(57)【要約】【課題】膜分離洗浄プロセスおよびかかる膜のための定置洗浄組成物を提供する。【解決手段】洗浄組成物は、タンパク質、脂肪、ならびに他の食品、飲料、および醸造所関連の汚れを除去し、ＮＰＥに代わる環境に優しい代替界面活性剤系を提供する。ある特定の特性を有する分岐延長鎖ＰＯ／ＥＯ非イオン性界面活性剤を使用して、膜に優れた洗浄を提供し得る。特定の界面活性剤は、単独でまたは組み合わせて使用され得る。いくつかの実施形態において、界面活性剤パッケージは、洗浄組成物の一部として使用される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜フィルターシステムを洗浄するための方法であって、
前記膜を、２０度未満の接触角、５０℃以上の曇り点を有する一つ又は複数の分岐延長非イオン性界面活性剤を含む界面活性剤で洗浄すること、を含む、方法。
【請求項２】
前記膜が、食品、水、飲料、または醸造製品で汚れている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記膜が、乳製品で汚れている、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記界面活性剤のブースターが、以下の式を有し、
Ｒ−［Ｌ］ｘ−［Ｏ−ＣＨ２−−ＣＨ２］ｙ
式中、Ｒは、約８〜２０個の炭素原子を有する分岐、飽和または不飽和、置換または非置換、脂肪族または芳香族の炭化水素ラジカルであり、Ｌは、ＰＯｚ連結基であり、ｚは、５〜１０であり、ｘは、２〜２５の範囲の前記連結基の鎖長であり、ｙは、２〜２０の範囲の平均エトキシル化度である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記延長界面活性剤が、２エチルヘキシルのＲ基を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ｚが、５である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ｙが、６または９である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ゲルベアルコールをさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ゲルベアルコールが、３プロピルヘプタノールＣ１０−（ＰＯ）ａ（ＥＯ）ｂシリーズであり、式中、ａは、１．０〜１．５であり、ｂは、４〜１４である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記膜が、ポリエーテルスルホン膜である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記膜が、ポリフッ化ビニリデン膜である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記膜が、ポリアミドおよび／または薄膜複合膜である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記膜が、セラミック膜である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記膜がステンレス鋼膜である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記組成物が、７ｍＮ／ｍ未満の界面張力を有する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記膜をアルカリ源で洗浄することをさらに含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記洗浄が、前記界面活性剤ブースターの洗浄ステップの前、それと同時に、または、その後に行われる、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法が、前記膜へのＮＰＥの適用を含まない、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
ろ過膜を洗浄する方法であって、
前記膜に、洗浄組成物を適用することと、その後に、
前記膜をすすぐことと、を含み、
前記洗浄組成物は、アルカリ源と、
２０度未満の接触角、５０℃以上の曇り点を有する一つ又は複数の分岐延長非イオン性界面活性剤と、を含み、
前記洗浄組成物は、ＮＰＥを含まない、方法。
【請求項２０】
前記界面活性剤が、以下の式を有し、
Ｒ−［Ｌ］ｘ−［Ｏ−ＣＨ２−−ＣＨ２］ｙ
式中、Ｒは、約８〜２０個の炭素原子を有する分岐、飽和または不飽和、置換または非置換、脂肪族または芳香族の炭化水素ラジカルであり、Ｌは、ＰＯｚ連結基であり、ｚは、５〜１０であり、ｘは、２〜２５の範囲の連結基の鎖長であり、ｙは、２〜２０の範囲の平均エトキシル化度である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記延長界面活性剤が、２エチルヘキシルのＲ基を有する、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
ｚが、５である、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記ｙが、６または９である、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記洗浄組成物が、ゲルベアルコールをさらに含む、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ゲルベアルコールが、３プロピルヘプタノールＣ１０−（ＰＯ）ａ（ＥＯ）ｂシリーズであり、式中、ａは、１．０〜１．５であり、ｂは、４〜１４である、請求項１９〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記膜が、ポリエーテルスルホン膜である、請求項１９〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記膜が、ポリフッ化ビニリデン膜である、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記膜が、ポリフッ化ビニリデン膜である、請求項１９〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記膜が、ポリアミドおよび／または薄膜複合膜である、請求項１９〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記膜が、セラミック膜である、請求項１９〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記膜がステンレス鋼膜である、請求項１９〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記組成物が、７ｍＮ／ｍ未満の界面張力を有する、請求項１９〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
ろ過膜を洗浄する方法であって、
２０度未満の接触角、５０℃以上の曇り点を有する一つ又は複数の分岐延長非イオン性界面活性剤と、水とを混合することと、その後に、
前記膜を水と界面活性剤との混合物で洗い流すことと、を含む、方法。
【請求項３４】
前記界面活性剤が、以下の式を有し、
Ｒ−［Ｌ］ｘ−［Ｏ−ＣＨ２−−ＣＨ２］ｙ
式中、Ｒは、約８〜２０個の炭素原子を有する分岐、飽和または不飽和、置換または非置換、脂肪族または芳香族の炭化水素ラジカルであり、Ｌは、ＰＯｚ連結基であり、ｚは、５〜１０であり、ｘは、２〜２５の範囲の連結基の鎖長であり、ｙは、２〜２０の範囲の平均エトキシル化度である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記延長界面活性剤が、２エチルヘキシルのＲ基を有する、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
ｚが、５である、請求項３３〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記ｙが、６または９である、請求項３３〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記洗浄組成物が、ゲルベアルコールをさらに含む、請求項３３〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年９月２９日に出願された米国仮出願第６２／５６５，３６１号の優先権を主張し、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書では、分離施設で使用される膜を洗浄するための方法および組成物を記載する。洗浄組成物は、タンパク質および脂肪を除去し、ノニルフェノールエトキシレート（ＮＰＥ）に代わる環境に優しい代替界面活性剤系を提供する。その用途としては、洗浄組成物の一部を形成することができるか、または洗浄溶液の洗浄特性を改善するために単独で使用することができ、ならびに、表面を洗浄し、後続の処理実行中に、後続のタンパク質または土壌の汚損を最小限に抑えることによって膜の性能を改善することができる、界面活性剤添加剤またはブースター系が挙げられる。
