(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体洗剤組成物の５質量％〜７０質量％のアルカリ金属水酸化物と、
固体洗剤組成物の２０質量％〜９０質量％の炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムと、
固体洗剤組成物の１質量％〜５０質量％の無水メタケイ酸塩と、
固体洗剤組成物の０．１質量％〜１０質量％の水と、
固体洗剤組成物の１質量％〜５０質量％の少なくとも１つの機能性成分と、を含む固体洗剤組成物であって、
前記炭酸ナトリウム又は炭酸カリウム、前記無水メタケイ酸塩及び前記少なくとも１つの機能性成分を混ぜ合わせて粉末プレミックスを形成し、次いで、該粉末プレミックスを前記水と混合して固体水和物を形成し、次いで、該固体水和物を前記アルカリ金属水酸化物と混ぜ合わせて形成した固体洗剤組成物であり、該固体洗剤組成物は、リンを含まず、ブロック、ペレット、又はタブレットの形態であり、かつ、華氏１２０度の温度で加熱された場合、寸法的に安定な水和物の固体であり、かつ、３％未満の増大指数を有する、固体洗剤組成物。
【請求項２】
少なくとも１つの機能性成分が、洗剤ビルダー、界面活性剤、腐食防止剤、水質調整剤、キレート剤、流動助剤及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記組成物が、組成物の０．１質量％〜１５質量％のポリアクリル酸ポリマー又はポリアクリレートポリマーをさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムが、組成物の３０質量％〜７０質量％を構成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記組成物が、１つ若しくは複数のポリエチレングリコール、及び／又は尿素を含まない、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウムである、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
無水メタケイ酸塩が、組成物の１０質量％〜３５．５質量％を構成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
少なくとも１つの機能性成分が、キレート剤である、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記固体洗剤組成物は、水和物の固体タブレットである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
固体洗剤組成物の５質量％〜７０質量％の水酸化ナトリウムと、
固体洗剤組成物の２０質量％〜９０質量％の炭酸ナトリウムと、
固体洗剤組成物の０．１質量％〜１５質量％のポリカルボン酸ポリマー又はその塩と、
固体洗剤組成物の０．１質量％〜１０質量％の水と、
固体洗剤組成物の１質量％〜５０質量％の無水メタケイ酸塩と、
固体洗剤組成物の１質量％〜５０質量％のキレート剤と、を含む固体洗剤組成物であって、
前記炭酸ナトリウム、前記無水メタケイ酸塩及び前記キレート剤を混ぜ合わせて粉末プレミックスを形成し、次いで、該粉末プレミックスを前記水と混合して固体水和物を形成し、次いで、該固体水和物を前記水酸化ナトリウム及び前記ポリカルボン酸ポリマー又はその塩と混ぜ合わせて形成した固体洗剤組成物であり、該固体洗剤組成物は、リンを含まない水和物の固体であり、ブロック、ペレット、又はタブレットの形態であり、華氏１２０度の温度で加熱された場合、寸法的に安定であり、かつ３％未満の増大指数を有する、固体洗剤組成物。
【請求項１１】
水酸化ナトリウムが組成物の１０質量％〜５０質量％を構成し、炭酸ナトリウムが組成物の３０質量％〜７０質量％を構成し、ポリカルボン酸ポリマー又はその塩がポリアクリレートポリマーであり、組成物の２．５質量％〜１０質量％を構成し、水が組成物の１質量％〜５質量％を構成し、無水メタケイ酸塩が組成物の１質量％〜２０質量％を構成し、及びキレート剤が組成物の５質量％〜２５質量％を構成する、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
前記固体洗剤組成物が、１つ若しくは複数のポリエチレングリコール、尿素及び／又は炭酸カリウムを含まない水和物の固体タブレットである、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１３】
固体洗剤組成物の形成方法であって、該方法が、
組成物の２０質量％〜９０質量％の炭酸ナトリウム又は炭酸カリウム、組成物の５質量％〜５０質量％の無水メタケイ酸塩及び組成物の１質量％〜５０質量％の少なくとも１つの追加の機能性成分を混ぜ合わせて、粉末プレミックスを形成する工程と、
前記粉末プレミックスを組成物の０．１質量％〜１０質量％の水と混合して、固体水和物を形成する工程と、
前記固体水和物を組成物の１０質量％〜５０質量％の水酸化ナトリウム及び必要に応じて組成物の０．１質量％〜１５質量％のポリカルボン酸ポリマー又はその塩と混ぜ合わせる工程と、を備え、
前記固体洗剤組成物が、リンを含まず、ブロック、ペレット、又はタブレットの形態であり、かつ、華氏１２０度の温度で加熱された場合、寸法的に安定であり、３％未満の増大指数を有する、固体洗剤組成物の形成方法。
【請求項１４】
固体洗剤組成物がタブレットである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
固体洗剤組成物は、固体洗剤組成物のうち、ポリカルボン酸ポリマー又はその塩を０．１質量％〜１５質量％、及びキレート剤を１質量％〜５０質量％含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
３０℃〜５０℃の雰囲気温度で前記組成物を凝固させる工程をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
固体洗剤組成物の寸法安定性が２％未満の増大指数を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
水酸化ナトリウムが組成物の１０質量％〜５０質量％を構成し、炭酸ナトリウムが組成物の３０質量％〜７０質量％を構成し、ポリカルボン酸ポリマー又はその塩がポリアクリレートポリマー若しくは脂肪酸末端基によって変性されたポリアクリル酸ポリマー又はそれらの塩であり、組成物の２．５質量％〜１０質量％を構成し、水が組成物の１質量％〜５質量％を構成し、無水メタケイ酸塩が組成物の１質量％〜２０質量％を構成し、及びキレート剤が組成物の５質量％〜２５質量％を構成する、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、凝固及び凝固マトリックスの分野に関する。本発明は、リン酸塩を含まないアルカリ性洗剤組成物の凝固に関する。特に、本発明は、凝固マトリックスの一部として、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、無水メタケイ酸ナトリウム、好ましくは、ポリカルボン酸ポリマーを含むリン酸塩を含まないアルカリ性洗剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
企業及び産業的活動における凝固技術及び固体ブロック洗浄剤の使用は、例えば、Ｆｅｒｎｈｏｌｚらの米国再発行特許第３２，７６２号明細書及び米国再発行特許第３２，８１８号明細書で主張されたＳＯＬＩＤ  ＰＯＷＥＲ（登録商標）ブランドの技術において最初に開発された。さらに、水和した炭酸ナトリウム材料を実質的に使用する炭酸ナトリウム水和物のキャスト固体製品が、Ｈｅｉｌｅらの米国特許第４，５９５，５２０号明細書及び米国特許第４，６８０，１３４号明細書に開示され、これはその全体が本明細書中に参考として援用される。
【０００３】
さらに近年では、より少ない苛性物質、例えば、炭酸ナトリウムとしても知られているソーダ灰から非常に効果的な洗剤材料を製造することに注意が向けられてきた。炭酸ナトリウムベースの洗剤の開発における初期の研究は、炭酸ナトリウム水和物ベースの材料が、多くの場合、凝固後に、膨潤する（即ち、寸法的に不安定であった）ことを見出した。このような膨潤は、包装、分配、及び使用を妨げる可能性がある。固体材料の寸法不安定性は、炭酸ナトリウム固体材料の製造において調製された種々の水和物形態の不安定な性質に関係する。水和炭酸ナトリウムで作られた初期の製品は、典型的には、無水物、１モル水和物、７モル水和物、１０モル水和物又はそれらのより多くの混合物から構成された。しかしながら、製品が製造され、周囲温度で保存された後、初期の製品の水和状態は、水和物の形態、例えば、１モル、７モル、及び１０モル水和物の間でシフトし、ブロックの化学製品の寸法的な不安定性をもたらすことが見出された。これらの従来の固体形態の組成物において、含水量及び温度における変化は、固体形態の失敗を引き起こし得る構造及び寸法の変化を引き起こし、固体形態が使用のためのディスペンサーに適合できない等の問題が生じる。
【０００４】
また、従来の固体アルカリ性洗剤、特に、企業及び商業的利用を意図したものは、一般に、それらの組成物においてリン酸塩を必要とする。リン酸塩は、典型的には、組成物の複数の目的、例えば、凝固の速度を制御する、汚れを除去及び浮遊させる働きをし、かつ効果的な硬度金属イオン封鎖剤として機能する。固体ブロック機能性材料は、炭酸塩、アミノカルボキシレート等の有機アセテート、又はホスホン酸塩成分及び水を含む結合剤を使用して製造され得ることが、米国特許第６，２５８，７６５号明細書、米国特許第６，１５６，７１５号明細書、米国特許第６，１５０，３２４号明細書、及び米国特許第６，１７７，３９２号明細書において、見いだされ、開示され、そして請求項に記載されている。環境への関心により、さらなる研究が、洗剤中のリン含有化合物の置換に向けられてきている。さらに、リン含有化合物の代わりに結合剤及び硬質金属イオン封鎖剤としていくつかの例において使用されるニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）含有アミノカルボキシレート成分は、発癌性物質であると考えられている。このように、それらの使用も削減されてきている。
【０００５】
固体の、アルカリ性洗剤用の凝固マトリックスの必要性は、リン及び／又はＮＴＡの除去を含む、多数の変更を必要としている。さらなる変更は、ソーダ灰（例えば、炭酸ナトリウム）等のより少ない苛性物質と組み合わせて苛性物質（水酸化ナトリウム）を組み込む凝固マトリックスの製剤を含み、固体の、物理的に安定なタブレット組成物を確立することの困難性を提示し続ける。凝固のための高度に苛性な粉末は、タブレットなどの安定な組成物を一貫して形成することができないことが示されている。したがって、寸法的に安定な固体組成物を処方するために、他のより少ない苛性物質と組み合わせて、より低いレベルの水酸化ナトリウムを使用する必要がある。これら及び物理的に安定な洗剤組成物を形成する他の態様は、本発明が提供されることに対する背景を提供する。
【０００６】
本発明の一態様では、コンビネーションオーブン用の、物理的に安定したリン酸塩を含まないアルカリ性洗剤のタブレット組成物が提供される。
【０００７】
本発明の一態様では、灰及び／又は水酸化物の水和作用を採用して、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム及びメタケイ酸ナトリウムを含む物理的に安定で、リン酸塩を含まないアルカリ性洗剤のタブレットを形成する方法が提供される。
【０００８】
本発明のさらなる態様において、本発明の組成物及び方法は、例えば、洗浄コンビネーションオーブンで挙げられる、耐久性のある洗浄性能を有する物理的に安定な組成物を提供する。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一実施形態は、アルカリ金属水酸化物、ポリカルボン酸ポリマー、炭酸ナトリウム、水及び少なくとも１つの機能性成分を含む、固体洗剤組成物である。一実施形態によれば、固体洗剤組成物は、華氏１２０度の温度に加熱された場合、組成物は、寸法安定性のままであり、３％未満の増大指数を有する。組成物はリンを含まないことが好ましい。
【００１０】
別の実施形態は、固形洗剤組成物のうち水酸化ナトリウムを約５質量％〜約７０質量％、固形洗剤組成物のうち炭酸ナトリウムを約２０質量％〜約９０質量％、固形洗剤組成物のうちポリカルボン酸ポリマーを約０．１質量％〜約１５質量％、固形洗剤組成物のうち水を約０．１質量％〜約１０質量％、固形洗剤組成物のうち第二アルカリ源を約１質量％〜約５０質量％、固形洗剤組成物のうちキレート剤を約１質量％〜約５０質量％、含む固体洗剤組成物であり、ここで、前記洗剤組成物はリンを含まない。華氏１２０度の温度に加熱された場合、固体洗剤組成物は、寸法的に安定であり、３％未満の増大指数を有する。
【００１１】
さらに別の実施形態は、炭酸ナトリウム、無水ケイ酸塩の第二アルカリ源及び少なくとも１つの追加の機能性成分を混ぜ合わせて粉末プレミックスを形成し、該粉末プレミックスを水供給源と混合して固体水和物を形成し、該固体水和物を水酸化ナトリウム及び任意にポリカルボン酸ポリマーの供給源と混ぜ合わせることによって、固体洗剤組成物を形成する方法である。本発明の一態様では、生成した固体洗剤組成物はリンがなく、華氏１２０度の温度に加熱された場合、固体洗剤組成物は、寸法的に安定であり、３％未満の増大指数を有する。
【００１２】
複数の実施形態が開示されている一方で、本発明のさらに他の実施形態が、本発明の例示的な実施形態を示す及び記載する以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。したがって、図面及び詳細な説明は、本質的に例示であって制限的なものではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の方法及び組成物の実施形態による種々の例示的な製剤の寸法安定性を示すグラフである。
