまで調剤することが可能である。その時、空になった容器は新しい材料が入っている容器と交換する。他に前記材料は、曲げやすいプラスチックのような容器から取り出したり、破いて開けた上述の包装から取り出すことも可能である。容器や包装から取り出した注型材料はいずれも単独でディスペンサーに、あるいは２種類以上の注型固形材料を使用してマガジンフォーマットに入れることも可能であり、水の噴霧液を使用して調剤することも可能である。
以下に続く実施例及びデータは本発明の特徴及び製造を理解するための基礎を提供する。実施例及びデータはさらに最適の方法を含む。
例１
華氏190度に加熱した電動撹拌器を持つ適切な大きさの加熱した容器に、分子量約8000のポリエチレングリコールを9.25部で、酢酸ナトリウムを2.3部入れる。容器の内容物を溶解し、均一になるまで混合する。均一になった溶解物に、ラウリン酸モノエタノールアミド5.1重量部及び、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩11.55部（90重量％活性）を、ヘキシレングリコール約0.25部と共に入れる。容器の内容物が均一になるまで混合し、その溶解物にラウリル硫酸ナトリウム塩3.25重量部、C₁₄ジアルキルジメチルアミンオキシド5.1重量部（85重量％活性）、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム6.95部（sodium lauryl ether sulfate）と尿素5.298重量部を入れ、その後に少量の染料と香料を入れる。ヘキシレングリコールのバランスはヘキシレングリコールの重量の割合でトータル0.9になるように加えられる。容器の内容物は均一になるまで撹拌される。撹拌は取り除かれ、容器の内容物は曲がり易いプラスチックの使い捨ての型に注がれ、材料はその中で室温において硬い固形物に凝固する。
一連の実験方法が洗浄特性を実験するために作られた。処方は有効な製品の活性成分である。

おおよそ例１の手順に従って、表１の実験方法が作成された。重量測定実験方法を用いて、これらの構成物のグリース除去の実験を実施した。その実験ではガラスのビーカーに付加した１層のグリースが、制御された温度において、本発明の構成物の均一に撹拌された溶液の作用のみで除去されるという実験方法である。構成物の実験をするときに、マゾラ油87.5部及び、ステアリンつまりステアリン酸グリセロールトリエステル12.5部を含む実験脂肪材料は、均一になるまで混合された。少量の実験用脂肪（約15グラム）はガラスのビーカーの底に層になるように置かれる。実験前の重量を測定するために、ビーカーと脂肪を合わせて測定する。洗浄剤水溶液が約100となるように、例2A、2B、2C、あるいは2Dの材料約2.5重量部を水で混合して洗浄溶液は作られる。
実験処方において、例2A及び2Dはココアミドプロパノールアミンオキシドを使用した先行技術の材料を表している。一方、材料2B及び2CはC₁₄アルキルジメチルアミンオキシド材料を使用した本発明の構成物を表している。約100グラムの希釈洗浄剤がビーカーに加えられる。プロペラ撹拌器を、プロペラがビーカーの底にある実験用汚れの層に接触しないよう確実にして、液体の中に入れる。撹拌器の作動を始め、一定の回転数で、ある設定された時間の間、継続させる。
以下の表２は、処方を使用し、例2Aと、2Bと、2Cと、2Dとを実験して得たデータを提供する。

表２では、先行技術の代表的な材料つまり2A及び2Dが、本発明の2B及び2Cと比較されている。また、市販の皿洗い液体製品、商標Dawnと比較されている。商標Dawnという材料は6.9重量％活性溶液で使用されているが、例の材料は2.5重量％で使用されている。表のデータは２つの効果を示している。第１に、ココアミドプロピルアミンオキシド材料を、C₁₄ジメチルアミンオキシド材料に取り替えると、水素イオン濃度が7.5以上のときに洗浄特性が実質的に向上する結果となる。アルキルジメチルアミンオキシド材料が、ポリエチレングリコール尿素酢酸ナトリウムの注入系を用いて作られる凝固した注型材料中で、アルキルエーテル硫酸ナトリウムと結合したときに、データは洗浄効果における実質的な向上を明らかに支持している。詳細事項及び例、及びデータは本発明の経験と領域を理解するための基礎を提供する一方、本発明は多く実施例をもち、本発明の趣旨及び範囲から離れずに具体化されることが可能である。本発明は以下に添付した請求項の発明である。

Claims (7)

1. （ａ）C_12-16アルキルジメチルアミンオキシドと、
   （ｂ）C _6-24 アルキルエーテル硫酸塩と、C _1-24 アルキル ベンゼンスルホン酸塩との混合物を含む陰イオン性界面活性剤システムと、
   （ｃ）以下の式において、
   

   

   R⁴がC_6-24アルキル基であり、R⁵がC_2-6アルキレンである脂肪アミド構成物と、
   （ｄ）ポリアルキレングリコール化合物と、尿素と、弱 有機酸のアルカリ金属塩とを含む注入剤と、
   を含むことを特徴とする固形注型洗浄構成物。
2. 前記C _1-24 アルキルベンゼンスルホン酸塩 が、ドデシルベンゼンスルホン酸塩であることを特徴と する請求項１に記載の固形注型洗浄構成物。
3. 前記C _6-24 アルキルエーテル硫酸塩が、ラ ウリルエーテル硫酸ナトリウムであることを特徴とする 請求項１に記載の固形注型洗浄構成物。
4. 前記C _12-16 アルキルジメチルアミンオキシドが、C₁₄アルキルジメチルアミンオキシドであることを特徴とする請求項１に記載の固形注型洗浄構成物。
5. 前記脂肪アミドが、ラウリン酸モノエタノールアミドを含むことを特徴とする請求項１に記載の固形注型洗浄構成物。
6. 前記弱有機酸のアルカリ金属塩が、酢酸ナ トリウムであることを特徴とする請求項１記載の固形注 型洗浄構成物。
7. ５〜25重量％のC_12-16 アルキルジメチルアミンオキシドと、15〜70重量％の陰イオン性界面活性剤システムと、10〜60重量％の注入剤と、５〜20重量％の脂肪アミドと、を含むことを特徴とする請求項１に記載 の固形注型洗浄構成物。