【背景技術】
【０００３】
分離施設内で提供される膜は、処理中にろ過膜は汚損する傾向を有するため、フラッシング、すすぎ、前処理、洗浄、消毒、および保護を提供するために、定置洗浄（ＣＩＰ）法を使用して処理することができる。汚損は、運転時間の経過に伴う透過流束の低下として現れる。透過流束の低下は、典型的には、圧力、供給流量、温度、および供給濃度などのすべての運転パラメータが一定に保たれている際に起こる透過流量または透過速度の低下である。一般に、膜汚損は、複雑なプロセスであり、膜表面上および／または膜の細孔内において、いくつかのファクター、例えば、静電引力、疎水性および親水性の相互作用、供給成分の堆積と蓄積、例えば、浮遊粉塵、不透過性の溶質、およびさらに通常は透過性の溶質に起因して起こると考えられる。ほとんどすべての供給成分は、ある程度まで膜を汚損することが予想される。Ｍｕｎｉｒ  Ｃｈｅｒｙａｎ，Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｃａｓｔｅｒ，Ｐａ．，１９９８（Ｐａｇｅｓ  ２３７−２８８）を参照されたい。汚損成分および汚損堆積物としては、無機塩、微粒子、微生物、および有機物を挙げることができる。
【０００４】
ろ過膜は、典型的には、食品産業、乳産業、および飲料産業において見られるような分離施設内での産業用途の成功を可能にするためには、定期的な洗浄が必要である。ろ過膜は、膜および関連機器の表面および本体から異物を除去することによって、洗浄することができる。ろ過膜のための洗浄手順は、洗浄剤を膜上で循環させて、膜を湿潤させ、膜に浸透させ、膜から異物を溶解かつ／またはすすぎ落とす定置ＣＩＰプロセスを含み得る。洗浄のために操作できる様々なパラメータとしては、典型的には、時間、温度、機械的エネルギー、化学組成、化学濃度、汚れのタイプ、水のタイプ、水力設計、および構成の膜材料が挙げられる。
【０００５】
洗剤およびクリーナーの形態における化学エネルギーを使用して、汚損物質および汚れを可溶化または分散させることができる。熱形態の熱エネルギーは、化学クリーナーの作用を助けるために使用することができる。一般に、溶液を洗浄する温度が高いほど、洗浄処理として効果的であるが、ほとんどの膜材料は、構成材料に起因する温度制限を有する。さらに、多くの膜には化学的な制限を有する。高速流の形態での機械的エネルギーも、膜システムの洗浄の成功に寄与する。Ｍｕｎｉｒ  Ｃｈｅｒｙａｎ，Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｃａｓｔｅｒ，Ｐａ．，１９９８，ｐａｇｅｓ  ２３７−２８８を参照されたい。
【０００６】
一般に、膜に対して行われる洗浄の頻度および化学処理のタイプは、膜の運転寿命に影響を及ぼすことを見出した。膜の運転寿命は、膜の経時的な化学的劣化の結果として減少する可能性があると考えられる。膜材料の劣化を最小限に抑えるために、温度制限、ｐＨ制限、および化学的制限を有する様々な膜を提供する。例えば、多くのポリアミド逆浸透膜は、塩素が膜を酸化的に攻撃かつ損傷する傾向を有し得るため、塩素の制限がある。ある特定の用途（例えば、食品およびバイオテクノロジー産業）における洗浄を必要とし得る法規を遵守し、微生物を減らして製品流の汚染を防止し、流束を回復することによって、プロセスを最適化するために、ろ過膜を洗浄かつ消毒することは、望ましい。Ｍｕｎｉｒ  Ｃｈｅｒｙａｎ，Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｃａｓｔｅｒ，Ｐａ．，１９９８，ｐａｇｅｓ  ２３７−２８８を参照されたい。
【０００７】
ろ過膜を洗浄するための他の例示的な技術は、Ｆｒｅｍｏｎｔらの米国特許第４，７４０，３０８号、Ｇｒｏｓｃｈｌらの米国特許第６，３８７，１８９号、Ｏｌｓｅｎの米国特許第６，０７１，３５６号、およびＭｕｎｉｒ  Ｃｈｅｒｙａｎ，  Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｌａｎｃａｓｔｅｒ，Ｐａ．，１９９８（Ｐａｇｅｓ  ２３７−２３９）によって開示されている。
【０００８】
タンパク質、脂肪、ミネラル、および他の供給流成分による膜表面または膜孔の汚損に起因して、ミルク、ホエー、および他の供給流の処理中に膜の性能が低下すると考えられる。
【０００９】
したがって、高固形分供給流を処理する膜の汚損は、定置洗浄（ＣＩＰ）アプローチを使用して定期的に洗浄する必要があり、その洗浄では、アルカリ、酸、および洗浄補助剤、例えば界面活性剤や水質調節ポリマーを使用して、汚損物質の洗浄を促進し、機能的な使用のために膜を回復する。
【００１０】
アルカリ、酸、および補助剤を適切に使用するには、使用する化学物質の機能を理解する必要がある。例として、ｐＨが高すぎるか、ｐＨが低すぎると、高分子膜材料が損傷する可能性がある。溶媒の使用または界面活性剤の過剰使用は、グルーラインの破壊にしばしばつながり、膜の剥離を引き起こし、膜が機能しなくなることがある。次亜塩素酸ナトリウム（塩素系漂白剤）または過酸化水素などの酸化性化学物質を使いすぎると、いくつかの高分子膜タイプに不可逆的な損傷を与える場合がある。
【００１１】
ＣＩＰプロトコルで使用される従来の洗浄組成物、特に、施設での使用を意図した洗浄組成物は、しばしば、アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥ）を含有している。ＡＰＥは、様々な表面から様々な汚れを除去する効果を高めるために、洗浄剤および脱脂剤として洗浄組成物で使用される。一般的に使用されるＡＰＥとしては、ノニルフェノールエトキシレート（ＮＰＥ）界面活性剤、例えば、ＮＰＥ９．５、またはノニルフェノールの９．５モルエトキシレートであるノノキシノール−９が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ＡＰＥは効果的ではあるが、環境への懸念から忌避されている。例えば、ＮＰＥは、エチレンオキシドとノニルフェノール（ＮＰ）との組み合わせによって形成される。ＮＰおよびＮＰＥはどちらもエストロゲン様の特性を示し、水、植物、海洋生物を汚染する可能性がある。ＮＰＥはまた、容易に生分解されず、無期限に環境または食物連鎖に残留する。したがって、膜の汚れを適切に洗浄でき、膜または膜構成材料に損傷を与えず、膜それら自体を汚損しない膜クリーナーにおいてＡＰＥの代わりに用いることができる環境に優しい生分解性の代替品が当技術分野で必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書では、分離施設で膜を洗浄するための、定置洗浄および他の膜洗浄プロトコルの分野における実施形態を開示する。より具体的には、本開示は、現在多くの運転で使用されているＮＰＥよりも環境的により安全な代替界面活性剤系を提供する同様に使用するための界面活性剤系に関する。
【００１４】
界面活性剤系、ならびにそれを組み込んでいるアルカリ洗浄組成物およびその使用方法を本明細書で開示する。一実施形態では、単独でまたは洗浄組成物で使用するための界面活性剤系が開示されている。出願人は、膜の洗浄に使用するための特性および特定の延長非イオン性界面活性剤を特定した。本明細書では、膜洗浄プロセスのための一つ又は複数の延長非イオン性界面活性剤の使用を開示し、またその相乗的な組み合わせも開示する。好ましい実施形態では、界面活性剤は、分枝状延長鎖プロポキシル化／エトキシル化界面活性剤である。かかる界面活性剤の追加の特性も開示する。実施形態における界面活性剤は、５０℃以上の曇り点を有する。追加の特性としては、ポリスルホン基材上での２０°未満の接触角、および低い界面張力が挙げられる。出願人は、いくつかの界面活性剤およびポリマーを特定した。それらのうちの一つ又は複数は、膜洗浄プロトコルにおいてうまく使用することができる。いくつかの実施形態では、界面活性剤は、ゲルベアルコールである。
【００１５】
延長非イオン性界面活性剤としては、以下の一般式のものが挙げられる：
Ｒ−［Ｌ］ｘ−［Ｏ−ＣＨ２−−ＣＨ２］ｙ
式中、Ｒは、親油性部分、好ましくは分枝状、飽和または不飽和、置換または非置換、脂肪族または芳香族炭化水素ラジカルであり、約８〜２０個の炭素原子を有し、Ｌは、連結基であり、ポリアルキレンオキシドのブロック、例えば、ポリプロピレンオキシドのブロックであり、ｘは、５〜２５の範囲の連結基の鎖長であり、ｙは、１〜２０、好ましくは６〜１０の範囲の平均エトキシル化度である。出願人は、ＬがＰＯの場合、優れた延長長さは５〜８モルのＰＯであることを見出した。追加の実施形態は、好ましい界面活性剤と組み合わせて使用される延長鎖非イオン性界面活性剤の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、界面活性剤は、２エチル，ヘキシルのＲ基を有する。
【００１６】