【００１４】
【図２】図２は、本発明の方法及び組成物の実施形態による種々の例示的な製剤の圧縮強度を示すグラフである。
【００１５】
【図３】図３は、本発明の方法及び組成物の実施形態による種々の例示的な製剤の寸法安定性を示すグラフである。
【００１６】
【図４】図４は、本発明の方法及び組成物の実施形態による種々の例示的な製剤の圧縮強度を示すグラフである。
【００１７】
本発明の種々の実施形態は、図面（同様の参照番号はいくつかの図を通して同様の部分を表す）を参照して詳細に説明されるであろう。種々の実施形態への言及は、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書に示される図は、本発明に従う種々の実施形態に制限されるものではなく、本発明の例示的な説明のために提示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態は、それらが、当業者によって理解されるよう、変更になる場合があるように、特定の固体洗剤組成物に限定されるものではない。本明細書中で使用される全ての専門用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためであり、いかなる方法又は範囲を制限することを意図するものではないことを更に理解すべきである。例えば、本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるように、内容が明らかに他を示さない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、複数の指示対象を含み得る。また、全ての単位、接頭辞、及び記号をそのＳＩ容認形態で表すことができる。本明細書内で規定される数値範囲は、その範囲を規定する数値を含み、そして規定されたその範囲内の各整数を含む。
【００１９】
他に規定されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明の実施形態が関連する技術分野の当業者の内の一人によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと類似の、変更された、又は同等の多くの方法及び材料を、過度の実験なしに、本発明の実施形態の実施に使用することができ、好ましい材料及び方法は、本明細書に記載されている。本発明の実施形態の説明及び請求項において、以下の専門用語は下記の定義に従って使用され得る。
【００２０】
本明細書中で使用される、用語「約」は、例えば、現実の世界で濃縮物又は使用溶液を作製するために使用される典型的な測定及び液体取り扱い手順によって；これらの手順の不注意による誤りによって；組成物を作製するために又は方法を実施するために使用される、製造、供給源、又は成分の純度の差異によって；などで発生し得る数量の変動を意図する。用語「約」によって修飾されたか否かにかかわらず、特許請求の範囲は、量に対する均等物を含み、発生し得る数量の変動に言及する。
【００２１】
本明細書で使用される用語「寸法安定性」及び「寸法的に安定な」は、約３％未満、好ましくは約２％未満の増大指数を有する固体製品を意図する。
【００２２】
本明細書で使用される用語「質量パーセント（weight percent）」、「質量％（wt-%）」、「質量によるパーセント（percent by weight）」、「質量による％（% by weight）」及びそれらの変形は、組成物全体の質量で割り算して１００を掛けた物質の質量としての物質の濃度を意味する。ここで用いられるとき、「パーセント」、「％」などは、「質量パーセント」、「質量％」などと同義であることを意図していることが理解される。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、固体組成物は、水和可能な塩、アルカリ活性物質（例えば、アルカリ金属水酸化物）及び水を含有する、プレスされ、押し出され又はキャストされる固体組成物で用いる寸法的に安定な固体組成物を提供することによって、従来技術における必要性を克服する。好ましい態様では、寸法的に安定な固体組成物は、キャストされる固体組成物において使用されない。具体的には、組成物は、実質的にリンを含まず及びニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）を含まない製品である、寸法的に安定な苛性含有アルカリ性洗剤が望まれる、さまざまな状況のいずれかで使用し得る固体洗剤組成物を調製するのに有用であろう。実質的にリンを含まないとは、凝固マトリックスの総重量に基づいて、約０．５質量％未満、より具体的には約０．１質量％未満、及びさらにより具体的には約０．０１質量％未満のリンを有する凝固マトリックスを意味する。ＮＴＡを含まないとは、凝固マトリックスの総重量に基づいて、約０．５質量％未満、約０．１質量％未満、及び多くの場合は約０．０１質量％未満のＮＴＡを有する凝固マトリックスを意味する。したって、本発明の実施形態は、環境に優しい固体洗剤を使用することが望ましい洗浄用途において特に有用である。
【００２４】
本発明の凝固マトリックスは、寸法的に安定した固体製品が所望される多種多様の状況のいずれかで使用され得る。凝固マトリックスは、寸法的に安定であり、適切な凝固速度を有する。さらに、凝固マトリックスはリン及びＮＴＡを含まなくてもよく、環境に優しい、固体のアルカリ性洗剤を使用することが望ましい洗浄用途において、凝固マトリックスを特に有用にする。このような用途としては、これらに限定されないが、コンビネーションオーブン、例えば、種々の食品サービス産業で使用されるものにおけるリン酸塩を含まないアルカリ性洗剤の使用を含む。さらなる用途としては、例えば、食器洗剤（a ware wash detergent）を採用する機械及び手動の食器洗浄（warewashing）、つけおき洗剤、フライアーボイルアウト（fryer boil outs）、パワーソークシンク（power soak sinks）及び関連する用途、ソークタンク（soak tanks)、器具の再加工、洗濯物及び布地の洗浄及び脱染、カーペットの洗浄及び脱染、車両の洗浄及びケア用途、表面の洗浄及び脱染、キッチン及び風呂の洗浄及び脱染、床の洗浄及び脱染、所定の位置の（in place）洗浄作業、一般的な目的の洗浄及び脱染、並びに／又は工業用若しくは家庭用洗剤を含み得る。凝固マトリックスを使用して固体洗剤組成物を調製するのに適した方法も提供される。
【００２５】
凝固マトリックス及び固体洗剤組成物
凝固マトリックスは、一般に、アルカリ金属水酸化物のアルカリ源、炭酸ナトリウム（ソーダ灰）等の水和可能な塩、ポリカルボン酸ポリマー及び固体組成物を形成するための水装入物（water charge）を含む。凝固マトリックスは、キレート剤、腐食防止剤、追加の水質調整剤及び／又は追加のアルカリ供給源をさらに含んでもよい。凝固マトリックスは、アルカリ金属水酸化物、水和可能な塩、ポリカルボン酸ポリマー、キレート剤、追加のアルカリ及び／又は腐食防止剤供給源及び／又は水装入物を含む、これらからなる、及び／又はこれらから本質的になり得る。
【００２６】
凝固マトリックスの適切な成分濃度は、アルカリ金属水酸化物のアルカリ分が約０．１質量％〜約９０質量％、ポリカルボン酸ポリマーが約０．１質量％〜約１５質量％、水が約０．１質量％〜約２５質量％、及び炭酸ナトリウムが約２０質量％〜約９０質量％の範囲である。凝固マトリックスの特に適切な成分濃度は、アルカリ金属水酸化物のアルカリ分が約５質量％〜約７０質量％、ポリカルボン酸ポリマーが１質量％〜約１０質量％、水が約０．１質量％〜約１０質量％、及び炭酸ナトリウムが約２５質量％〜約９０質量％の範囲である。凝固マトリックスのより特に適切な成分濃度は、アルカリ金属水酸化物のアルカリ分が約１０質量％〜約５０質量％、ポリカルボン酸ポリマーが２．５質量％〜約１０質量％、水が約１質量％〜約５質量％、及び炭酸ナトリウムが約３０質量％〜約７０質量％の範囲である。意外にも、本発明によれば、寸法的に安定な固体組成物は、少なくとも３０％若しくはそれよりも多くまで、好ましくは少なくとも４０％若しくはそれよりも多くまで、又は少なくとも５０％若しくはそれよりも多くまでのアルカリ金属水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム）の含有量を有し、当該技術分野における有意な限界を克服する。
【００２７】
本発明のさらなる態様では、凝固マトリックスの成分濃度は、以下の、グルコン酸ナトリウム等のキレート剤が約０．１質量％〜５０質量％、並びに第二アルカリ源及び／又は腐食防止剤が０．１質量％〜５０質量％の範囲をさらに含む。特に適切な凝固マトリックスの成分濃度は、キレート剤が約１質量％〜５０質量％、並びに第二アルカリ源及び／又は腐食防止剤が１質量％〜５０質量％の範囲である。より特に適切な凝固マトリックスの成分濃度は、キレート剤が約５質量％〜２５質量％、並びに第二アルカリ源及び／又は腐食防止剤が１質量％〜２０質量％の範囲である。当業者は、凝固マトリックスの同程度の特性を得るための他の適当な成分濃度の範囲を認識するであろう。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００２８】
アルカリ源
固体洗剤組成物は、基材の効果的な洗浄を提供し、固体洗剤組成物の汚れ除去性能を改善するための１つ又はそれよりも多くの有効な量のアルカリ源を含む。好ましくは、アルカリ源は、アルカリ金属水酸化物であり、基材の洗浄及び汚れの除去を改善するために有効な量で提供される。本発明の組成物は、少なくとも約１質量％、少なくとも約５質量％、又は少なくとも約１０質量％の量でアルカリ源を含む。好ましい態様では、アルカリ源は、固体洗剤組成物の総重量の、約１質量％〜約９０質量％、約５質量％〜約７０質量％、約１０質量％〜約５０質量％、及び最も好ましくは約２０質量％〜約４０質量％を構成する。
【００２９】
アルカリ源の有効量は、少なくとも約８、好ましくは少なくとも約１０、及びより好ましくは少なくとも約１２のｐＨを有する使用組成物を提供する量とみなされるべきである。使用組成物が約８〜約１０のｐＨを有する場合、それは弱アルカリ性と考えることができ、そしてｐＨが約１２よりも大きい場合、使用組成物は苛性アルカリと考えることができる。
【００３０】
固体洗剤組成物の適切なアルカリ源の例としては、これらに限定されないが、アルカリ金属水酸化物を含む。使用することができる例示的なアルカリ金属水酸化物としては、これらに限定されないが、ナトリウム、リチウム、又はカリウムの水酸化物を含む。アルカリ金属水酸化物は、固体ビーズ、水溶液に溶解した形態、又はそれらの組み合わせを含む、当技術分野で公知の形態で組成物に添加され得る。アルカリ金属水酸化物は、約１２〜１００Ｕ．Ｓ．メッシュの範囲の粒子サイズが混合する顆粒固体（prilled solids）又はビーズの形態の固体として、又は水溶液として、例えば、４５質量％及び５０質量％の溶液として、市販されている。本発明によるアルカリ金属水酸化物は、顆粒固体又はビーズの形態で添加されることが好ましい。
【００３１】
水和可能な塩
本発明による固体洗剤組成物は、少なくとも１つの水和可能な塩を含む。一実施形態では、水和可能な塩は、炭酸ナトリウム（別名、ソーダ灰又は灰）及び／又は炭酸カリウム（別名、カリ）である。好ましい態様では、水和可能な塩は、炭酸ナトリウムであり、炭酸カリウムを除外する。水和可能な塩は、水和可能な塩、例えば、炭酸ナトリウムが約２０質量％〜約９０質量％、好ましくは約２５質量％〜約９０質量％、及びより好ましくは約３０質量％〜約７０質量％の範囲で提供される。当業者は、凝固マトリックスの同程度の特性を得るための他の適当な成分濃度の範囲を認識するであろう。
【００３２】
他の実施形態では、水和可能な塩は、他の凝固剤と共に混ぜ合わされてもよい。例えば、水和可能な塩は、本質的に無機である追加の凝固剤と共に使用されてもよく、また、アルカリ源としての機能も任意に果たし得る。ある特定の実施形態では、第二凝固剤は、これらに限定されないが、追加的なアルカリ金属水酸化物、無水炭酸ナトリウム、無水硫酸ナトリウム、無水酢酸ナトリウム、及び他の公知の水和可能な化合物又はそれらの組み合わせを含み得る。好ましい実施形態によれば、第二の水和可能な塩は、メタケイ酸ナトリウム及び／又は無水メタケイ酸ナトリウムを含む。凝固を達成するのに必要な第二凝固剤の量は、用いられる正確な凝固剤、組成物中の水の量、及び他の洗剤成分の水和能力を含むいくつかの要因に依存する。ある特定の実施形態では、第二凝固剤は、追加のアルカリ源として働くこともできる。
【００３３】
ポリカルボン酸ポリマー類
本発明による固体アルカリ性洗剤組成物は、ポリカルボン酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体を含む。本明細書で言及されるように、ポリカルボン酸ポリマーへの言及は、本発明による固体アルカリ性洗剤組成物で用いる適切なポリマーでもあるようなそれらの塩又は誘導体をさらに包含する。特に適切なポリカルボン酸ポリマー類の例としては、これらに限定されないが、ポリアクリル酸ポリマー類、脂肪酸末端基によって変性されたポリアクリル酸ポリマー類（「変性ポリアクリル酸ポリマー類」）、ポリマレイン酸ポリマー類及びこれらのポリマー材料の組み合わせを含む。ポリカルボン酸ポリマー類のそれぞれの塩は、固体アルカリ性洗剤組成物にさらに採用され得る。
【００３４】
ポリカルボン酸ポリマー塩類の非限定的な例としては、水溶性のアクリルポリマー類のようなポリアクリル酸の塩類及び誘導体類を含む。このようなポリマーとしては、これらに限定されないが、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸、アクリル酸−メタクリル酸共重合体、ポリマレイン酸、加水分解されたポリアクリルアミド、加水分解されたメタクリルアミド、加水分解されたアクリルアミド−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、又はそれらの組合せ若しくは共重合体を含む。これらのポリマーの水溶性の塩又は部分的な塩、例えば、それらそれぞれのアルカリ金属（例えば、ナトリウム、カリウム、又はそれらの組み合わせ）又はアンモニウムの塩はまた、本発明に従って使用され得る。