別の実施形態は、アルカリ源，ならびに界面活性剤および／またはポリマー系を含む洗浄組成物を含む。アルカリ源は、使用溶液中に約５００ｐｐｍ〜１０，０００ｐｐｍの活性物質を含むものである。界面活性剤系は、洗浄溶液中に約０．０５重量パーセント〜約１．０重量パーセントの活性物質を含む。キレート剤、防腐剤、ヒドロトロープなどの追加の機能性配合成分も存在し得る。界面活性剤系は、洗浄組成物の一部として使用することができ、標準洗浄組成物と組み合わせてブースター組成物として使用してもよく、または全体的なＣＩＰプロセスの一部として単独で使用してもよい。
【００１７】
別の実施形態は、洗浄プロセスにおいて、ろ過膜から、汚れ、溶質、およびタンパク質を除去する方法である。その方法は、本明細書に開示される洗浄組成物を膜に適用するステップを含み、いくつかの実施形態では、その方法は、ろ過システムから液体生成物を除去することと、アルカリ洗浄組成物または界面活性剤系と膜を接触させることと、を含む。いくつかの実施形態では、その方法は、開示の界面活性剤のうちの１つで水を落とし、その後、膜を、水と、本明細書に開示される界面活性剤と、で洗い流すことを含む。これは、典型的には、水性洗浄用溶液でろ過システムを循環させ、その後ろ過システムをすすぐことによって達成される。
【００１８】
処理することができる膜としては、定期的な洗浄用に設計された膜が挙げられ、しばしば多くの場合、ろ過による分離を必要とする様々な用途で使用される。処理され得る膜を利用する例示的な産業としては、食品産業、飲料産業、バイオテクノロジー産業、製薬産業、化学産業、および浄水産業が挙げられる。食品および飲料産業の場合、牛乳、ホエー、フルーツジュース、ビール、およびワインなどの製品は、しばしば分離のために膜で処理される。浄水業界は、脱塩、汚染物質除去、および排水処理のために膜に依存することがある。化学産業における膜の例示的な使用としては、電着塗装プロセスが挙げられる。これらの方法は、牛乳またはチーズの製造プロセスでホエーから得られるようなタンパク質、脂肪、およびミネラルを除去する際に特に役立つ。実施形態では、膜は、ポリエーテルスルホン膜、またはポリフッ化ビニリデン膜である。
【００１９】
複数の実施形態が開示されるが、さらに他の実施形態が、例示的な実施形態を示し説明する以下の詳細な説明から、当業者には明らかとなろう。したがって、図面および発明を実施するための形態は、本来は例示的であり、限定的ではないものとしてみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ピーナッツ油に対して５０℃、４００ｒｐｍで測定した動的界面張力（ＩＦＴ）のグラフである。
【図２】パーム油に対して５０℃、４００ｒｐｍで測定した動的ＩＦＴのグラフである。
【図３】牛酪油に対して５０℃、４００ｒｐｍで測定した動的ＩＦＴのグラフである。
【図４】ＥＨ  ９界面活性剤、ＤＩ水、ＮＰＥ、およびアミンオキシドについて、５０℃で経時的に測定した接触角のグラフである。
【図５】界面活性剤ＥＨ９、２５Ｒ２、ＸＰ４０、およびＸＰ  ８０に関する室温での接触角のグラフである。
【図６】界面活性剤ＥＨ９、ＥＨ９／２５Ｒ２、ＥＨ９／ＸＰ４０、およびＥＨ９／ＸＰ８０に関する室温における９５／５ブレンドでの接触角のグラフである。
【図７】界面活性剤ＥＨ９、ＥＨ９／２５Ｒ２、ＥＨ９／ＸＰ４０、およびＥＨ９／ＸＰ８０に関する室温における９０／１０ブレンドでの接触角のグラフである。
【図８】界面活性剤ＥＨ９、ＥＨ９／２５Ｒ２、ＥＨ９／ＸＰ４０、およびＥＨ９／ＸＰ８０に関する室温における８０／２０ブレンドでの接触角のグラフである。
【図９】室温でのポリスルホンクーポン上のＥＨ９とＸＰ４０とのブレンドに関する接触角の比較である。
【図１０】１０００ｐｐｍ、ｐＨ１１、および５０℃での界面活性剤の牛酪油に対する界面張力である。
【図１１】様々なＥＨ９／ＸＰ４０ブレンドのバター脂肪除去に関するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
動作例、または支持される箇所以外、本明細書に使用される成分の量または反応条件を示すすべての数値は、「約」という用語によって、すべての場合において、修飾されていると理解される。
【００２２】
「重量パーセント（ｗｅｉｇｈｔ  ｐｅｒｃｅｎｔ）（重量％（ｗｔ％））」、「重量パーセント（ｐｅｒｃｅｎｔ  ｂｙ  ｗｅｉｇｈｔ）」、「重量％（％  ｂｙ  ｗｅｉｇｈｔ）」等は、本明細書で使用されるとき、ある物質の重量を組成物の総重量で除し、１００を乗じたものとしてのその物質の濃度を指す同義語である。
【００２３】
本明細書で使用する場合、開示される方法において開示または用いられる組成物における配合成分の量を修飾する「約」という用語は、例えば、現実世界において濃縮物または使用溶液の作製に使用される典型的な測定および液体取り扱い手順、それらの手順における不慮の誤差、組成物の作製または方法の実行に使用される配合成分の作製、供給源、または純度の違いなどによって生じ得る、数量の変形を指す。「約」という用語はまた、特定の初期混合物から得られる組成物に関する異なる平衡条件に起因して異なる量も包含する。「約」という用語によって修飾されているか否かにかかわらず、特許請求の範囲は、その量の同等物を含む。
【００２４】
本明細書で使用する場合、「アルキル」または「アルキル基」という用語は、１個以上の炭素原子を有する飽和炭化水素を指し、例えば、直鎖アルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル等）、環式アルキル基（または「シクロアルキル」もしくは「脂環式」もしくは「炭素環式」基）（例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル等）、分岐鎖アルキル基（例えば、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル等）、ならびにアルキル置換アルキル基（例えば、アルキル置換シクロアルキル基およびシクロアルキル置換アルキル基）を指す。
【００２５】
別段に特定されない限り、「アルキル」という用語は、「非置換アルキル」および「置換アルキル」の両方を含む。本明細書で使用される場合、「置換アルキル」という用語は、炭化水素骨格の一つ又は複数の炭素の一つ又は複数の水素を置換する置換基を有するアルキル基を指す。そのような置換基には、例えば、アルケニル、アルキニル、ハロゲノ、ヒドロキシル、アルキルカルボニルオキシ、アリールカルボニルオキシ、アルコキシカルボニルオキシ、アリールオキシ、アリールオキシカルボニルオキシ、カルボキシレート、アルキルカルボニル、アリールカルボニル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、アルキルチオカルボニル、アルコキシル、ホスフェート、ホスホネート（ｐｈｏｓｐｈｏｎａｔｏ）、ホスフィネート（ｐｈｏｓｐｈｉｎａｔｏ）、シアノ、アミノ（アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、およびアルキルアリールアミノを含む）、アシルアミノ（アルキルカルボニルアミノ、アリールカルボニルアミノ、カルバモイル、およびウレイドを含む）、イミノ、スルフヒドリル、アルキルチオ、アリールチオ、チオカルボキシレート、スルフェート、アルキルスルフィニル、スルホネート、スルファモイル、スルホンアミド、ニトロ、トリフルオロメチル、シアノ、アジド、複素環式、アルキルアリール、または芳香族（複素芳香族を含む）基が含まれ得る。いくつかの実施形態において、置換アルキルには、複素環式基が含まれ得る。本明細書において使用する場合、用語「複素環式基」は、環内の炭素原子のうちの１個以上が炭素以外の元素、例えば、窒素、硫黄、または酸素である、炭素環式基に類似している閉環構造を含む。複素環式基は、飽和または不飽和であり得る。例示的な複素環式基としては、これらに限定されるものではないが、アジリジン、エチレンオキシド（エポキシド、オキシラン）、チイラン（エピスルフィド）、ジオキシラン、アゼチジン、オキセタン、チエタン、ジオキセタン、ジチエタン、ジチエト、アゾリジン、ピロリジン、ピロリン、オキソラン、ジヒドロフラン、およびフランが挙げられる。
【００２６】
「界面活性剤」または「表面活性剤」という用語は、液体に添加されると、表面でその液体の特性を変化させる有機化合物を指す。
【００２７】
「洗浄」とは、汚れ除去、漂白、微生物集団の減少、すすぎ、またはそれらの組み合わせを行うか、またはそれらを補助することを意味する。
【００２８】
本明細書で使用される場合、「実質的に含まない」という用語は、その構成成分を完全に欠くか、またはその構成成分が組成物の性能に影響を及ぼさない程度の少量の構成成分を有する組成物を指す。構成成分は、不純物としてまたは汚染物質として存在してもよく、０．５重量％未満でなければならない。別の実施形態では、成分の量は０．１重量％未満であり、さらに別の実施形態では、成分の量は０．０１重量％未満である。