【００３５】
特に適切なポリアクリル酸ポリマー類及び変性ポリアクリル酸ポリマー類並びにその塩及び誘導体の例としては、約１，０００〜約１００，０００の分子量を有するものを含む。より特に適切なポリマレイン酸ポリマー類並びにその塩及び誘導体の例としては、約５００〜約５，０００の分子量を有するものを含む。特に適切な市販のポリアクリル酸ポリマー並びにその塩及び誘導体の例としては、これに限定されないが、Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ  ＬＬＣ、フィラデルフィア、ＰＡから入手可能なＡｃｕｓｏｌ  ４４５ＮＤを含む。特に適切な市販の変性ポリアクリル酸ポリマーの例としては、これに限定されないが、Ａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、チャタヌーガ、ＴＮから入手可能なＡｌｃｏｓｐｅｒｓｅ  ３２５を含む。特に適切な市販のポリマレイン酸ポリマー類の例としては、これらに限定されないが、Ｈｏｕｇｈｔｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ボストン、ＭＡから入手可能なＢｅｌｃｌｅｎｅ  ２００及びＡｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、チャタヌーガ、ＴＮから入手可能なＡｑｕａｔｒｅａｔ  ＡＲ−８０１を含む。
【００３６】
一実施形態では、本発明の凝固マトリックスは、少なくとも１つのポリアクリル酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体を含む。例えば、凝固マトリックスは、約０．１質量％〜１５質量％、より具体的には約０．５質量％〜１５質量％のポリアクリル酸ポリマーを含んでもよく、約０．１質量％〜１０質量％、約１質量％〜１０質量％、より具体的には約２．５質量％〜１０質量％含んでもよい。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００３７】
別の実施形態では、凝固マトリックスは、ポリマレイン酸ポリマー及び異なる分子量を有する少なくとも２つのポリアクリル酸ポリマーを含むことができる。さらなる実施形態では、凝固マトリックスは、少なくとも１つのポリカルボン酸ポリマーに加えて、少なくとも１つのカルボン酸塩を含む。適切なカルボン酸塩は、例えば、酢酸、グルコン酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、酒石酸、クエン酸、又はそれらの組み合わせのような直鎖飽和カルボン酸塩類を含む。一例では、凝固は、約０．１質量％〜１０質量％のカルボン酸塩、例えばクエン酸塩を含む。
【００３８】
水
本発明の態様によれば、水は、独立して凝固マトリックスに添加されてもよく、及び／又は洗剤組成物に添加される水性材料におけるその存在の結果として凝固マトリックス中に提供されてもよい。好ましくは、第二アルカリ源（例えば、ケイ酸塩又はメタケイ酸塩）は無水ケイ酸塩として提供されるため、凝固マトリックスに水を導入しない。しかしながら、洗剤組成物に添加される残りの成分は、水を含み得るか、又は凝固マトリックスの１つ若しくは複数の成分との反応に利用可能な水性プレミックス中で調製され得る。水は凝固マトリックス中に導入され、所望の凝集力又は圧縮性を有する凝固マトリックスを提供し、かつ、凝固（例えば、本発明の態様に従う水酸化物及び／又は灰の水和）の所望の速度を提供する。加えて、固体として濃縮物を形成することが望まれるとき、水性媒体は凝固プロセスに役立つことが期待される。水はまた、脱イオン水として又は軟水として提供されてもよい。
【００３９】
得られる固体洗剤組成物中の水の量は、固体洗剤組成物のために用いられる成形方法（例えば、加工成形技術）に依存するであろう。本発明の方法及び組成物が、キャスティングにおける使用に対して好ましいものではないとき（容器内で起こる凝固）、少ない量の水が使用される。成形技術の使用は、キャスティング技術と比較して凝固に対し比較的少ない量の水を含む。成形技術によって固体洗剤組成物を調製する場合、水は、約１質量％〜約２５質量％、特には約１質量％〜約２０質量％、及びより具体的には約２質量％〜約１０質量％の範囲で存在し得る。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００４０】
凝固マトリックスは、固体洗剤組成物をより環境的に有益にするためにリン及び／又はニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）を含まなくてよい。リンを含まないとは、凝固マトリックスの総重量に基づき、約０．５質量％未満、より具体的には約０．１質量％未満、及びさらにより具体的には約０．０１質量％未満のリンを有する凝固マトリックスを意味する。ＮＴＡを含まないとは、凝固マトリックスの総重量に基づき、約０．５質量％未満、約０．１質量％未満、及び多くの場合には約０．０１質量％未満のＮＴＡを有する凝固マトリックスを意味する。凝固マトリックスがＮＴＡを含まない場合、凝固マトリックス及び得られる固体洗剤組成物はまた、再付着防止及び汚れ除去剤として機能する、塩素と相溶性がある。
【００４１】
追加の機能性材料
凝固マトリックスの成分は、固体洗剤組成物を形成するために使用される種々の機能性成分と混合することができる。いくつかの実施形態において、例えば、その中に配置した追加の機能性材料をほとんど又は全く有さない態様において、アルカリ金属水酸化物、第二アルカリ源、キレート剤、ポリカルボン酸ポリマー、水、及び炭酸ナトリウムを含む凝固マトリックスが、洗剤組成物の総重量の大部分の量を又は実質的に全てさえも構成する。これらの実施形態では、凝固マトリックスに対して上記で提供された成分の濃度範囲は、洗剤組成物におけるこれらの同じ成分の範囲を表す。例えば、このような組成物は、約５質量％〜７０質量％のアルカリ金属水酸化物、０．１質量％〜１５質量％のポリカルボン酸ポリマー、約０．１質量％〜約１０質量％の水、約２０質量％〜９０質量％の炭酸ナトリウム、約１質量％〜５０質量％の第二アルカリ源、及び約１質量％〜５０質量％のキレート剤を含むことができ、組成物の残余は追加の機能性成分を含む。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００４２】
機能性材料は、固体洗剤組成物に所望の特性及び機能を提供する。本出願の目的のために、用語「機能性材料」とは、使用及び／又は濃縮液、例えば、水溶液において分散又は溶解された場合に、特定の使用において有益な特性を提供する材料を含む。機能性材料のいくつかの特定の例が以下でより詳細に検討され、検討される特定の材料は、実施例のみを経て与えられるが、幅広い種類の他の機能性材料を使用してもよいことが検討される。例えば、以下で検討される機能性材料の多くは、洗浄及び／又は脱染用途で使用される材料に関係する。しかしながら、他の実施形態は、他の用途で用いる機能性材料を含んでもよい。
【００４３】
第二アルカリ源
固体洗剤組成物は、アルカリ性を提供する及び／又は基材の洗浄を強化する及び／又は固体洗剤組成物の汚れ除去性能を改善するために、有効量の１つ又はそれよりも多くの第二アルカリ源を含むことができる。アルカリ金属水酸化物のアルカリ源と同様に、第二アルカリ源は、濃縮物の形態で提供され得る。
【００４４】
固体洗剤組成物の適切な第二のアルカリ源の例としては、これらに限定されないが、ナトリウム又はカリウムの、炭酸塩、重炭酸塩、セスキ炭酸塩、及びそれらの混合物などのアルカリ金属炭酸塩類；ナトリウム又はカリウムのケイ酸塩又はメタケイ酸塩、及びそれらの混合物などの金属ケイ酸塩類；ナトリウム又はカリウムのホウ酸塩、及びそれらの混合物などの金属ホウ酸塩類；並びにエタノールアミン類及びアミン類、及びそれらの混合物を含む。このような第二アルカリ剤は、水様又は粉末のいずれかの形態で一般に入手可能であり、このうちのいずれかが、本発明の固体洗剤組成物を処方するのに有用である。本発明の好ましい実施形態によれば、第二アルカリ剤は固体の形態で提供される。
【００４５】
一態様では、ケイ酸塩類は、第二アルカリ源として使用するのが好ましい。ケイ酸塩類は、アルカリ性を提供することに加えて腐食抑制及び／又は抗再付着効果の従来の利点のために知られている。本発明の一態様では、ケイ酸塩の第二アルカリ源は、アルカリ金属水酸化物成分を含む凝固組成物の結果として、金属保護（即ち、腐食抑制）に対する十分な量で提供されない。例示的なケイ酸塩類は、これらに限定されないが、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムを含む。本明細書で言及されるように、ケイ酸塩類は、メタケイ酸塩類（例えば、カリウム又はナトリウムのメタケイ酸塩）をさらに含むことができる。ケイ酸塩類及び／又はメタケイ酸塩類は、粉末、微粒子又は顆粒状のケイ酸塩類及び／又はメタケイ酸塩類として提供することができる。また、ケイ酸塩類及び／又はメタケイ酸塩類は無水であるか又は水和水を含むことができる。本発明の好ましい態様では、ケイ酸塩類及び／又はメタケイ酸塩類は無水である。
【００４６】
いくつかの態様において、第二アルカリ源は、固体洗剤組成物の総重量の、約０．１質量％〜約５０質量％、約０．５質量％〜約５０質量％、約１質量％〜約５０質量％、約１質量％〜約２５質量％、及び約５質量％〜約１５質量％の量で提供される。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００４７】
界面活性剤
固体洗剤組成物は、界面活性剤又は界面活性剤系を含む少なくとも１つの洗浄剤を含むことができる。種々の界面活性剤が固体洗剤組成物に使用され、これらに限定されないが、アニオン性、非イオン性、カチオン性、及び両性イオン性界面活性剤を含む。界面活性剤は、固体洗剤組成物の任意成分であり、濃縮物から除外することができる。使用することができる例示的な界面活性剤は、多くの供給源から市販されている。界面活性剤の記載については、その全体が本明細書中に参考として援用される、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖｏｌｕｍｅ  ８、ｐａｇｅｓ  ９００〜９１２を参照のこと。固体洗剤組成物が洗浄剤を含む場合、洗浄剤は、洗浄の所望のレベルを提供するのに有効な量で提供される。固体洗剤組成物は、濃縮物として提供される場合、約０．０５質量％〜約２０質量％、約０．５質量％〜約１５質量％、約１質量％〜約１５質量％、約１．５質量％〜約１０質量％、及び約２質量％〜約８質量％の範囲で洗浄剤を含むことができる。濃縮物中での界面活性剤のさらなる例示的な範囲は、約０．５質量％〜約８質量％、及び約１質量％〜約５質量％を含む。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００４８】
固体洗剤組成物において有用なアニオン性界面活性剤の例としては、これらに限定されないが、アルキルカルボキシレート類及びポリアルコキシカルボキシレート類、アルコールエトキシレートカルボキシレート類、ノニルフェノールエトキシレートカルボキシレート類等のカルボキシレート類；アルキルスルホネート類、アルキルベンゼンスルホネート類、アルキルアリールスルホネート類、スルホン化脂肪酸エステル類等のスルホネート類；硫酸化アルコール類、硫酸化アルコールエトキシレート類、硫酸化アルキルフェノール類、アルキルサルフェート類、スルホサクシネート類、及びアルキルエーテルサルフェート等のサルフェート類を含む。典型的なアニオン性界面活性剤としては、これらに限定されないが、ナトリウムアルキルアリールスルホネート、α−オレフィンスルホネート、及び脂肪アルコールサルフェートを含む。
【００４９】
固体洗剤組成物中で有用な非イオン性界面活性剤の例としては、界面活性剤分子の一部分としてポリアルキレンオキサイドポリマーを有するものを含むが、これらに限定されない。このような非イオン性界面活性剤は、これらに限定されないが、塩素−、ベンジル−、メチル−、エチル−、プロピル−、ブチル−及び他の類似のアルキル−キャップされた、脂肪アルコール類のポリエチレングリコールエーテル類；アルキルポリグリコシド類等のポリアルキレンオキサイドを含まない非イオン性物；ソルビタン及びスクロースエステル類及びそれらのエトキシレート類；アルコキシル化エチレンジアミン等のアルコキシル化アミン類；アルコールエトキシレートプロポキシレート類、アルコールプロポキシレート類、アルコールプロポキシレートエトキシレートプロポキシレート類、アルコールエトキシレートブトキシレート類等のアルコールアルコキシレート類；ノニルフェノールエトキシレート、ポリオキシエチレングリコールエーテル；脂肪酸類の、グリセロールエステル類、ポリオキシエチレンエステル類、エトキシル化及びグリコールエステル類等のカルボン酸エステル類；ジエタノールアミン縮合物、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類等のカルボン酸アミド類；及びポリアルキレンオキサイドブロックコポリマーを含む。市販されているエチレンオキサイド／プロピレンオキサイドブロックコポリマーの例としては、これに限定されないが、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｌｏｒｈａｍ  Ｐａｒｋ、ＮＪから入手可能であるＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）を含む。市販されているシリコーン界面活性剤の例としては、これに限定されないが、Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｈｏｐｅｗｅｌｌ、ＶＡから入手可能であるＡＢＩＬ（登録商標）Ｂ８８５２を含む。