【００２９】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」という単数形は、文脈による別段の指示が明確にない限り、複数形の指示対象を含むことに留意されたい。したがって、例えば、「１つの化合物（ａ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」を含有する組成物への言及は、２つ以上の化合物の混合物を含む。また、「または（ｏｒ）」という用語は概して、文脈による別段の指示が明確にない限り、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を含む意味で用いられることにも留意されたい。
【００３０】
「活性物質」または「活性物質パーセント」または「活性物質重量パーセント」または「活性物質濃度」は、本明細書において互換的に使用され、水または塩などの不活性成分を引いたパーセンテージとして表される浄化に関与する成分の濃度を指す。
【００３１】
本明細書で使用される場合、「アルキルフェノールエトキシレートフリー」または「ＮＰＥフリー」という用語は、アルキルフェノールエトキシレートもしくはフェノール含有化合物を含有していない、または同じものが添加されていない組成物、混合物、または成分を指す。万一、アルキルフェノールエトキシレートまたはアルキルフェノールエトキシレート含有化合物が、組成物、混合物、または配合成分の汚染によって存在する場合、その量は０．５重量％未満であるとする。別の実施形態では、その量は０．１重量％未満であり、さらに別の実施形態では、その量は０．０１重量％未満である。
【００３２】
「実質的に同様の洗浄性能」という用語は、典型的な基材上の典型的な汚れの状態に対処するために、アルキルフェノールエトキシレート含有洗浄ではなく、代替の洗浄製品または代替の洗浄システムを用いた場合に、代替の洗浄製品または代替の洗浄システムによって、または、一般に同じ程度の（または少なくとも有意に劣らない程度の）清浄度が、または一般に同じ労力（または少なくとも有意に劣らない労力）で、またはその両方によって、達成されることを一般に表している。この程度の清浄度は、先行する段落で説明される通り、特定の洗浄生成物および特定の基質によって、目に見える汚れの一般的な欠如、またはいくらか低い程度の清浄度に相当し得る。
【００３３】
エンドポイントによる数値範囲の列挙には、その範囲内に含まれるすべての数値が含まれる（例えば、１〜５には１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５が含まれる）。
【００３４】
「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、材料の列挙に関して使用されるときには、列挙された材料を指すが、それらには限定されない。
【００３５】
界面活性剤／ポリマー系
本開示は、ブースターとして、またはアルカリもしくは酸洗浄組成物の一部として、使用することができる界面活性剤系、およびその使用方法を含む。界面活性剤は、膜からのタンパク質、脂肪、および他の汚れの除去を改善し、場合によっては、膜の親水性特性を改善し、処理透過特性を改善するための膜洗浄補助剤として使用することができる。界面活性剤系を成功させるための他の考慮事項としては、良好なすすぎ特性、低発泡性、良好な汚れ除去または洗浄特性、生分解性、および比較的低コストが挙げられる。膜不適合界面活性剤の使用は、膜表面に汚損の問題を引き起こす可能性がある。例えば、カチオン性界面活性剤の使用は、表面から界面活性剤をすすぐまたは洗うことができないために、膜の不可逆的汚損としばしば関連がある。膜は、負の表面電荷を有し、したがってカチオン性界面活性剤は、表面に強く引き付けられ、容易に除去できないことが理解される。表面上のこの残留界面活性剤は、汚損物質として作用し、低い生産性および水流束率を引き起こし、結果として生産性能が低下する。
【００３６】
アニオン性界面活性剤（ＤＤＢＳＡ）などの他の界面活性剤は、膜および界面活性剤の両方が負に帯電しているため、表面に引き付けられない。これは、表面張力の低下により、界面活性剤のすすぎ性を改善すると同時に、脂肪およびタンパク質の洗浄の補助を支援すると考えられる。
【００３７】
非イオン性界面活性剤は、膜洗浄補助剤として控えめに使用されている。典型的には、それらは、脱脂、低発泡、湿潤、および表面張力低下などのプラスの特性を有する。しかし、非イオン性界面活性剤の多くは、一般的にすすぎ性が悪いため、膜に汚損の問題を引き起こす場合もある。非イオン性物質は技術的に中性の分子であるため、特有の膜タイプ上で界面活性剤ブースターとして十分に機能するかどうかの予測可能性は不確実である。分子量、親水性親油性バランス（ＨＬＢ）、アルコール鎖長、ドレーブス湿潤（Ｄｒａｖｅｓ  ｗｅｔｔｉｎｇ）、およびエトキシ化の程度だけでは、非イオン性の界面活性剤またはポリマーが膜上で十分に機能するかどうかは適切に予測されない。出願人は、延長鎖非イオン性界面活性剤を使用する際には、いくつかの重要な特性が、存在し、考慮されるべきであることを発見した。例えば、濡れ性の予測因子としての接触角は重要であり、接触角は膜基材上で２０度未満であることが好ましい。少なくともいくつかの分岐は、クリーニング特性を改善する傾向があるという点で、分岐も重要である。界面活性剤の界面張力が低いことは、おそらく、洗浄温度（典型的には５０℃以上）に近いかまたは高い曇り点と同様に、最も重要な予測因子である。
【００３８】
さらに、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの膜表面タイプは、界面活性剤が表面上で機能する仕方および汚損物質が表面上で機能する仕方にも影響を与える様々な表面エネルギーを有する。
【００３９】
特有の膜の分画分子量または孔径は、孔の汚損による界面活性剤の機能性、孔を洗浄するための孔浸透、分岐および分子量による膜透過の排除、および直線性による透過の容易さにも影響を及ぼす可能性がある。
【００４０】
一実施形態は、洗浄組成物および方法において使用するための界面活性剤成分を含む。界面活性剤およびポリマー成分は、好ましくは非イオン性延長鎖ＰＯ／ＥＯ界面活性剤である。
【００４１】
界面活性剤／ポリマー
ある特定の実施形態では、界面活性剤としては、概して、有機疎水性基および有機親水性基の存在によって特徴付けられ、かつ、典型的には、有機脂肪族、アルキル芳香族、またはポリオキシアルキレン疎水性化合物と、慣例的にはエチレンオキシドまたはその多水和生成物、ポリエチレングリコールである親水性アルカリ酸化物部分との縮合によって生成される、一つ又は複数の非イオン性界面活性剤が挙げられる。具体的には、反応性水素原子を有するヒドロキシル、カルボキシル、アミノ、またはアミド基を有する任意の疎水性化合物は、エチレンオキシド、もしくはその多水和添加剤、またはプロピレンオキシド等のアルコキシレンとのその混合物と縮合させて、非イオン性表面活性剤を形成することができる。任意の特定の疎水性化合物と縮合する親水性ポリオキシアルキレン部分の長さは、親水性特性と疎水性特性との間の所望の程度のバランスを有する水分散性または水溶性化合物を生成するように、容易に調節され得る。
【００４２】
本明細書では、膜洗浄プロセスのための一つ又は複数の延長非イオン性界面活性剤の使用を開示する。好ましい実施形態では、界面活性剤は、延長鎖分岐エトキシル化／プロポキシル化アルコールである。実施形態における界面活性剤は、５０°以上の曇り点を有する。追加の特性としては、２０未満の接触角および低い界面張力が挙げられる。出願人は、いくつかの界面活性剤およびポリマーを特定した。それらのうちの一つ又は複数は、膜洗浄プロトコルにおいてうまく使用することができる。
【００４３】
延長非イオン性界面活性剤としては、以下の一般式のものが挙げられる：
Ｒ−［Ｌ］ｘ−［Ｏ−ＣＨ２−−ＣＨ２］ｙ
式中、Ｒは、親油性部分、好ましくは分枝状、飽和または不飽和、置換または非置換、脂肪族または芳香族炭化水素ラジカルであり、約８〜２０個の炭素原子を有し、Ｌは、連結基であり、ポリアルキレンオキシドのブロック、例えば、ポリプロピレンオキシドのブロック、ポリエチレンオキシドのブロック、ポリブチレンオキシドのブロック、またはそれらの混合物であり、ｘは、５〜２５の範囲の連結基の鎖長であり、ｙは、１〜２０の範囲の平均エトキシル化度である。出願人は、ＬがＰＯの場合、優れた延長長さは５〜８モルのＰＯであることを見出した。
【００４４】
別の実施形態は、アルカリ源および界面活性剤系を含む洗浄組成物を提供することである。アルカリ源は、使用溶液中に約５００ｐｐｍ〜１０，０００ｐｐｍの活性物質を含むものである。界面活性剤系は、洗浄溶液中に約０．０５重量パーセント〜約１．０重量パーセントの活性物質を含む。キレート剤、防腐剤、ヒドロトロープなどの追加の機能性配合成分も存在し得る。界面活性剤系は、洗浄組成物の一部として使用することができ、標準洗浄組成物と組み合わせてブースター組成物として使用してもよく、または全体的なＣＩＰプロセスの一部として単独で使用してもよい。
【００４５】
好ましい延長界面活性剤としては、分岐ゲルベアルコールアルコキシレート、例えば、Ｃ１０（ＰＯ）８（ＥＯ）ｘ（ｘ＝３，６，８，１０）、また、延長直鎖アルコールアルコキシレート、Ｃ（１２〜１４）（ＰＯ）１６（ＥＯ）ｘ（ｘ＝６，１２，１７）が挙げられる。