【００５０】
固体洗剤組成物中で使用可能であるカチオン性界面活性剤の例としては、これらに限定されないが、Ｃ１８アルキル又はアルケニル鎖を有する第１級、第２級及び第３級のモノアミン類、エトキシル化アルキルアミン類、エチレンジアミンのアルコキシレート類等のアミン類、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン、２−アルキル−１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン等のイミダゾール類；並びに第４級アンモニウム塩類、例えば、ｎ−アルキル（Ｃ１２〜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モノ水和物、及びジメチル−１−ナフチルメチルアンモニウムクロライド等のナフチレン置換第４級アンモニウムクロライド等のアルキル第４級アンモニウムクロライド界面活性剤を含む。カチオン性界面活性剤は、消毒特性を提供するのに使用できる。
【００５１】
固体洗剤組成物に使用され得る両性イオン性界面活性剤例としては、これらに限定されないが、ベタイン類、イミダゾリン類、及びプロピオネート類を含む。
【００５２】
固体洗剤組成物は、自動の皿若しくは食器洗浄機又はコンビネーションオーブンで使用することを意図としているので、任意の界面活性剤が使用される場合、選択された界面活性剤は、皿若しくは食器洗浄機又はコンビネーションオーブン内で使用される場合、発泡の許容レベルを提供するものであり得る。自動の皿若しくは食器洗浄機での使用のための固体洗剤組成物は、一般的に低発泡性組成物であると考えられる。洗剤の活性の所望のレベルを提供する低発泡性界面活性剤は、発泡の大量の存在が問題となり得る皿洗浄機などの環境において有利である。低発泡性界面活性剤を選択することに加えて、消泡剤も泡の発生を低減するために利用され得る。したがって、低発泡性界面活性剤と考えられている界面活性剤を用いることができる。また、他の界面活性剤は、発泡のレベルを制御するために消泡剤と共に使用され得る。
【００５３】
キレート剤、ビルダー（builders）及び／又は水質調整剤
固体洗剤組成物は、これらに限定されないが、アミノカルボン酸、又はポリアクリレートを含む、キレート剤又は金属イオン封鎖剤（例えば、ビルダー）とも呼ばれる、１つ又はそれよりも多くのビルディング剤（building agents）を含むことができる。一般に、キレート剤は、天然水に一般的に見られる金属イオンを配位（即ち、結合）可能な分子であり、金属イオンが洗浄組成物の他の洗浄性成分の作用を妨害するのを防ぐ。キレート剤又は金属イオン封鎖剤でもあり得るビルダーの好ましい添加レベルは、約０．１質量％〜約７０質量％、約１質量％〜約６０質量％、又は約１．５質量％〜約５０質量％である。固体洗剤が濃縮物として提供される場合、濃縮物は、約１質量％〜約６０質量％、約３質量％〜約５０質量％、及び約６質量％〜約４５質量％のビルダーを含むことができる。ビルダーのさらなる範囲は、約３質量％〜約２０質量％、約６質量％〜約１５質量％、約２５質量％〜約５０質量％、及び約３５質量％〜約４５質量％を含む。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００５４】
好ましい態様では、キレート剤（例えば、グルコン酸ナトリウム）は、固形洗剤組成物の総重量の、約０．１質量％〜約５０質量％、約０．５質量％〜約５０質量％、約１質量％〜約５０質量％、約１質量％〜約２５質量％、及び約５質量％〜約２５質量％の量で提供される。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００５５】
非リン酸塩アルカリ洗剤組成物で使用するのに好ましいキレート剤の例としては、クエン酸塩、酒石酸塩又はグルコン酸塩等のカルボン酸塩類を含む。好ましい態様においては、グルコン酸ナトリウムが、固体アルカリ性洗剤組成物のためのキレート剤として使用される。
【００５６】
固体洗剤組成物は、非リン系ビルダーを含むことができる。種々の成分は、微量のリンを含んでもよいが、リンを含まないと考えられている組成物は、意図的に添加される成分として、リン酸塩若しくはホスホン酸塩のビルダー又はキレート成分を一般的に含まない。クエン酸塩、酒石酸塩又はグルコン酸塩などのカルボン酸塩類が適切である。ほとんど又は全くＮＴＡを含まない有用なアミノカルボン酸材料は、これに限定されないが、Ｎ−ヒドロキシエチルアミノ二酢酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ヒドロキシエチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、Ｎ−ヒドロキシエチル−エチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、及びカルボン酸置換基とアミノ基を有する他の類似の酸を含む。
【００５７】
水質調整ポリマーは、リンを含有しないビルダーとして使用できる。例示的な水質調整ポリマーは、ポリカルボキシレート類を含むがこれに限られない。ビルダー及び／又は水質調整ポリマーとして使用できる例示的なポリカルボキシレート類としては、これらに限定されないが、ポリアクリル酸、マレイン酸等のペンダントカルボキシレート（−ＣＯ２−）基を有するもの、マレイン酸／オレフィンコポリマー、スルホン化コポリマー又はターポリマー、アクリル酸／マレイン酸コポリマー、ポリメタクリル酸、アクリル酸メタクリル酸コポリマー、加水分解された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−メタクリルアミドコポリマー、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、及び加水分解されたアクリロニトリル−メタクリロニトリルコポリマーを含む。キレート剤／金属イオン封鎖剤のさらなる記載については、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖｏｌｕｍｅ  ５、ｐａｇｅｓ  ３３９〜３６６及びＶｏｌｕｍｅ  ２３、ｐａｇｅｓ  ３１９〜３２０（その開示を参照により本明細書に取り込む）を参照のこと。これらの材料はまた、結晶改質剤として機能するように半化学量論レベルで使用され得る。
【００５８】
硬化剤
固体洗剤組成物はまた、ビルダーに加えて、又はビルダーの形態で硬化剤を含むことができる。硬化剤は、組成物の均一の凝固に著しく寄与する化合物又は化合物の系、有機又は無機である。好ましくは、硬化剤は、水酸化ナトリウムの活性アルカリを含む洗浄剤、及び組成物の他の活性成分と相溶性があり、加工された組成物に有効量の硬度及び／又は水溶解度を提供することができる。硬化剤は、使用中の固体洗剤組成物からの洗浄剤の均一な溶解を提供するために混合及び凝固された場合に、洗浄剤及び他の成分を有する均質なマトリックスを形成できた方がよい。
【００５９】
固体洗剤組成物に含まれる硬化剤の量は、これらに限定されないが、調製される固体洗剤組成物のタイプ、固体洗剤組成物の成分、組成物の意図される使用、使用中に時間をかけて固体組成物に適用される分配（dispensing）溶液の量、分配溶液の温度、分配溶液の硬度、固体洗剤組成物の物理的サイズ、他の成分の濃度、及び組成物中の洗浄剤の濃度を含む因子によって変化するであろう。固体洗剤組成物中に含まれる硬化剤の量は、洗浄剤と組成物の他の成分とを混合して、連続的な混合条件下及び硬化剤の溶融温度又はそれ未満の温度で均質な混合物を生成するのに効果的であることが好ましい。
【００６０】
混合を中断し、そして混合物が、約１分未満の範囲内、又は約１分〜約３時間、特に約２分未満〜約２時間、及び特に約５分未満〜約１時間の範囲内で混合システムから分配された後に、約３０℃〜約５０℃、特に約３５℃〜約４５℃の周囲温度下で、固体の形態に硬化させ得る硬化剤が、クリーニング剤及び他の成分を有するマトリックスを形成するのが好ましい。外部の供給源からの最小量の熱が混合物に適用されて、混合物の加工を促進し得る。固体洗剤組成物中に含まれる硬化剤の量は、使用の間に凝固させた組成物からの洗浄剤の所望の分配速度を達成するために水性媒体中に配置された場合に、加工された組成物の所望の硬度及び所望の制御された溶解速度を提供するのに効果的であることが好ましい。
【００６１】
硬化剤は、有機又は無機の硬化剤であってもよい。本発明の一態様によれば、本発明の実施例１０−２３に示されるように、有機硬化剤は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）化合物ではないことが好ましい。ポリエチレングリコール類の例としては、これらに限定されないが、一般式Ｈ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ（式中、ｎは１５超、特に種々の分子量を有する約３０〜約１７００である。）の固体ポリエチレングリコール類を含む。硬化剤は、尿素及び／又は尿素粒子でないことがさらに好ましい。
【００６２】
好ましい無機硬化剤は、これらに限定されないが、硫酸塩類及び重炭酸塩類を含む、水和可能な無機塩類である。無機硬化剤は、約５０質量％まで、特に約１質量％〜約２５質量％、及びより具体的には約５質量％〜約１５質量％の濃度で存在する。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００６３】
漂白剤
基材を明るくする（lightening）又は増白するための固体洗剤組成物での使用に好適な漂白剤は、典型的には、洗浄工程の間に直面する条件下で、Ｃｌ２、Ｂｒ２、−ＯＣｌ−及び／又は−ＯＢｒ−等の活性ハロゲン種を遊離できる漂白化合物を含む。固体洗剤組成物で用いる好適な漂白剤は、塩素類、次亜塩素酸塩類、又はクロラミン類等の塩素含有化合物を含むが、これらに限定されない。例示的なハロゲン放出化合物は、アルカリ金属ジクロロイソシアヌレート類、塩素化リン酸三ナトリウム、アルカリ金属次亜塩素酸塩類、モノクロラミン、及びジクロラミンを含むが、これらに限定されない。封入された塩素源はまた、組成物中の塩素源の安定性を高めるために使用できる（例えば、米国特許第４，６１８，９１４号明細書及び米国特許第４，８３０，７７３号明細書（その開示を参照により本明細書に取り込む）を参照のこと）。漂白剤はまた、テトラアセチルエチレンジアミン等の活性化剤を有する及び有しない、過酸化水素、過ホウ酸塩、炭酸ナトリウム過酸化水素化物、過モノ硫酸カリウム、及び過ホウ酸ナトリウム一及び四水和物等の過酸化又は活性酸素源であってもよい。
【００６４】
濃縮物が漂白剤を含む場合、それは、約０．１質量％〜約６０質量％、約１質量％〜約２０質量％、約３質量％〜約８質量％、及び約３質量％〜約６質量％の量で含むことができる。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００６５】
充填剤
固体洗剤組成物は、それ自体洗浄剤として機能しないが、洗浄剤と協力して組成物の全体的な洗浄能力を高める有効量の洗剤充填剤を含むことができる。本願の洗浄組成物中で用いる好適な洗剤充填剤の例としては、硫酸ナトリウム及び塩化ナトリウムを含むが、これらに限定されない。濃縮物が洗剤充填剤を含む場合、それは約５０質量％まで、約１質量％〜約３０質量％、又は約１．５質量％〜約２５質量％の量で含まれ得る。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００６６】
消泡剤
泡の安定性を低下させるための消泡剤はまた、食器洗浄組成物に含まれてもよい。消泡剤の例としては、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｎ−３の名称の元で入手可能なもの等のエチレンオキサイド／プロピレンブロックコポリマー；ポリジメチルシロキサン中に分散したシリカ等のシリコーン化合物、ポリジメチルシロキサン、及びＡｂｉｌ  Ｂ９９５２の名称の元で入手可能なもの等の官能化されたポリジメチルシロキサン；脂肪アミド類、炭化水素ワックス類、脂肪酸類、脂肪エステル類、脂肪アルコール類、脂肪酸石鹸類、エトキシレート類、鉱油類、ポリエチレングリコールエステル類、及びモノステアリルホスフェート等のアルキルリン酸塩エステルを含むが、これらに限定されない。
【００６７】
消泡剤の検討は、例えば、Ｍａｒｔｉｎらの米国特許第３，０４８，５４８号明細書、Ｂｒｕｎｅｌｌｅらの米国特許第３，３３４，１４７号明細書、及びＲｕｅらの米国特許第３，４４２，２４２号明細書（参照によりそれらの開示を本明細書中に取り込む）に見いだすことができる。濃縮物が消泡剤を含む場合、消泡剤は、約０．０００１質量％〜約１０質量％、約０．００１質量％〜約５質量％、又は約０．０１質量％〜約１．０質量％の量で提供され得る。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００６８】
再付着防止剤
固体洗剤組成物は、洗浄溶液中の汚れの持続した懸濁を促進し、かつ、除去された汚れが洗浄される基材上に再堆積されるのを防ぐための再付着防止剤を含むことができる。好適な再付着防止剤の例としては、ポリアクリレート類、スチレン無水マレイン酸コポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びカルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体を含むが、これらに限定されない。濃縮物が、再付着防止剤を含む場合、再付着防止剤は、約０．５質量％〜約１０質量％、及び約１質量％〜約５質量％の量で含まれ得る。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００６９】
安定化剤
固体洗剤組成物は安定剤も含むことができる。好適な安定剤の例としては、ホウ酸塩、カルシウム／マグネシウムイオン類、プロピレングリコール、及びそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。濃縮物は安定剤を含む必要はないが、濃縮物が安定剤を含む場合には、それは濃縮物の所望のレベルの安定性を提供する量で含まれ得る。安定剤の例示的な範囲は、約２０質量％まで、約０．５質量％〜約１５質量％、及び約２質量％〜約１０質量％を含む。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００７０】
分散剤
固体洗剤組成物は分散剤も含むことができる。固体洗剤組成物中で使用され得る好適な分散剤の例としては、マレイン酸／オレフィンコポリマー、ポリアクリル酸、及びそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。濃縮物は分散剤を含む必要はないが、分散剤が含まれる場合には、それは所望の分散特性を提供する量で含まれ得る。濃縮物中での分散剤の例示的な範囲は、約２０質量％まで、約０．５質量％〜約１５質量％、及び約２質量％〜約９質量％であり得る。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００７１】
酵素
固体洗剤組成物中に含まれ得る酵素は、澱粉及び／又はタンパク質のしみの除去を助ける酵素を含む。例示的な酵素の種類としては、プロテアーゼ類、α−アミラーゼ類、及びそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。使用され得る例示的なプロテアーゼ類としては、バチルスリケニフォルミス（Bacillus licheniformix）、バチルスレヌス（Bacillus lenus）、バチルスアルカロフィルス（Bacillus alcalophilus）、及びバチルスアミロリケファシンス（Bacillus amyloliquefacins）から誘導されるものを含むが、これらに限定されない。例示的なα―アミラーゼ類としては、バチルスズブチリス（Bacillus subtiles）、バチルスアミロリケファセインス（Bacillus amyloliquefaceins）、及びバチルスリケニフォルミス（Bacillus licheniformis）を含む。濃縮物は、酵素を含む必要はないが、濃縮物が酵素を含む場合には、それは固体洗剤組成物が使用組成物として提供されるときに、所望の酵素活性を提供する量で含まれ得る。濃縮物中での酵素の例示的な範囲は、約１５質量％まで、約０．５質量％〜約１０質量％、及び約１質量％〜約５質量％を含む。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００７２】
ガラス及び金属の腐食防止剤
固体洗剤組成物は、約５０質量％まで、約１質量％〜約４０質量％、又は約３質量％〜約３０質量％の量で金属腐食防止剤を含むことができる。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００７３】
腐食防止剤は、腐食防止剤がないことを除けば他の点で同一である使用溶液に対するガラスの腐食及び／又はエッチングの速度より小さいガラスの腐食及び／又はエッチングの速度を示す使用溶液を提供するのに充分な量で固体洗剤組成物中に含まれる。使用溶液は、所望の腐食抑制特性を提供するために、少なくとも約６百万分の１（ｐｐｍ）の腐食防止剤を含み得ることが予期される。より大量の腐食防止剤が、有害な効果なしに使用溶液中で使用され得ることが予期される。ある点では、腐食防止剤濃度の増加と共に増加した腐食及び／又はエッチング耐性の添加物の効果は失われ、そして追加の腐食防止剤は、固体洗剤組成物を使用するコストを単に増加させるであろうことが予期される。使用溶液は、約６ｐｐｍ〜約３００ｐｐｍの腐食防止剤、及び約２０ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍの腐食防止剤を含むことができる。好適な腐食防止剤の例としては、アルミニウムイオン源と、亜鉛イオン源との組み合わせ、及びアルカリ金属ケイ酸塩又はそれらの水和物を含むが、これらに限定されない。
【００７４】
腐食防止剤は、アルミニウムイオン源と亜鉛イオン源との組み合わせと言うことができる。固体洗剤組成物が使用溶液の形態で提供される場合、アルミニウムイオン源及び亜鉛イオン源は、それぞれ、アルミニウムイオン及び亜鉛イオンを提供する。腐食防止剤の量は、アルミニウムイオン源と亜鉛イオン源との合計量に基づいて計算される。使用溶液中でアルミニウムイオンを提供するものは全てアルミニウムイオン源ということができ、そして使用溶液中に提供された場合に亜鉛イオンを提供するものは全て亜鉛イオン源ということができる。アルミニウムイオン源及び／又は亜鉛イオン源が反応して、アルミニウムイオン及び／又は亜鉛イオンを生成することは必要ではない。アルミニウムイオン類は、アルミニウムイオン源と考えることができ、そして亜鉛イオン類は、亜鉛イオン源と考えることができる。アルミニウムイオン源及び亜鉛イオン源は、有機塩類、無機塩類、及びそれらの混合物として提供され得る。例示的なアルミニウムイオン源としては、アルミン酸ナトリウム、臭化アルミニウム、塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ギ酸アルミニウム、酒石酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム、臭素酸アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウム亜鉛、及びリン酸アルミニウム等のアルミニウム塩類を含むが、これらに限定されない。例示的な亜鉛イオン源は、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、ヨウ化亜鉛、チオシアン酸亜鉛、フルオロケイ酸亜鉛、二クロム酸亜鉛、塩素酸亜鉛、亜鉛酸ナトリウム、グルコン酸亜鉛、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛、クエン酸亜鉛、乳酸亜鉛、ギ酸亜鉛、臭素酸亜鉛、臭化亜鉛、フッ化亜鉛、ケイフッ化亜鉛、及びサリチル酸亜鉛等の亜鉛塩類を含むが、これらに限定されない。
【００７５】
出願人らは、使用溶液中での亜鉛イオンに対するアルミニウムイオンの比を制御することによって、いずれかの成分の単独での使用と比較して、ガラス製品及びセラミックの減少した腐食及び／又はエッチングを提供し得ることを見いだした。すなわち、アルミニウムイオンと亜鉛イオンとの組み合わせは、腐食及び／又はエッチングの減少において相乗作用を提供できる。亜鉛イオン源に対するアルミニウムイオン源の比は、相乗効果を提供するために制御され得る。一般的に、使用溶液中での亜鉛イオンに対するアルミニウムイオンの重量比は、少なくとも約６：１であり得、約１：２０未満であり得、及び約２：１〜約１：１５であり得る。
【００７６】
有効量のアルカリ金属ケイ酸塩又はそれらの水和物は、本発明の組成物及び方法の中で用いられ、金属保護能力を有する安定な固体洗剤組成物を形成できる。本発明の組成物中で用いられるケイ酸塩は、固体洗剤調合物中で通常使用されているものである。例えば、典型的なアルカリ金属ケイ酸塩は、無水であるか、又は好ましくは水和水（約５質量％〜約２５質量％、特に約１５質量％〜約２０質量％の水和水）を含む、これらの粉末化した、粒子状の又は顆粒状のケイ酸塩である。これらのケイ酸塩は、好ましくはケイ酸ナトリウムであり、そして約１：１〜約１：５のＮａ２Ｏ：ＳｉＯ２比をそれぞれ有し、そして典型的には、約５質量％〜約２５質量％の量で利用できる水を含む。一般的に、ケイ酸塩は、約１：１〜約１：３．７５、特に約１：１．５〜約１：３．７５及び最も具体的には約１：１．５〜約１：２．５のＮａ２Ｏ：ＳｉＯ２比を有する。約１：２のＮａ２Ｏ：ＳｉＯ２比及び約１６質量％〜約２２質量％の水和水を有するケイ酸塩が最も好ましい。例えば、このようなケイ酸塩は、ＰＱ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｖａｌｌｅｙ  Ｆｏｒｇｅ、ＰＡから、ＧＤケイ酸塩として粉末形態で及びＢｒｉｔｅｓｉｌ  Ｈ−２０として顆粒状形態で入手可能である。これらの比は、単一のケイ酸塩組成物で又は組み合わせによって好ましい比をもたらすケイ酸塩の組み合わせで得られてもよい。好ましい比（約１：１．５〜約１：２．５のＮａ２Ｏ：ＳｉＯ２比）の水和ケイ酸塩は、最適な金属保護を提供し、かつ固体洗剤を急速に形成することが見いだされている。水和ケイ酸塩が好ましい。
【００７７】
ケイ酸塩類は、固体洗剤組成物中に含まれ、金属保護を提供することができるが、アルカリ性及び再付着防止剤としての追加的機能を提供することがさらに知られている。例示的なケイ酸塩類は、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カリウムを含むが、これらに限定されない。固体洗剤組成物は、ケイ酸塩類なしで提供され得るが、ケイ酸塩類が含まれる場合、それらは所望の金属保護を提供する量で含まれ得る。濃縮物は、少なくとも約１質量％、少なくとも約５質量％、少なくとも約１０質量％、及び少なくとも約１５質量％の量でケイ酸塩類を含むことができる。さらに、濃縮物中の他の成分のための充分な余地を提供するために、ケイ酸塩成分は、約３５質量％未満、約２５質量％未満、約２０質量％未満、及び約１５質量％未満のレベルで提供され得る。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００７８】
香料及び染料
種々の染料、香水を含む着臭剤、及び他の美観増強剤（aesthetic enhancing agents）も組成物中に含まれ得る。組成物の外観を変更するために含まれ得る好適な染料は、Ｍａｃ  Ｄｙｅ−Ｃｈｅｍ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ａｈｍｅｄａｂａｄ、Ｉｎｄｉａから入手可能であるＤｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ８６；Ｍｏｂａｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ、ＰＡから入手可能であるＦａｓｔｕｓｏｌ  Ｂｌｕｅ；Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗａｙｎｅ、ＮＪから入手可能であるＡｃｉｄ  Ｏｒａｎｇｅ  ７；Ｓａｎｄｏｚ、Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ、ＮＪから入手可能であるＢａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  １０及びＳａｎｄｏｌａｎ  Ｂｌｕｅ／  Ａｃｉｄ  Ｂｌｕｅ  １８２；Ｃｈｅｍｏｓ  ＧｍｂＨ、Ｒｅｇｅｎｓｔａｕｆ、Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能であるＡｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ  ２３；Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯから入手可能であるＡｃｉｄ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７；Ｋｅｙｓｔｏｎ  Ａｎａｌｉｎｅ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｃｈｉｃａｇｏ、ＩＬから入手可能であるＳａｐ  Ｇｒｅｅｎ及びＭｅｔａｎｉｌ  Ｙｅｌｌｏｗ；Ｅｍｅｒａｌｄ  Ｈｉｌｔｏｎ  Ｄａｖｉｓ、ＬＬＣ、Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、ＯＨから入手可能であるＡｃｉｄ  Ｂｌｕｅ  ９；Ｃａｐｉｔｏｌ  Ｃｏｌｏｒ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗａｒｋ、ＮＪから入手可能であるＨｉｓｏｌ  Ｆａｓｔ  Ｒｅｄ  及びＦｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ；並びにＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｇｒｅｅｎｂｏｒｏ、ＮＣのＡｃｉｄ  Ｇｒｅｅｎ  ２５を含むが、これらに限定されない。
【００７９】
組成物中に含まれ得る香料又は香水は、シトロネロール等のテルペノイド類、アミルシンナムアルデヒド等のアルデヒド類、ＣｌＳ−ジャスミン又はジャスマル等のジャスミン、及びバニリンを含むが、これらに限定されない。
【００８０】
流動助剤
種々の流動助剤も組成物に含み得る。流動助剤は、さらに、キャリヤー及び／又は流動促進剤と呼ばれてもよく、一般的に、本発明に従う固体洗剤組成物などの組成物の処理を改善することで知られている。本発明に従う均質な粉末成分の流動性を向上するための適切な成分は、例えば、無機又は有機の剤を含み得る。一態様によれば、無機の剤が好ましく、例えば、シリカ類、ホウ酸塩類、酢酸塩類、硫酸塩類などを含む。例えば沈降又はヒュームド形を含むシリカ類（例えば、Ｓｉｐｅｒｎａｔ（登録商標）、Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ（登録商標））を採用することができ、例えば、Ｅｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されている。
【００８１】
製造及び使用方法
本発明の特定の理論に制限されることなく、実際の凝固メカニズムは、水酸化物の水和反応、例えば、水と水酸化ナトリウム（又は他のアルカリ金属水酸化物）との相互作用を介して発生する場合がある。ポリカルボン酸ポリマーに加えて、水酸化ナトリウム及び第二アルカリ源（例えば、メタケイ酸ナトリウム）の組み合わせは、凝固工程の動力学及び熱力学を制御する働きをし、かつ、追加の機能性材料が結合されて機能性の固体組成物を形成し得るといった凝固マトリックスを提供することが考えられる。例えば、ポリカルボン酸ポリマー及び他の機能性成分は、遊離水のドナー及び／又はアクセプターとして作用することにより、水酸化物を安定化する効果を有し得る。