【００４６】
分岐アルコールアルコキシレート
好ましい分岐アルコールアルコキシレートとしては、ゲルベエトキシレートが挙げられる。好適なゲルベエトキシレートは以下の式を有する：
【化１】
2020535003.tif 000003
ゲルベエトキシレートはさらに定義することができ、Ｒ１は、Ｃ２〜Ｃ２０アルキルであり、Ｒ２は、ＨまたはＣ１〜Ｃ４アルキルである。さらなる態様では、ゲルベエトキシレートは、「ｎ」は、２〜２０の整数であり、「ｍ」は、１〜４０の整数である、と定義される。
【００４７】
好ましい態様では、分岐アルコールアルコキシレートは、アルケン（例えば、ブタン）の二量化によりゲルベアルコールから調製されるゲルベエトキシレートである。
【００４８】
ゲルベエトキシレートを含む分岐アルコールアルコキシレートは、米国特許第６，９０６，３２０号、同第６，７３７，５５３号、および同第５，９７７，０４８号に従って調製することができ、これらの特許の開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。例示的な分岐アルコールアルコキシレートとしては、商標名Ｌｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ−３０およびＬｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ−５０（ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）で入手可能なものが挙げられる。一般に、Ｌｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ−３０は、３つの繰り返しエトキシ基を有する考えることができ、Ｌｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ−５０は、５つの繰り返しエトキシ基を有すると考えることができる。
【００４９】
分岐アルコールアルコキシレートは、比較的水不溶性または比較的水溶性に分類することができる。一般に、水不溶性分岐アルコールアルコキシレートは、５重量％の分岐アルコールアルコキシレートおよび９５重量％の水を含有する組成物として提供される場合、相分離する傾向を有するアルコキシレートと考えることができる。ＢＡＳＦ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＬｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ−３０およびＬｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ−５０は、水不溶性分岐アルコールアルコキシレートの例である。
【００５０】
実施形態によれば、分岐アルコールアルコキシレート、好ましくは水不溶性ゲルベエトキシレートは、約１０重量％〜約９０重量％のエチレンオキシド、約２０重量％〜約７０重量％のエチレンオキシド、好ましくは、約３０重量％〜約６０重量％のエチレンオキシドを有する。好ましい実施形態では、これらの界面活性剤は、エチルヘキシル（ＰＯ）５（ＥＯ）ｙ延長界面活性剤などの他の界面活性剤と組み合わせて使用することができる。
【００５１】
追加の延長界面活性剤としては、組成物の泡プロファイルと、タンパク質汚れからの泡を低下させる、キャップされた延長非イオン性界面活性剤が挙げられる。
【００５２】
キャップされた延長非イオン性界面活性剤としては：
Ｒ−［ＰＯ］ｘ−［ＥＯ］ｙ［Ｎ］ｚ
（式中、Ｎは、メチル、ベンジル、ブチルなどのアルキル基などのキャッピング基であり、長さにおいて、長さ１〜５のＰＯ基）が挙げられる。これらのキャップされた非イオン性界面活性剤は、泡プロファイルなどを低下させ、すすぎ補助配合物および洗剤のために有効である。
【００５３】
多くの延長鎖アニオン性および非イオン性界面活性剤は、多くの供給源から市販されている。表１は、そのいくつかの例の代表的な非限定的リストである。
【表１】
2020535003.tif 000004
【表２】
2020535003.tif 000005
【表３】
2020535003.tif 000006
【表４】
2020535003.tif 000007
【００５４】
特に好ましいのは、分岐エチルヘキシル（ＰＯ）５（ＥＯ）６または９延長非イオン性界面活性剤である。より好ましくは、２位で分岐しているものである。追加の実施形態では、分岐エチルヘキシル延長アルコールは、ＢＡＳＦからの界面活性剤のＬｕｔｅｎｓｏｌシリーズなどのゲルベアルコールと組み合わることができる。（３プロピルヘプタノールゲルベアルコールＣ１０−（ＰＯ）ａ（ＥＯ）ｂシリーズ、式中、ａは、１．０〜１．５であり、ｂは、４〜１４である）。界面活性剤系は、界面活性剤および担体（例えば、水）を含み、ブースターとして単独で使用することができ、洗浄組成物の一部として、約０．００５重量パーセント〜約５．０重量パーセントの活性物質、好ましくは約０．０１重量パーセント〜約３．０重量パーセント、より好ましくは約０．０５重量パーセント〜約１．０重量パーセントの活性物質を含むことができる。
【００５５】
追加の非イオン性界面活性剤
ある特定の実施形態では、追加の非イオン性界面活性剤を、開示の界面活性剤と共に洗浄組成物で使用し得る。有用な非イオン性界面活性剤には、
６〜２４個の炭素原子を有する、１モルの、飽和または不飽和の、直鎖または分岐鎖アルコールと、３〜５０モルのエチレンオキシドとの縮合生成物。アルコール部分は、上述された炭素範囲内のアルコールの混合物からなり得るか、またはこの範囲内の特定の数の炭素原子を有するアルコールからなり得る。同様の市販の界面活性剤の例は、Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．製のＮｅｏｄｏｌ（登録商標）、およびＶｉｓｔａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．製のＡｌｆｏｎｉｃ（登録商標）の商標名で市販されているものである。これには、ＢＡＳＦからのＬｕｔｅｎｓｏｌ名で販売されているゲルベアルコールが含まれる。
【００５６】
通常、ポリエチレングリコールエステルと称されるエトキシル化カルボン酸に加えて、グリセリド、グリセリン、および多価（サッカリドまたはソルビタン／ソルビトール）アルコールとの反応によって形成される他のアルカン酸エステルは、本発明における用途を有する。これらのエステル部分はすべて、その分子上に、これらの物質の親水性を制御するためにさらなるアシル化またはエチレンオキシド（アルコキシド）付加に供され得る一つ又は複数の反応性水素部位を有する。
【００５７】
エトキシル化Ｃ６〜Ｃ１８脂肪アルコールならびにＣ６〜Ｃ１８混合エトキシル化およびプロポキシル化脂肪アルコールは、特に水溶性のものは、本組成物における使用に好適な界面活性剤である。適切なエトキシル化脂肪アルコールは、３〜５０のエトキシル化の度合いを有するＣ１０−Ｃ１８エトキシル化脂肪アルコールを含む。
【００５８】
特に本組成物における使用に適した非イオン性アルキルポリサッカリド界面活性剤は、１９８６年１月２１日に発行された米国特許第４，５６５，６４７号、Ｌｌｅｎａｄｏに開示されるものを含む。これらの界面活性剤は、６〜３０個の炭素原子を含有する疎水性基、および１．３〜１０のサッカリド単位を含有するポリサッカリド、例えば、ポリグリコシド親水性基を含む。５または６個の炭素原子を含有する任意の還元サッカリドを使用することができ、例えば、グルコース、ガラクトース、およびガラクトシル部分をグルコシル部分に置換することができる。（任意に、疎水性基は、２位、３位、４位などで結合し、したがってグルコシドまたはガラクトシドとは対照的にグルコースまたはガラクトースをもたらす。）サッカリド間結合は、例えば、追加のサッカリド単位の１つの位置と、先行するサッカリド単位上の２位、３位、４位、および／または６位との間にあり得る。
【００５９】
論文Ｎｏｎｉｏｎｉｃ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｓｃｈｉｃｋ，Ｍ．Ｊ．，Ｖｏｌ．１  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｅｒｉｅｓ，Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８３は、一般に用いられる広範な非イオン性化合物に関する優れた参考文献である。非イオン性クラス、およびこれらの界面活性剤の種の典型的なリストは、１９７５年１２月３０日にＬａｕｇｈｌｉｎおよびＨｅｕｒｉｎｇに発行された米国特許第３，９２９，６７８号に記載されている。さらなる例は、“Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｔｉｖｅ  Ａｇｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｄｅｔｅｒｇｅｎｔｓ”  （Ｖｏｌ．  Ｉ  ａｎｄ  ＩＩ  ｂｙ  Ｓｃｈｗａｒｔｚ，  Ｐｅｒｒｙ  ａｎｄ  Ｂｅｒｃｈ）に記載されている。