【００８２】
本発明の他の態様では、灰の水和、例えば、水と水和可能な塩との相互作用の結果としての凝固の態様があり得る。例えば、そのような実施形態によれば、炭酸塩は、遊離水のドナー及び／又はアクセプターとして作用することにより水和する。
【００８３】
本発明の態様によれば、灰及び／又は水酸化物のアルカリ源の水和に対する水の移動速度を制御することにより、洗剤組成物の凝固速度が制御され、得られる固体洗剤組成物の製品に対する加工及び寸法安定性を提供し得る。凝固マトリックスがあまりに速く凝固する場合、組成物は、混合及び停止処理中に凝固する場合があるので、凝固速度は重要である。凝固マトリックスがあまりにもゆっくりと凝固する場合、貴重な加工時間が失われる。
【００８４】
本発明の特定の理論に制限されることなく、一態様では、ポリカルボン酸ポリマーは、水酸化ナトリウム及び第二アルカリ源（例えば、メタケイ酸ナトリウム）を含む固体製品が膨潤しないことを確実にすることによって、最終製品に寸法安定性を提供するのに役立ち得る。固体製品が凝固した後に膨張する場合、種々の問題が発生し、これらに限定されないが、低下した密度、完全性、及び外観；並びに固体製品を分配又はパッケージする能力の欠如を含む。一般に、固体製品は、約３％未満、特に約２％未満の増大指数を有する場合に寸法安定性を有すると考えられる。増大指数は、通常の輸送／貯蔵条件下で凝固した後の一定期間にわたる、製品の増大又は膨潤の割合を意図する。洗剤製品に対する通常の輸送／貯蔵条件は、多くの場合、高温にさらされる洗剤組成物をもたらすので、固体洗剤製品の増大指数は、１００°Ｆ〜１２０°Ｆの加熱前後の製品の１つ又はそれよりも多くの寸法を測定することによって決定され得る。測定した１つの寸法又は複数の寸法は、固体製品の形状及びそれが膨潤する方法に依存する。タブレットについては、直径と高さの両方の変化が一般的に測定され、増大指数を決定するために一緒に追加される。カプセルについては、単に直径が通常測定される。
【００８５】
一般に、本発明の凝固マトリックスを使用する固体洗剤組成物は、アルカリ金属水酸化物のアルカリ源（例えば、水酸化ナトリウム）、第二アルカリ源（例えば、無水メタケイ酸ナトリウム）、ポリカルボン酸ポリマー、炭酸ナトリウム、水及び追加の機能性成分を組み合わせること、並びに前記成分が相互作用及び凝固を許容することによって作り出され得る。
【００８６】
例えば、第１の実施形態では、固体洗剤組成物は、水酸化ナトリウム、無水メタケイ酸ナトリウム、ポリカルボン酸ポリマー、水装入物、炭酸ナトリウム、キレート剤、及び任意の機能性成分を含むことができる。例示的な実施形態では、固体洗剤組成物は、約１質量％〜９０質量％のアルカリ金属水酸化物のアルカリ分、約０．１質量％〜約１５質量％のポリカルボン酸ポリマー、約０．１質量％〜約２５質量％の水、約２０質量％〜約９０質量％の炭酸ナトリウム、約０．１質量％〜約５０質量％のグルコン酸ナトリウム等のキレート剤、並びに約０．１質量％〜約５０質量％の第二アルカリ源及び／又は腐食防止剤を含む。別の例示的な実施形態では、固体洗剤組成物は、約５質量％〜７０質量％のアルカリ金属水酸化物のアルカリ分、１質量％〜約１０質量％のポリカルボン酸ポリマー、約０．１質量％〜約１０質量％の水、約２５質量％〜約９０質量％の炭酸ナトリウム、約１質量％〜約５０質量％のキレート剤、並びに１質量％〜５０質量％の第二アルカリ源及び／又は腐食防止剤を含む。さらに別の例示的な実施形態では、固体洗剤組成物は、約１０質量％〜５０質量％のアルカリ金属水酸化物のアルカリ分、２．５質量％〜約１０質量％のポリカルボン酸ポリマー、約１質量％〜約５質量％の水、約３０質量％〜約７０質量％の炭酸ナトリウム、約１質量％〜約５０質量％のキレート剤、並びに１質量％〜５０質量％の第二アルカリ源及び／又は腐食防止剤を含む。本発明の範囲に限定されることなく、本明細書に記載の全ての数値範囲は、範囲を規定する数値を含み、規定される範囲内の各整数を含む。
【００８７】
いくつかの実施形態では、水酸化ナトリウム、水及びポリカルボン酸ポリマーの相対量は、組成物内で制御される。凝固マトリックス及び追加の機能性成分は、水酸化ナトリウム及び水（水酸化物の水和）、及び／又は水と炭酸ナトリウム（灰の水和）の化学反応に起因して固体形態に硬化する。凝固マトリックスが凝固するとき、バインダー組成物が形をなして成分を結合及び固化し得る。成分の残りが固体組成物の残余を形成すると同時に、少なくとも成分の一部が会合してバインダーを形成する。凝固の工程は、これらに限定されないが、形成される組成物のサイズ、組成物の成分、及び組成物の温度を含む要因に応じて、数分から約６時間続く場合がある。
【００８８】
本発明の一態様によれば、水和可能な塩（例えば、炭酸ナトリウム）、第二アルカリ源（例えば、無水メタケイ酸ナトリウム）及び少なくとも１つの追加的な機能性成分は、均質な粉末混合物に混ぜ合わされる。水の供給源は、洗剤組成物に組み込む前に均質な粉末混合物に添加され、固体水和物として提供され得る。本発明の一態様によれば、均質な粉末混合物への水の添加は、本願明細書では水「装入物」と呼ぶ。水装入物は、水酸化ナトリウム（及び必要に応じて、ポリカルボン酸ポリマー）とのその後の組み合わせのために凝固マトリックス中に含まれる。一態様では、水装入物は、約１０％未満が好ましく、約１％〜約１０％、又は約２％〜約１０％である。
【００８９】
その後、次いで、固体の水和物は、水酸化ナトリウム（及び任意にポリカルボン酸ポリマー）と混ぜ合わされる。洗剤組成物に添加される場合、本発明の方法に従って洗剤組成物を効果的に凝固させるために、水酸化ナトリウムは水及び炭酸ナトリウムのマトリックスと混ぜ合わされる。一般的には、水酸化ナトリウム及び炭酸ナトリウムの有効量は、水酸化物の水和工程及び／又は灰の水和工程への水の割合及び動きを制御することにより、凝固系の動力学及び熱力学を効果的に制御する量を意図する。
【００９０】
凝固マトリックスを使用して形成された固体洗剤組成物は、バッチ又は連続的混合システムを使用して生成される。例示的な実施形態では、タブレットプレスの加工方法は、本発明の方法に従って均質の混合物からタブレットを形成するために使用される。いくつかの実施形態において、加工温度は、成分の溶融温度又は未満である。加工された混合物を成形、又は他の適切な手段により混合機から分配することができ、そうすると、洗剤組成物は固体形態に硬化する。マトリックスの構造は、その硬度、融点、材料分布、結晶構造、及び当該技術分野において公知の方法による他の類似の特性により特徴付けられ得る。一般に、本発明の方法に従って処理された固体洗剤組成物は、その塊全体にわたる成分の分布に関して実質的に均質であり、寸法的に安定である。
【００９１】
具体的には、成形工程において、液体及び固体の成分は、最終的な混合システムに導入され、そして成分が実質的に均質の半固体混合物を生成し、その成分がその塊全体にわたって分散されるまで、連続的に混合される。例示的な実施形態において、成分は、少なくとも約５秒間混合システムで混合される。次いで、混合物は、混合システムから、ダイ若しくは他の成形手段の中に、又はそれらを介して排出される。次いで、生成物はパッケージ化される。例示的な実施形態では、形成された組成物は、１分未満、又は約１分〜約３時間の間に固体形態に硬化し始める。特に、形成された組成物は、数秒〜約１分の間に固体形態に硬化し始める。より具体的には、形成された組成物は、数秒〜約２分の間に固体形態に硬化し始める。
【００９２】
用語「固体形態」に関して言えば、硬化した組成物は流動せず、かつ、適度なストレス又は圧力又は単なる重力下でその形状を実質的に保持するであろうことを意味する。固体組成物の硬度は、比較的緻密で硬い融合した固体生成物、例えば、コンクリートのようなものから、硬化したペーストであるとして特徴付けられる粘稠度のものに及び得る。さらに、「固体」という用語は、固体洗剤組成物の貯蔵及び使用の予想される条件下での洗剤組成物の状態を意図する。一般には、約１００°Ｆまで、及び特に約１２０°Ｆを超える温度に曝されたときに、洗剤組成物が固体の形態で残るであろうことが予期される。
【００９３】
得られた固体洗剤組成物は、押し出された、成型された若しくは成形された固体のペレット、ブロック、タブレット、粉末、顆粒、フレークを含む形態をとり得るが、これらに限定されず；あるいは、形成された固体は、その後、粉末、顆粒、若しくはフレークに粉砕又は形成され得る。本発明の実施形態では、固体洗剤組成物は、キャストされた固体生成物ではない。例示的な実施形態では、凝固マトリックスによって形成された押し出されたペレット材料は、約５０グラム〜約２５０グラムの重量を有し、凝固マトリックスによって形成された押し出された固体は、約１００グラム又はそれよりも多くの重量を有し、及び凝固マトリックスによって形成された固体ブロック洗剤、約０．２５〜約１０キログラムの質量を有する。固体組成物は機能性材料の安定化供給源を提供する。いくつかの実施形態では、固体組成物は、例えば、水媒体又は他の媒体に溶解され、濃縮及び／又は使用溶液を作り得る。前記溶液は、後の使用及び／又は希釈のために貯蔵容器に向けられてもよく、又は使用の場所に直接適用されてもよい。
【００９４】
ある特定の実施形態では、固体洗剤組成物は単位用量の形態で提供される。単位用量は、全ての単位が単一の洗浄サイクルの間に使用されるようにサイズ化された固体洗剤組成物単位を意味する。本発明の態様によれば、固体洗剤組成物が単位用量として提供される場合、それは典型的には、約１グラム〜約２５０グラムのサイズを有する押し出されたペレット、又はタブレットとして提供される。
【００９５】
他の実施形態において、固体洗剤組成物は、ブロック又は複数のペレット等の、多様な使用固体の形態で提供され、かつ、多様な洗浄サイクルのための水性洗剤組成物を生成するために繰り返し使用され得る。ある特定の実施形態では、固体洗剤組成物は、約５グラム〜約１０キログラムの質量を有する、押し出されたブロック、又はタブレットとして提供される。ある特定の実施形態では、固体洗剤組成物の多様な使用形態は、約１キログラム〜約１０キログラムの質量を有する。さらなる実施形態では、固体洗剤組成物の多様な使用形態は、約５キログラム〜約８キログラムの質量を有する。他の実施形態では、固体洗剤組成物の多様な使用形態は、約５グラム〜約１キログラム、又は約５グラムから約５００グラムの質量を有する。
【００９６】
洗剤組成物は固体製品に形成されるものとして説明されているが、洗剤組成物はまた、ペーストの形態で提供され得る。濃縮物がペーストの形態で提供される場合、洗剤組成物の完全な凝固が排除されるように、十分な水が洗剤組成物に添加される。また、分散剤及び他の成分が、成分の所望の分布を維持するために、洗剤組成物に組み込まれてもよい。
【００９７】
本発明の種々の凝固マトリックスを多種多様な洗浄用途に使用することができる。いくつかの態様では、本発明の固形洗剤組成物は、環境に優しい、固体アルカリ性洗浄剤を必要とする用途で用いるのに適している。このような用途としては、これらに限定されないが、種々の食品サービス産業で使用されるもののような、コンビネーションオーブンにおけるリン酸塩を含まないアルカリ性洗剤の使用を含む。さらなる用途としては、例えば、食器洗浄用洗剤を採用する食器洗浄機、つけ置き洗剤、フライアーボイルアウト、パワーソークシンク及び関連する用途、ソークタンク、器具の再加工、洗濯物及び布地の洗浄及び脱染、カーペットの洗浄及び脱染、車両の洗浄及びケア用途、表面の洗浄及び脱染、キッチン及び風呂の洗浄及び脱染、床の洗浄及び脱染、所定の位置の洗浄作業、一般的な目的の洗浄及び脱染、並びに／又は工業用若しくは家庭用洗浄剤を含み得る。
【００９８】
好ましい態様では、固体洗剤組成物が、コンビネーションオーブンを洗浄するのに特に適している。コンビネーションオーブンの種々の記載が、米国特許第５，３６８，００８号明細書、米国特許第５，６４０，９４６号明細書、及び米国特許第６，４１０，８９０号明細書、欧州特許出願公開第０６５２４０５号明細書及び独国特許出願公開第２８４２７７１号明細書に開示され、それらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。例えば、コンビネーションオーブンは、ダブルオーブンスチーマー、ダブルオーブンボイラーを有するか、又は少なくとも１つのオーブンチャンバーとスチーム発生器及び／又はボイラーとを有する器具を意図し得る。本発明の固体洗剤組成物は、当技術分野で公知のコンビネーションオーブン器具の洗浄のために提供され得る。
【００９９】
いくつかの態様では、例えば、米国特許第５，６４０，９４６号明細書で記載及び描かれているように、コンビネーションオーブンのスチーマー及び／又はボイラーの構成部品にアクセスしなければならないことの代わりに、固体洗剤組成物は、漏斗又は他の部材を介して、コンビネーションオーブン装置に直接添加され得る。これら及び本発明に従う固形洗剤組成物を供給するための他の注入ポイントは、当業者によって容易に確認することができるであろう。いくつかの態様において、本発明に従う固体洗剤組成物は、本発明に従う洗浄のためのコンビネーションオーブンへの送達用の水溶液又は懸濁液を生成するために最初に使用され得る。その後、液体組成物は、スプレーノズル及び／又はスプレージェット等の使用によって、装置の内部表面に適用される。
【０１００】
本発明の固体洗剤組成物を用いる洗浄方法は、１つ又はそれよりも多くのリンス工程、脱灰工程、予備洗浄工程、及び／又は浸漬工程さらに含み得る。
【実施例】
【０１０１】
本発明の範囲内の多数の改変及び変化は当業者に明らかであろうから、本発明は、例示のみとして意図される以下の実施例でより具体的に記載される。特に断りのない限り、以下の例において報告されている全ての部、パーセンテージ、及び比は、重量基準であり、そして例において使用される全ての試薬は、下記の化学品供給業者から得られ、若しくは入手可能であり、又は従来技術によって合成され得る。