【００６０】
いくつかの実施形態では、非イオン性界面活性剤は、式Ｒ１−−（ＯＣ２Ｈ４）ｎ−−（ＯＨ）のゲルベアルコールエトキシレートであり、式中、Ｒ１は、分岐Ｃ９〜Ｃ２０アルキル基であり、ｎは、２〜１０である。
【００６１】
好ましい実施形態では、液体界面活性剤系で使用されるゲルベアルコールエトキシレートは、式Ｒ１−−（ＯＣ２Ｈ４）ｎ−−（ＯＨ）のゲルベアルコールエトキシレートである。これには、Ｒ１が、分岐Ｃ１０〜Ｃ１８アルキル基であり、ｎが、５〜１０、好ましくは７〜９であるゲルベアルコールエトキシレートが含まれ、Ｒ１が、Ｃ８〜Ｃ１２分岐アルキル基、好ましくは分岐Ｃ１０アルキル基であり、ｎが、２〜４であり、好ましくは３であるゲルベアルコールエトキシレートも含まれる。かかるゲルベアルコールは、例えば、ＢＡＳＦからの商標名ＬｕｔｅｎｓｏｌまたはＣｏｇｎｉｓからの商標名Ｅｕｔａｎｏｌ  Ｇで入手可能である。
【００６２】
ゲルベ反応は、アルコールの自己縮合であり、それにより分岐アルキル鎖を有するアルコールが生成される。反応シーケンスは、アルドール縮合に関連しており、触媒条件下で高温で起こる。その生成物は、反応物の分子量の２倍から１モルの水を引いた分岐アルコールである。反応は、いくつかの連続した反応ステップによって進行する。最初に、アルコールはアルデヒドに酸化される。次いで、プロトン引き抜き後にアルドール縮合が起こる。その後、そのアルドール生成物は、脱水され、アリルアルデヒドの水素化が起こる。
【００６３】
これらの生成物は、ゲルベアルコールと称され、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドとのアルコキシル化により、非イオン性アルコキシル化ゲルベアルコールへとさらに反応する。エトキシル化ゲルベアルコールは、同じ数の炭素原子を有する直鎖エトキシル化アルコールと比較して、水への溶解度が低い。したがって、分岐脂肪アルコールによって直鎖脂肪アルコールを交換する場合は、溶液中でゲルベアルコールを保持し、かつ得られたエマルジョンをより長い保存時間にわたっても安定に保つことができる良好な可溶化剤を使用することが必要になる。
【００６４】
ある特定の実施形態では、界面活性剤系は、アルキルアリールスルホネートなどの使用され得る一つ又は複数の他の好適なポリマーを含む。洗浄組成物において使用することができる好適なアルキルアリールスルホネートは、６〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を有することができ、アリール基は、ベンゼン、トルエン、およびキシレンのうちの少なくとも１つであり得る。好適なアルキルアリールスルホネートとしては、直鎖アルキルベンゼンスルホネートが挙げられる。好適な直鎖アルキルベンゼンスルホネートとしては、中和されてスルホネートを形成するスルホン酸として提供され得る直鎖ドデシルベンジルスルネートが挙げられる。追加の好適なアルキルアリールスルホネートとしては、キシレンスルホネートおよびクメンスルホネートが挙げられる。
【００６５】
洗浄組成物において使用することができる好適なアルカンスルホネートは、６〜２４個の炭素原子を有するアルカン基を有することができる。含めることができる好適なアルカンスルホネートは、二級アルカンスルホネートである。好適な二級アルカンスルホネートとしては、ＣｌａｒｉａｎｔからＨｏｓｔａｐｕｒ  ＳＡＳとして市販されているナトリウムＣ１４〜Ｃ１７二級アルキルスルホネートが挙げられる。
【００６６】
好ましい実施形態では、界面活性剤系は、ポリアルキレングリコール、エトキシ化アルコール、ポリアルキレングリコールエーテルエトキシレート、アルキルグルコシド、アルキルアリールスルホネート、アルキルジメチルアミンオキシド、およびアルファオレフィンスルホネートのうちの一つ又は複数を含む。より好ましい実施形態では、界面活性剤としては、ポリエチレングリコール、直鎖Ｃ９〜Ｃ１１アルコールエトキシレート、（好ましくは５〜６モルのエトキシル化、ゲルベアルコールアルコキシレート、例えば、様々なグレードで入手可能な商標名Ｌｕｔｅｎｓｏｌ（登録商標）で（ＢＡＳＦ  ＡＧから）市販されているもの、好ましくはＬｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ−５０、ヘキシルアルキルグルコシド、直鎖アルキルベンゼンスルホネート、ラウリルジメチルアミンオキシド、およびアルファオレフィンスルホネートが挙げられる。
【００６７】
水
ブースターおよび洗浄組成物は、組成物を処理するための技術に応じて変化する量の水を含み得る。
【００６８】
水は、組成物の他の成分を、溶解するか、懸濁させるか、または担持する、媒体を提供する。水はまた、組成物を対象物に送達し、また湿潤させるように機能することもできる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、水は、組成物の大部分を構成し、界面活性剤ブレンド、アルカリ源、追加の成分などを除いて、組成物の残部であり得る。水の量およびタイプは、他の要因の中でも特に、組成物全体の性質、環境貯蔵、および、適用方法、例えば濃縮組成、組成物の形態、および意図された送達方法に依存する。特に、担体は、意図される使用、例えば、漂白、消毒、洗浄のための組成物において機能性成分の効力を阻害しない濃度で選択され使用されるべきである。
【００７０】
ある特定の実施形態では、本組成物は、約５〜約９０重量％の水、約１０〜約８０重量％の水、約２０〜約６０重量％の水、または約３０〜約４０重量％の水を含む。これらの値と範囲の間のすべての値および範囲は、本明細書に包含される、ことを理解されたい。
【００７１】
洗浄組成物
先に示したように、組成物の界面活性剤ブレンドは、アルカリ性および／または酸性の源を含む洗浄組成物の一部として配合され得る。
【００７２】
アルカリ源
洗浄組成物は、洗浄を強化し、汚れ除去性能を改善するために、有効量の一つ又は複数のアルカリ性源を含む。一般に、濃縮洗浄組成物は、少なくとも約５重量％、少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、または少なくとも約２５重量％の量でアルカリ性源を含むことが期待される。濃縮物中の他の成分に十分な空間を提供するために、アルカリ性源は、濃縮物中に約７５重量％未満、約６０重量％未満、または約５０重量％未満の量で提供することができる。別の実施形態では、アルカリ性源は、洗浄組成物の総重量の約０．１重量％〜約９０重量％、約０．５重量％〜約８０重量％、および約１重量％〜約６０重量％を構成し得る。アルカリ源は、使用組成物中に５００ｐｐｍ〜約５０００ｐｐｍの活性物質を提供するのに十分な量で存在する。
【００７３】
一つ又は複数のアルカリ性源の有効量は、少なくとも約８、通常は約９．５〜１３のｐＨを有する使用組成物を提供する量と考えるべきである。使用組成物が約８〜約１０のｐＨを有するとき、それは弱アルカリ性と考えることができ、ｐＨが約１３を超えるとき、使用組成物は苛性アルカリと考えることができる。いくつかの状況では、洗浄組成物は、約８未満のｐＨレベルで有用な使用組成物を提供し得る。そのような組成物では、アルカリ性源を省くことができ、追加のｐＨ調整剤を使用して、使用組成物に所望のｐＨを提供することができる。
【００７４】
洗浄組成物の好適なアルカリ性源の例としては、アルカリ金属炭酸塩およびアルカリ金属水酸化物が挙げられるが、それらに限定されない。使用することができる例示的なアルカリ金属炭酸塩としては、ナトリウムまたはカリウムの炭酸塩、重炭酸塩、セスキ炭酸塩、およびそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。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、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、または水酸化カリウムが挙げられる。アルカリ金属水酸化物は、固体ビーズ、水溶液中へ溶解して、またはそれらの組み合わせを含む、当技術分野で既知である任意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１２〜１００のＵＳメッシュの範囲の混合した粒子サイズの混合物を有する小球化された固体もしくはビーズの形態の固体として、または水溶液として、例えば、４５重量％および５０重量％の溶液として、市販されている。一実施形態では、アルカリ金属水酸化物は、水溶液の形態、特に５０重量％の水酸化物溶液の形態で添加されて、固体アルカリ材料の水和に起因して組成物で発生する熱量を低減する。
【００７５】
第１のアルカリ性源に加えて、洗浄組成物は、第２のアルカリ性源を含み得る。有用な第２のアルカリ性源の例としては、ケイ酸またはメタケイ酸ナトリウムまたはカリウム等の金属ケイ酸塩；炭酸、重炭酸、セスキ炭酸ナトリウムまたはカリウム等の金属炭酸塩；ホウ酸ナトリウムまたはカリウム等の金属ホウ酸塩；ならびにエタノールアミンおよびアミンが挙げられるが、これらに限定されない。かかるアルカリ化剤は、水性または粉末の形態で一般に入手可能であり、そのいずれもが本洗浄組成物を配合する際に有用である。