【０１０２】
以下の試験方法は、実施例１、２、及び３並びに比較例Ａ及びＢで製造された組成物を特徴づけるために使用された。
【０１０３】
成形品の寸法安定性試験
凝固マトリックスの一部としてポリカルボン酸ポリマーを用いる製品の約５０グラムのバッチを、約２０秒間、平方インチ（ｐｓｉ）あたり約１０００ポンドでダイの中で最初にプレスし、タブレットを形成した。タブレットの直径及び高さを測定して記録した。タブレットを１日の間室温で維持し、次いで約１２０°Ｆの温度でオーブンに配置した。タブレットをオーブンから取り出した後、タブレットの直径及び高さを再度測定して記録した。加熱後のタブレットの直径及び高さの累積的な変化に基づく増大を測定することにより増大指数をタブレットに対して決定した。
【０１０４】
実施例１，２、及び３並びに比較例Ａ及びＢ
実施例１，２、及び３は、凝固マトリックスの一部としてポリカルボン酸ポリマーを用いた本発明の組成物である。特に、実施例１，２、及び３の組成物は、凝固マトリックスの一部として、それぞれ、ポリアクリル酸ポリマー、変性ポリアクリル酸ポリマー、及びポリマレイン酸ポリマーを使用した。さらに、実施例１，２、及び３の組成物はまた、表１で提供されるように、炭酸ナトリウム（ソーダ灰又は重灰）、重炭酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、ビルダー、界面活性剤、消泡剤、水酸化ナトリウム及び水の成分濃度（重量パーセント）を含んだ。炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、ビルダー、界面活性剤、及び消泡剤を予備混合して粉末プレミックスを形成し、そしてポリカルボン酸ポリマー、水酸化ナトリウム及び水を予備混合して液体プレミックスを形成した。次いで、粉末プレミックスと液体プレミックスを一緒に混合して組成物を形成した。約５０グラムの組成物を、約２０秒間、約１０００ｐｓｉでタブレットにプレスした。
【０１０５】
比較例Ａの組成物は、ポリカルボン酸ポリマーを含まないことを除き、比較例Ａの組成物を実施例１、２、及び３のように調製した。
【０１０６】
メチルグリシン二酢酸（ＭＧＤＡ）粉末である、トリロンＭパウダーの添加を除き、比較例Ｂの組成物を実施例１のように調製した。表１は、実施例１、２、及び３並びに比較例Ａの組成物に対する成分濃度を提供する。表２は、比較例Ｂの成分濃度を提供する。
【０１０７】
【表１】
0006374398.tif 000002
【０１０８】
【表２】
0006374398.tif 000003
【０１０９】
次いで、加熱後の組成物の寸法安定性を観察するために、上述したように、実施例１、２、及び３並びに比較例Ａの組成物を、成形品に対し寸法安定性試験に供した。その結果を以下の表３に示す。
【０１１０】
【表３】
0006374398.tif 000004
【０１１１】
表３に示すように、実施例１，２、及び３の組成物の成形品は、比較例Ａの組成物の成形品よりもかなり少ない膨潤を示した。特に、実施例１の組成物の製品は、直径でわずか０．６％増大及び高さで１．１％増大を有し、１．７％の増大指数をもたらした。実施例２の組成物の製品は、直径で０％増大及び高さで−０．６％増大を有し、プラスの増大指数をもたらさなかった。実施例３の組成物の製品は、直径で０．９％増大及び高さで１．２％増大のみを有し、２．１％の増大指数をもたらした。これと比較して、比較例Ａの組成物の製品は、直径で２．７％増大及び高さで８．２％増大を有し、１０．９％の増大指数をもたらした。
【０１１２】
実施例１、２、及び３並びに比較例Ａの組成物における唯一の相違は、ポリカルボン酸ポリマーの存在であった。したがって、ポリカルボン酸ポリマーは、実施例１、実施例２、及び実施例３の組成物の製品の寸法安定性に役立ったと考えられる。比較例Ａの組成物は、ポリカルボン酸ポリマーを含有しなかったので、該組成物は、固体製品内の水の動きを制御するためのメカニズムを含まなかった。
【０１１３】
比較例Ｂの組成物の６つのタブレットサンプルも膨潤試験を行った。このような各タブレットの直径及び高さを測定して記録した。タブレットを１日の間室温で維持し、次いで約１２０°Ｆの温度に加熱されたオーブンに配置した。最初のタブレットをオーブンから取り出したとき、タブレットは粉々に崩れ、寸法的に安定した製品の欠如を示した。残りのサンプルをオーブンからうまく取り出し、各タブレットの直径及び高さを測定し、以下の表４に記載されるように記録した。
【０１１４】
【表４】
0006374398.tif 000005
【０１１５】
表４の結果によって理解し得るように、華氏１２０度にさらされた場合、ＭＧＤＡを含むサンプル１、２、３、４、５及び６の各々は、安定ではなく及び／又は４．５％を超える増大を示した。
【０１１６】
キャスト製品に対する寸法安定性試験
凝固マトリックスの一部としてポリカルボン酸ポリマーを用いる製品の約４０００グラムのバッチを最初にカプセルに注いだ。カプセルの直径を測定して記録した。カプセルを１日の間室温で維持し、２日間、約１０４°Ｆの温度のオーブン内に保持し、その後室温に戻した。カプセルを室温に戻した後、カプセルの直径を再び測定して記録した。加熱後の直径の変化に基づいて増大を測定することにより増大指数をカプセルに対して決定した。
【０１１７】
実施例４，５、及び６並びに比較例Ｃ
実施例４，５、及び６は、凝固マトリックスの一部としてポリカルボン酸ポリマーを用いる本発明の組成物である。特に、実施例４の組成物は、凝固マトリックスの一部としてポリアクリル酸ポリマーを使用し、実施例５の組成物は、凝固マトリックスの一部として変性ポリアクリル酸ポリマーを使用し、実施例６の組成物は、凝固マトリックスの一部としてポリマレイン酸ポリマーを使用した。実施例４，５、及び６の各々はまた、表３で提供されるように、軟水、ビルダー、水質調整剤、水酸化ナトリウム５０％、炭酸ナトリウム（重灰）、アニオン性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤の成分濃度（重量パーセントで）を含む。前記液体（軟水、ビルダー、水質調整剤、ポリカルボン酸ポリマー、及び水酸化ナトリウム５０％）を、液体プレミックスを形成するために予備混合し、かつ、前記粉末（炭酸ナトリウム、アニオン性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤）を、粉末プレミックスを形成するために予備混合した。次いで、液体プレミックス及び粉末プレミックスを混合して組成物を形成し、続いてこれをカプセルに注いだ。
【０１１８】
比較例Ｃの組成物は、ポリカルボン酸ポリマーを含まないが、同量の利用可能な水を含有することを除き、比較例Ｃの組成物を実施例４、５、及び６のように調製した。
【０１１９】
表５は、実施例４〜６及び比較例Ｃの組成物に対する成分濃度を提供する。
【０１２０】
【表５】
0006374398.tif 000006
【０１２１】
実施例４、５、及び６及び比較例Ｃを形成した後、加熱後の組成物の寸法安定性を観察するために、上述のように、それらをキャスト製品に対し寸法安定性試験に供した。その結果を以下の表６に示す。
【０１２２】
【表６】
0006374398.tif 000007
【０１２３】
表４に示されるように、実施例４、５、及び６の組成物のキャスト製品は、比較例Ｃの組成物のキャスト製品よりかなり少ない膨潤を示した。特に、実施例４の組成物の製品は、直径でわずか０．６％増大を経験し、０．６％の増大指数をもたらし、実施例５の製品は、直径でわずか１．３％増大を経験し、１．３％の増大指数をもたらし、及び実施例６の組成物の製品は、直径でわずか１．９％増大を経験し、１．９％の増大指数をもたらした。比較すると、比較例Ｃの組成物の製品は、直径で４．９％増大を有し、４．９％の増大指数をもたらす。
【０１２４】
実施例４、５、及び６並びに比較例Ｃの組成物中の唯一の相違は、ポリカルボン酸ポリマーの存在であった。したがって、ポリカルボン酸ポリマーは、実施例４、５、及び６の組成物の製品の寸法的な安定性に役立ったと考えられる。それに反して、比較例Ｃの組成物は、ポリカルボン酸ポリマーを含有しなかったので、該組成物は、固体製品内の水の動きを制御するためのメカニズムを含まなかった。
【０１２５】
実施例７、８及び９
実施例７、８及び９は、ポリマレイン酸及びポリアクリル酸の種々の組み合わせが利用されたときの洗浄性能を比較する。各実施例の組成物を表７に記載する。組成物を形成するために、炭酸ナトリウム、ビルダー、界面活性剤、及び二糖類を予備混合し、粉末プレミックスを形成し、そしてポリカルボン酸ポリマー、水酸化カリウム、ホスホン酸塩及び水を予備混合し、液体プレミックス形成した。次いで、粉末プレミックス及び液体プレミックスを一緒に混合して組成物を形成した。約１０００グラムの組成物を、約２０秒間、約１０００ｐｓｉでタブレットにプレスして固化させた。
【０１２６】
得られたタブレットを、１７グレインの水を分配するＡＭ−１４自動食器洗浄機に採用した。次いで、ガラス製品を１００回の洗浄及びリンスサイクルに供し、清浄度について試験した。清浄度を２つの方法で測定した。第一に、ガラス製品のデジタル光学画像を取得し、次いでコンピュータ分析により輝度値を分析することによって輝度値を決定した。輝度試験は、ガラス表面上に存在する膜の程度を示し、低い値はより少ない膜及びよりきれいなガラスを示す。第二に、目視評価を１〜５の評価尺度で測定し、より低い目視評価はよりきれいなガラスを示す。これらの試験の結果を表８に記載する。
【０１２７】
【表７】
0006374398.tif 000008
【０１２８】
【表８】
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【０１２９】
表８に記載された結果は、ポリマレイン酸及びポリアクリル酸の組み合わせが、ポリマレイン酸又はポリアクリル酸の単独に対して改善された洗浄性能を提供することを示している。
【０１３０】
実施例１０〜２３
本発明の目的に従う固体アルカリ性洗剤組成物を生成するための水酸化ナトリウムのアルカリ分の使用を評価するために、水、キレート剤、及びバインダーの異なる濃度及び供給源を使用する一連の実験を採用した。本発明に従う物理的に安定で耐久性の洗浄組成物を作製する方法を提供するために、固体の、リン酸塩を含まないアルカリ性洗剤のタブレットを作製するための種々の処方及び混合指示（mix instructions）を評価した。表９は、評価される成分を示し、炭酸カリウム（アルカリビルダー）；硫酸ナトリウム（フィラー）；グルコン酸ナトリウム（キレート剤）；メタケイ酸二ナトリウム（アルカリ源、腐食防止剤）；水酸化ナトリウム（活性洗浄剤、苛性）；及びＰＥＧ（バインダー）を含む。
【０１３１】
【表９】
0006374398.tif 000010
【０１３２】
良好なバッチ混合及び粉末移動が、実施例１０〜２３に対して観察された。粉末の外観はバッチによって異なり、粒子サイズの均一性はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の含有量に依存した。目視評価は、その組成物中にＰＥＧを含まない粉末が最も均一であったが、処方中のＰＥＧの量が増加するにしたがって凝集体の形成が増加することを示した。溶融したＰＥＧが混合中にバッチに添加されたときに凝集体を形成する。
【０１３３】
押出及びプレス固体に対する寸法安定性試験
２５００、３０００、及び４０００ポンドでスクリーニングを行った。４０００ポンドでのプレスが最高のタブレットを製造することを見出した。この負荷で作製されるタブレットは、良好で鮮明なエッジ、滑らかな表面及び高い圧縮強度を有した。他の２つの負荷で作製されたタブレットは、より多孔質な表面と弱いエッジを有した。全１４回の実行に対するプレス型からのタブレットのリリースは不十分であった。プレスされた２〜３つのタブレット毎の後に、プレスヘッドを残留物がなくなるまで洗浄する必要があった。例えば、残留物が第三のタブレットの後に除去されなかった場合、その後、第四のタブレットは、プレスヘッドから離れないだろうし、鈍力又は水とタブレットを溶解させることのいずれかによって除去されるのみであろう。
【０１３４】
高アルカリ処方における潜在的なバインダーとしてＰＥＧ８０００を使用することは、経時的にタブレットを褐色にした。色安定性は、ＰＥＧが処方においてどの程度含まれていたかに依存していた。実施例１２及び１９はＰＥＧを含まず、経時的な変色を示さなかった。ＰＥＧ８０００を含有していた全ての実施例の場合、褐色は１２２°Ｆのチャンバー内で早ければ１日で観察された。
【０１３５】
寸法安定性
初期の高さ、直径、及び外観を記録した。次に、タブレットをプラスチック製のバッグに密封し、１週間２つの異なる環境チャンバー内に配置した。使用される２つの環境チャンバーは、雰囲気（７２°Ｆ、相対湿度５０％）及び１２２°Ｆ（相対湿度ＮＡ）であった。一週間後に、タブレットを再度測定し、外観を記録した。
【０１３６】
押出及びプレス製品の圧縮抵抗を決定するための手順
各バッチからの１つのタブレットを、作製されてから３時間以内に試験した。一週間の寸法安定性試験が完了した後、１２２°Ｆのタブレットを雰囲気条件に冷却し、次いで、圧縮強度を１組のタブレット両方に対して測定した。試験した製剤は、１２２°Ｆで物理的に安定ではなかった。タブレットは４％〜１０％膨潤し、ＰＥＧ８０００と水酸化ナトリウムの両方を含有するタブレットは茶色に変わった。その結果は、本発明による組成物は、安定な、リン酸塩を含まないアルカリオーブン洗浄剤のタブレット組成物に対する好ましいバインダーとしてＰＥＧを含まないことを示している。
【０１３７】
実施例２４〜２９
実施例１０〜２３の結果に基づいて、代替の凝固メカニズム、すなわち炭酸塩の水和をさらに評価した。水酸化カリウム及び炭酸ナトリウムを、異なるキレート剤を用いたタブレットの安定性に対する効果を決定するために評価した。
【０１３８】
表１０は、評価される成分を示し、炭酸カリウム／カリ（アルカリビルダー）；炭酸ナトリウム／灰（アルカリビルダー）；クエン酸ナトリウム（キレート剤、バインダー）；水酸化ナトリウム（活性洗浄剤、苛性、水和（５０％））；水（水和）；メタケイ酸二ナトリウム（アルカリ源、腐食防止剤）；及び硫酸ナトリウム（フィラー）を含む。
【０１３９】
【表１０】
0006374398.tif 000011
【０１４０】
炭酸カリウム、炭酸ナトリウム及びクエン酸ナトリウムを、リボンブレンダーに加え、混合した。水酸化ナトリウム（５０％）及び水を添加し、粉末が乾燥したように見えるまで混合した。メタケイ酸二ナトリウム、硫酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムを添加し、粉末が均一に見えるまで混合した。実施例２４〜２９は、適切な混合を提供しなかった（粉末が湿っていて、塊状であり、及びリボンブレンダーから取り出すことが困難であった）。不十分な混合のため、粉末をタブレットにプレスせず、実験を終了した。
【０１４１】
実施例３０〜３８
実施例２４〜２９の結果に基づいて、炭酸カリウムの代わりに炭酸ナトリウムの使用を評価した。より物理的に安定なタブレット製剤を得るために、炭酸ナトリウム（重灰）の使用を組成物において評価した。
【０１４２】
表１１は、評価される成分を示し、炭酸ナトリウム（アルカリビルダー）；クエン酸ナトリウム（キレート剤、バインダー）；クエン酸塩溶液（３３％）；水酸化ナトリウム（活性洗剤、苛性、水和（５０％））；水（水和）；メタケイ酸二ナトリウム（アルカリ源、腐食防止剤）；及び硫酸ナトリウム（フィラー）を含む。
【０１４３】
【表１１】
0006374398.tif 000012
【０１４４】
実施例３０〜３６については、炭酸ナトリウムをリボンブレンダーに添加し、混合した。クエン酸ナトリウムをゆっくりと加えた。次いで、粉末が均一になるまで、水／クエン酸塩溶液及びメタケイ酸二ナトリウムを混合した。その後、６０グラムのタブレットを、直径１．７５”のタブレットダイ及びＣａｒｖｅｒプレスを使用して３秒間保持し、４０００ポンド（約１６００ｐｓｉ）及び２５００ポンドでプレスした。次いで、タブレットを破壊するのに必要な力を測定した（要するより高い力／圧力は、より耐久性のあるタブレットに変換する）。次いで、タブレットを、室温及び１２２°Ｆで１週間の寸法安定性試験に配置した。
【０１４５】
実施例３７〜３８については、炭酸ナトリウム及びクエン酸ナトリウムをリボンブレンダーに添加し、混合した。粉末が均一になるまで、水及びメタケイ酸二ナトリウムを添加し、混合した。次いで、６０グラムのタブレットを、直径１．７５”のタブレットダイ及びＣａｒｖｅｒプレスを使用して３秒間保持し、４０００ポンド（約１６００ｐｓｉ）及び２５００ポンドでプレスした。タブレットを破壊するのに必要な力を測定した（要するより高い力／圧力は、より耐久性のあるタブレットに変換する）。次いで、タブレットを、室温及び１２２°Ｆで１週間の寸法安定性試験に配置した。
【０１４６】
試験した製剤は７２°Ｆで物理的に安定していたが、製剤は１２２°Ｆで物理的に安定ではなかった。タブレットは９％〜１８％膨潤し、圧縮強度は、実施例３０〜３８全てにおいて弱かった。実施例３３は、他の実施例に比較して改善された圧縮強度及び寸法安定性を示したが、製剤は凝固及び寸法安定性に対するさらなる改善を要した。
【０１４７】
実施例３９〜４２
実施例３０〜３８の結果に基づいて、メタケイ酸ナトリウムの異なるグレードの使用を評価した。凝固及び寸法安定性の改善を評価するために、より低い水のレベルで炭酸カリウムを有する製剤において、無水メタケイ酸ナトリウムを使用した。表１２は、実施例の組成物において評価される成分を示す。
【０１４８】
【表１２】
0006374398.tif 000013
【０１４９】
実施例３９〜４０については、炭酸カリウム及びクエン酸ナトリウムをリボンブレンダーに添加し、混合した。水をゆっくりと加えた。次いで、粉末が均一になるまで、メタケイ酸二ナトリウム、硫酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムを混合した。その後、２５グラムのタブレットを、直径１．２５”のタブレットダイ及びＣａｒｖｅｒプレスを使用して３秒間保持し、２０００ポンドでプレスした。次いで、タブレットを破壊するのに必要な力を測定した（要するより高い力／圧力は、より耐久性のあるタブレットに変換する）。次いで、タブレットを、室温及び１２２°Ｆで１週間の寸法安定性試験に配置した。
【０１５０】
実施例４１〜４２については、炭酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及び無水メタケイ酸塩をリボンブレンダーに添加し、混合した。水をゆっくりと加えた。次いで、粉末が均一になるまで水酸化ナトリウムを混合した。その後、２５グラムのタブレットを、直径１．２５”のタブレットダイ及びＣａｒｖｅｒプレスを使用して３秒間保持し、２０００ポンドでプレスした。次いで、タブレットを破壊するのに必要な力を測定した（要するより高い力／圧力は、より耐久性のあるタブレットに変換する）。次いで、タブレットを、室温及び１２２°Ｆで１週間の寸法安定性試験に配置した。
【０１５１】
図１〜２に示されるように、無水メタケイ酸ナトリウムを有するタブレット組成物の製剤は、メタケイ酸二ナトリウム五水和物を用いる従来例よりも少ない膨潤を有するより強いタブレットを生成した。また、実施例は、混合中に使用される水装入物が約１％未満であるとき、炭酸カリウムの使用が寸法的に安定な固体組成物を得ることが可能であることを示している。しかしながら、炭酸ナトリウムを使用することの追加の利点、すなわち改善された洗浄性能は、炭酸カリウムにまさってその好ましい使用をもたらす。
【０１５２】
実施例４３〜４６
実施例３９〜４２の結果に基づいて、耐久性と物理的に安定なタブレット組成物を作製するために、水の種々の濃度及び供給源の使用を評価した。表１３は、実施例の組成物において評価される成分を示している。
【０１５３】
【表１３】
0006374398.tif 000014
【０１５４】
実施例４３〜４６については、炭酸ナトリウム、ｄ−グルコン酸、クエン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム及び／又は無水メタケイ酸塩をリボンブレンダーに加え、混合した。水をゆっくりと加えた。次いで、粉末が均一になるまでポリアクリル酸ナトリウムポリマー、及び水酸化ナトリウムを混合した。その後、６０グラムのタブレットを、直径１．７５”のタブレットダイ及びＣａｒｖｅｒプレスを使用して３秒間保持し、４０００ポンド（約１６００ｐｓｉ）及び２５００ポンドでプレスした。次いで、タブレットを破壊するのに必要な力を測定した（要するより高い力／圧力は、より耐久性のあるタブレットに変換する）。次いで、タブレットを、室温及び１２２°Ｆで１週間の寸法安定性試験に配置した。
【０１５５】
図３〜４で示されるように、液体の水装入物と共に混合された実施例の製剤は、遊離の水装入物を有しない実施例の製剤よりも高い圧縮強度を有していた。実施例４５は、最小量の膨潤（最大の寸法安定性を示す）を有する最も硬いタブレットを産出した。
【０１５６】
本発明は、好ましい実施形態を参照して記載されたが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、変形が形態及び詳細においてなされ得ることを認識するであろう。
【０１５７】
種々の変更及び追加を、本発明の範囲から逸脱することなしに、検討された例示的な実施形態に対して行うことができる。例えば、上述の実施形態は特定の特徴を言及すると同時に、本発明の範囲は、上述した特徴の全てを含まない特徴及び実施形態の異なる組み合わせを有する実施形態も含む。
【０１５８】
本明細書における全ての刊行物及び特許出願は、本発明が属する当業者のレベルを示している。各個々の刊行物又は特許出願が具体的かつ個別に参照により示されたかのように全ての刊行物及び特許出願は、本明細書において同程度に参照することにより組み込まれる。本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［２０］に記載する。
［項目１］
アルカリ金属水酸化物のアルカリ源と、
炭酸ナトリウムと、
無水ケイ酸塩の第二アルカリ源と、
水と、
少なくとも１つの機能性成分と、を含む固体洗剤組成物であって、
前記固体洗剤組成物はリンを含まず、かつ、華氏１２０度の温度で加熱された場合、前記固体洗剤組成物は３％未満の増大指数を有する、寸法的に安定な水和物の固体である、固体洗剤組成物。
［項目２］
少なくとも１つの機能性成分が、第二アルカリ源、洗剤ビルダー、界面活性剤、腐食防止剤、水質調整剤、キレート剤、流動助剤及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、項目１に記載の組成物。
［項目３］
機能性成分が、ポリアクリル酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体である、項目１に記載の組成物。
［項目４］
機能性成分が、ポリアクリル酸ポリマー又はポリアクリレートポリマーであるポリカルボン酸ポリマーであり、組成物の約０．１質量％〜約１５質量％を構成する、項目１に記載の組成物。
［項目５］
炭酸ナトリウムが、組成物の約２０質量％〜約９０質量％を構成する、項目１に記載の組成物。
［項目６］
水が、組成物の約０．１質量％〜約１０質量％を構成する、項目１に記載の組成物。
［項目７］
前記組成物が、１つ若しくは複数のポリエチレングリコール及び／又は尿素を含まない、項目１に記載の組成物。
［項目８］
アルカリ金属水酸化物が、水酸化ナトリウムであり、組成物の約５質量％〜７０質量％を構成する、項目１に記載の組成物。
［項目９］
少なくとも１つの機能性成分が、第二アルカリ源であり、組成物の約１質量％〜５０質量％を構成する、項目１に記載の組成物。
［項目１０］
少なくとも１つの機能性成分が、キレート剤であり、組成物の約１質量％〜５０質量％を構成する、項目１に記載の組成物。
［項目１１］
前記組成物は、水和物の固体タブレットである、項目１に記載の組成物。
［項目１２］
固体洗剤組成物の約５質量％〜約７０質量％の水酸化ナトリウムと、
固体洗剤組成物の約２０質量％〜約９０質量％の炭酸ナトリウムと、
固体洗剤組成物の約０．１質量％〜約１５質量％のポリカルボン酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体と、
固体洗剤組成物の約０．１質量％〜約１０質量％の水と、
固体洗剤組成物の約１質量％〜約５０質量％の第二アルカリ源であって、前記アルカリ源が無水メタケイ酸塩である、第二アルカリ源と
固体洗剤組成物の約１質量％〜約５０質量％のキレート剤と、から本質的になる固体洗剤組成物であって、前記固体洗剤組成物は、リンを含まない水和物の固体であり、前記固体は、華氏１２０度の温度で加熱された場合、寸法的に安定であり、かつ３％未満の増大指数を有する、固体洗剤組成物。
［項目１３］
水酸化ナトリウムが組成物の約１０質量％〜５０質量％を構成し、炭酸ナトリウムが組成物の約３０質量％〜７０質量％を構成し、ポリカルボン酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体がポリアクリレートポリマーであり、組成物の約２．５質量％〜１０質量％を構成し、水が組成物の約１質量％〜５質量％を構成し、第二アルカリ源が組成物の約１質量％〜２０質量％を構成し、及びキレート剤が組成物の約５質量％〜２５質量％を構成する、項目１２に記載の組成物。
［項目１４］
前記組成物が、１つ若しくは複数のポリエチレングリコール、尿素及び／又は炭酸カリウムを含まない水和物の固体タブレットである、項目１３に記載の組成物。
［項目１５］
固体洗剤組成物の形成方法であって、該方法が、
炭酸ナトリウム、無水ケイ酸の第二アルカリ源及び少なくとも１つの追加の機能性成分を混ぜ合わせて、粉末プレミックスを形成する工程と、
前記粉末プレミックスを水供給源と混合して、固体水和物を形成する工程と、
前記固体水和物を水酸化ナトリウムの供給源及び必要に応じてポリカルボン酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体と混ぜ合わせる工程と、を備え、
前記固体洗剤組成物がリンを含まず、かつ、華氏１２０度の温度で加熱された場合、前記固体洗剤組成物が寸法的に安定であり、３％未満の増大指数を有する、固体洗剤組成物の形成方法。
［項目１６］
固体洗剤組成物がタブレットである、項目１５に記載の方法。
［項目１７］
固体洗剤組成物は、固体洗剤組成物のうち、水酸化ナトリウムを約５質量％〜約７０質量％、炭酸ナトリウムを約２０質量％〜約９０質量％、ポリカルボン酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体を０．１質量％〜約１５質量％、水を約０．１質量％〜１０質量％、第二アルカリ源を約１質量％〜約５０質量％、及びキレート剤を約１質量％〜約５０質量％含む、項目１５に記載の方法。
［項目１８］
約３０℃〜約５０℃の雰囲気温度で前記組成物を凝固させる工程をさらに備える、項目１５に記載の方法。
［項目１９］
固体洗剤組成物の寸法安定性が２％未満の増大指数を有する、項目１５に記載の方法。
［項目２０］
水酸化ナトリウムが組成物の約１０質量％〜５０質量％を構成し、炭酸ナトリウムが組成物の約３０質量％〜７０質量％を構成し、ポリカルボン酸ポリマー又はその塩若しくは誘導体がポリアクリレートポリマー又はその塩若しくは誘導体であり、組成物の約２．５質量％〜１０質量％を構成し、水が組成物の約１質量％〜５質量％を構成し、第二アルカリ源が組成物の約１質量％〜２０質量％を構成し、及びキレート剤が組成物の約５質量％〜２５質量％を構成する、項目１５に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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