【００７６】
洗浄組成物は、ある特定の規制を満たすために、リンフリーおよび／またはニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）フリーの場合がある。リンフリー（「リンを含まない」とも称される）とは、濃縮物組成物の総重量に基づいて、約０．５重量％未満、より特に約０．１重量％未満、さらにより特に約０．０１重量％未満のリンを有する濃縮物組成物を意味する。ＮＴＡフリー（「ＮＴＡを含まない」とも称される）とは、濃縮物組成物の総重量に基づいて、約０．５重量％未満、約０．１重量％未満、および、約０．０１重量％未満のＮＴＡを有する濃縮物組成物を意味する。
【００７７】
アルカリ源
組成物はまた、本質的に酸性であることができ、組成物が４以下のｐＨを有するために十分な量で、少なくとも１つの無機酸および／または有機酸を含むことができる。一般に、有用な無機酸としては、水溶性の無機酸および鉱酸が挙げられる。有用な酸の非限定的な例としては、個別に塩酸、リン酸、硫酸など、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００７８】
有機酸に関しては、非限定的な例としては、本発明の組成物において有効であり得ることが判明している既知の有機酸が挙げられる。一般的に有用な有機酸は、少なくとも１つの炭素原子を含み、その構造に少なくとも１つのカルボキシル基（−−ＣＯＯＨ）を含むものである。より具体的には、有用な有機酸は、１〜約６個の炭素原子を含有し、少なくとも１つのカルボキシル基を有し、水溶性である。非限定的な例としては、酢酸、クロロ酢酸、クエン酸、ギ酸、プロピオン酸などが挙げられる。
【００７９】
追加の機能性材料
界面活性剤ブースターまたは洗浄組成物の成分は、様々な追加の機能性成分と組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、アルカリ性源、酸性源、界面活性剤系、および水を含む洗浄組成物は、例えば、その中に配置された追加の機能性材料をほとんどまたは全く有していない実施形態では、洗浄組成物の総重量の大部分、または実質的にすべてを構成する。これらの実施形態では、洗浄組成物について上で提供された成分濃度範囲は、洗浄組成物におけるそれらの同じ成分の範囲の代表である。
【００８０】
機能性材料は、洗浄組成物に所望の特性および機能性を提供する。本出願の目的のために、「機能性材料」という用語は、使用および／または濃縮中に分散または溶解される場合、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は、以下により詳細に述べられるが、述べられている特定の材料は、単に例として与えられており、その多様な他の機能性材料が使用されてもよい。例えば、以下で考察される機能性材料の多くは、洗浄用途で使用される材料に関する。しかしながら、他の実施形態は、他の用途における使用のための機能性材料を含み得る。
【００８１】
追加の界面活性剤
洗浄組成物は、洗浄量のアニオン性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤の混合物を含む追加の界面活性剤成分を含有することができる。陰イオン性界面活性剤は、湿潤、洗浄特性、およびしばしば膜との良好な適合性のために、洗浄組成物において望ましい。使用することができるアニオン性界面活性剤としては、クリーニング産業で利用可能な任意のアニオン性界面活性剤が挙げられる。アニオン性界面活性剤の好適な群としては、スルホネートおよびスルフェートが挙げられる。アニオン性界面活性剤成分に提供することができる好適な界面活性剤としては、アルキルアリールスルホネート、二級アルカンスルホネート、アルキルメチルエステルスルホネート、アルファオレフィンスルホネート、アルキルエーテルスルフェート、アルキルスルフェート、およびアルコールスルフェートが挙げられる。
【００８２】
洗浄組成物において使用することができる好適なアルキルアリールスルホネートは、６〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を有することができ、アリール基は、ベンゼン、トルエン、およびキシレンのうちの少なくとも１つであり得る。好適なアルキルアリールスルホネートとしては、直鎖アルキルベンゼンスルホネートが挙げられる。好適な直鎖アルキルベンゼンスルホネートとしては、中和されてスルホネートを形成する酸として提供され得る直鎖ドデシルベンジルスルネートが挙げられる。追加の好適なアルキルアリールスルホネートとしては、キシレンスルホネートおよびクメンスルホネートが挙げられる。
【００８３】
洗浄組成物において使用することができる好適なアルカンスルホネートは、６〜２４個の炭素原子を有するアルカン基を有することができる。使用することができる好適なアルカンスルホネートとしては、二級アルカンスルホネートが挙げられる。好適な二級アルカンスルホネートとしては、ＣｌａｒｉａｎｔからＨｏｓｔａｐｕｒ  ＳＡＳとして市販されているＣ１４〜Ｃ１７二級アルキルスルホン酸ナトリウムが挙げられる。
【００８４】
洗浄組成物で使用することができる好適なアルキルメチルエステルスルホネートとしては、６〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を有するものが挙げられる。洗浄組成物で使用することができる好適アルファオレフィンスルホネートとしては、６〜２４個の炭素原子を含有するアルファオレフィン基を有するものが挙げられる。
【００８５】
洗浄組成物で使用することができる好適なアルキルエーテルスルフェートとしては、約１〜約１０個の繰り返しアルコキシ基、約１〜約５個の繰り返しアルコキシ基を有するものが挙げられる。一般に、アルコキシ基は約２〜約４個の炭素原子を含有する。好適なアルコキシ基はエトキシである。好適なアルキルエーテルスルフェートは、ラウリルエーテルエトキシレート硫酸ナトリウムであり、Ｓｔｅｏｌ  ＣＳ−４６０という名称のものが入手可能である。
【００８６】
洗浄組成物で使用することができる好適なアルキルスルフェートとしては、６〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を有するものが挙げられる。好適な硫酸アルキルとしては、ラウリル硫酸ナトリウムおよびラウリル／ミリスチル硫酸ナトリウムが挙げられるが、それらに限定されない。
【００８７】
洗浄組成物で使用することができる好適なアルコールスルフェートとしては、約６〜約２４個の炭素原子を含有するアルコール基を有するものが挙げられる。
【００８８】
好ましい実施形態では、共界面活性剤成分は、好ましくは１２個未満の炭素、最も好ましくは約６〜約１０個の炭素のより小さな鎖材料である。界面活性剤および任意選択的な共界面活性剤の組み合わせは、ＮＰＥを活性物質レベルで１：１で置き換える。
【００８９】
アニオン性界面活性剤は、アルカリ金属塩、アミン、またはそれらの混合物で中和することができる。好適なアルカリ金属塩としては、ナトリウム、カリウム、およびマグネシウムが挙げられる。好適なアミンとしては、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、およびモノイソプロパノールアミンが挙げられる。塩の混合物を使用する場合、アルカリ金属塩の好適な混合物は、ナトリウムとマグネシウムであることができ、ナトリウム対マグネシウムのモル比は約３：１〜約１：１であることができる。
【００９０】
濃縮物として提供されるとき、洗浄組成物は、水で希釈した後、所望の湿潤特性および洗浄特性を有する使用組成物を提供するのに十分な量で界面活性剤成分を含むことができる。濃縮物は、約０．１重量％〜約０．５重量％、約０．１重量％〜約１．０重量％、約１．０重量％〜約５重量％、約５重量％〜約１０重量％、約１０重量％〜約２０重量％、３０重量％、約０．５重量％〜約２５重量％、および約１重量％〜約１５重量％、および同様の中間濃度のアニオン性界面活性剤を含むことができる。
【００９１】
洗浄組成物は、洗浄量の追加の非イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤の混合物を含む追加の非イオン性共界面活性剤成分を含むことができる。グリース除去特性を向上させるために、非イオン性共界面活性剤を洗浄組成物に含めることができる。追加の共界面活性剤成分は非イオン性界面活性剤成分を含むことができるが、非イオン性共界面活性剤成分は洗浄組成物から除外することができることを理解されたい。
【００９２】
組成物で使用することができる非イオン性共界面活性剤としては、ポリアルキレンオキシド界面活性剤（ポリオキシアルキレン界面活性剤またはポリアルキレングリコール界面活性剤としても知られている）が挙げられる。好適なポリアルキレンオキシド界面活性剤としては、ポリオキシプロピレン界面活性剤およびポリオキシエチレングリコール界面活性剤が挙げられる。このタイプの好適な界面活性剤は、合成有機ポリオキシプロピレン（ＰＯ）−ポリオキシエチレン（ＥＯ）ブロックコポリマーである。これらの界面活性剤としては、ＥＯブロックと、ＰＯブロック、すなわちポリオキシプロピレン単位（ＰＯ）の中央ブロックとを含むジブロックポリマー、およびポリオキシプロピレン単位上にグラフトされたポリオキシエチレンのブロックまたはＰＯブロックが結合したＥＯの中央ブロックを有するジブロックポリマー、が挙げられる。さらに、この界面活性剤は、分子中にポリオキシエチレンまたはポリオキシプロピレンのいずれかのさらなるブロックを有することができる。有用な界面活性剤の好適な平均分子量範囲は、約１，０００〜約４０，０００であることができ、エチレンオキシドの重量パーセント含有量は、約１０〜８０重量％であることができる。
【００９３】
追加の非イオン性共界面活性剤としては、アルコールアルコキシレートが挙げられる。好適なアルコールアルコキシレートとしては、１１個の炭素原子および５モルのエチレンオキシドを有するアルキル基を含有する界面活性剤であるＴｏｍａｄｏｌ（商標）１−５などの直鎖アルコールエトキシレートが挙げられる。追加のアルコールアルコキシレートとしては、アルキルフェノールエトキシレート、分岐アルコールエトキシレート、二級アルコールエトキシレート（例えば、Ｄｏｗ  ＣｈｅｍｉｃａｌのＴｅｒｇｉｔｏｌ  １５−Ｓ−７）、ヒマシ油エトキシレート、アルキルアミンエトキシレート、獣脂アミンエトキシレート、脂肪酸エトキシレート、ソルビトールオレエートエトキシレート、末端キャップされたエトキシレート、またはそれらの混合物が挙げられる。追加の非イオン性界面活性剤としては、脂肪アルカノールアミド、アルキルジエタノールアミド、ココナッツジエタノールアミド、ラウラミドジエタノールアミド、ココアミドジエタノールアミド、ポリエチレングリコールココアミド（例えば、ＰＥＧ−６ココアミド）、オレイン酸ジエタノールアミド、またはそれらの混合物などのアミドが挙げられる。追加の好適な非イオン性界面活性剤としては、ポリアルコキシル化脂肪族塩基、ポリアルコキシル化アミド、グリコールエステル、グリセロールエステル、アミンオキシド、リン酸エステル、アルコールホスフェート、脂肪トリグリセリド、脂肪トリグリセリドエステル、アルキルエーテルホスフェート、アルキルエステル、アルキルフェノールエトキシレートホスフェートエステル、アルキル多糖、ブロックコポリマー、アルキルグルコシド、またはそれらの混合物が挙げられる。
【００９４】
非イオン性共界面活性剤が洗浄組成物濃縮物に含まれる場合、それらは少なくとも約０．１重量％の量で含まれる場合があり、最大約１５重量％の量で含まれる場合がある。濃縮物は、約０．１〜１．０重量％、約０．５重量％〜約１２重量％、または約２重量％〜約１０重量％の非イオン性界面活性剤を含むことができる。
【００９５】
両性界面活性剤を使用して、望ましい洗浄特性を提供することもできる。使用することができる好適な両性界面活性剤としては、ベタイン、イミダゾリン、およびプロピオネートが挙げられるが、それらに限定されない。好適な両性界面活性剤としては、スルタイン、アンホプロピオネート、アンホジプロピオネート、アミノプロピオネート、アミノジプロピオネート、アンホアセテート、アンフォジアセテート、およびアンホヒドロキシプロピルスルホネートが挙げられるが、それらに限定されない。
【００９６】
洗浄組成物が両性界面活性剤を含む場合、両性界面活性剤は約０．１重量％〜約１５重量％の量で含まれ得る。濃縮物は、約０．１重量％〜約１．０重量％、０．５重量％〜約１２重量％、または約２重量％〜約１０重量％の両性界面活性剤を含むことができる。
【００９７】
漂白剤
洗浄組成物は、基材を明るくするかまたは白くるための漂白剤も含み得る。好適な漂白剤の例としては、クレンジングプロセスの間に典型的に遭遇する条件下で、Ｃｌ２、Ｂｒ２、−ＯＣｌ−、および／または−ＯＢｒ−などの活性ハロゲン種を遊離させることができる漂白化合物が挙げられる。本洗浄組成物で使用するのに好適な漂白剤としては、例えば、塩素、次亜塩素酸塩、およびクロラミンなどの塩素含有化合物が挙げられる。例示的なハロゲン放出化合物には、ジクロロイソシアヌル酸アルカリ金属、塩素化リン酸三ナトリウム、次亜塩素酸アルカリ金属、モノクロラミン、およびジクロラミン等が含まれる。カプセル化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することもできる（例えば、米国特許第４，６１８，９１４号および同第４，８３０，７７３号を参照されたい、その開示はすべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる）。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剤の有無に関わらない、過酸化水素、過ホウ酸、炭酸ナトリウム過酸化水素化物、ホスフェートペルオキシハイドレート、ペルオキシ一硫酸カリウム、ならびに過ホウ酸ナトリウム一水和物および過ホウ酸ナトリウム四水和物等の過酸化物または活性酸素源であり得る。組成物は、有効量の漂白剤を含み得る。濃縮物が漂白剤を含むとき、約０．１重量％〜約６０重量％、約１重量％〜約２０重量％、約３重量％〜約８重量％、および約３重量％〜約６重量％の量で含むことができる。
【００９８】
洗浄充填剤
洗浄組成物は、それ自体洗浄剤として機能しないが、組成物の全体的な洗浄能力を高めるために洗浄剤と協働する洗浄充填剤の有効量を含むことができる。本洗浄組成物での使用に好適な洗浄充填剤の例としては、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、でんぷん、砂糖、およびＣ１〜Ｃ１０アルキレングリコール、例えばプロピレングリコールなどが挙げられる。濃縮物が洗浄充填剤を含むとき、約１重量％〜約２０重量％、および約３重量％〜約１５重量％の量で含まれ得る。
【００９９】
安定化剤
洗浄組成物で使用することができる安定剤としては、一級脂肪族アミン、ベタイン、ボレート、カルシウムイオン、クエン酸ナトリウム、クエン酸、ギ酸ナトリウム、グリセリン、マロン酸、有機二酸、ポリオール、プロピレングリコール、およびそれらの混合物が挙げられるが、そ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、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には、最大約２０重量％、約０．５重量％〜約１５重量％、および約２重量％〜約１０重量％が含まれる。
【０１００】
分散剤
洗浄組成物で使用することができる分散剤としては、マレイン酸／オレフィンコポリマー、ポリアクリル酸、およびそれらの混合物が挙げられる。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、それは、所望の分散特性を提供する量で含まれ得る。濃縮物中の分散剤の例示的な範囲は、最大約２０重量％、約０．５重量％〜約１５重量％、および約２重量％〜約９重量％であり得る。
【０１０１】
ヒドロトロープ
組成物は、組成安定性および水性配合を補助するヒドロトロープを任意に含み得る。機能的に言えば、使用することができる好適なヒドロトロープカプラーは、非毒性であり、濃縮物または任意の使用溶液がさらされる温度範囲および濃度にわたって水溶液中に活性配合成分を保持する。
【０１０２】
任意のヒドロトロープカップリング剤は、組成物の他の構成成分と反応しないか、または組成物の性能特性に悪影響を及ぼさないことを条件として使用され得る。用いられ得るヒドロトロープカップリング剤または安定化剤の代表的な部類は、アルキルスルフェートおよびアルカンスルホネート、線状アルキルベンゼンまたはナフタレンスルホネート、二級アルカンスルホネート、アルキルエーテルスルフェートまたはスルホネート、アルキルホスフェートまたはホスホネート、ジアルキルスルホコハク酸エステル、糖エステル（例えばソルビタンエステル）、アミンオキシド（モノ−、ジ−、またはトリ−アルキル）およびＣ８〜Ｃ１０アルキルグルコシド等のアニオン性界面活性剤を含む。好ましいカップリング剤としては、Ｅｃｏｌａｂ  Ｉｎｃ．からＮＡＳ  ８Ｄとして入手可能なｎ−オクタンスルホネート、ｎ−オクチルジメチルアミンオキシド、および市販されている芳香族スルホネート、（例えば、キシレンスルホネート）またはナフタレンスルホネート、アリールまたはアルカリールホスフェートエステル、または１〜約４０のエチレン、プロピレン、もしくはブチレンオキシド単位、またはそれらの混合物を有するそれらのアルコキシル化類似体が挙げられる。他の好ましいヒドロトロープとしては、１〜約１５のアルキレンオキシド基（好ましくは約４〜約１０のアルキレンオキシド基）を有するＣ６〜Ｃ２４アルコールアルコキシレート（アルコキシレートは、エトキシレート、プロポキシレート、ブトキシレート、およびそれらのコ−またはターポリマー混合物を意味する）（好ましくはＣ６〜Ｃ１４アルコールアルコキシレート）；１〜約１５のアルキレンオキシド基（好ましくは約４〜約１０のアルキレンオキシド基）を有するＣ６〜Ｃ２４アルキルフェノールアルコキシレート（好ましくはＣ８〜Ｃ１０アルキルフェノールアルコキシレート）；１〜約１５のグリコシド基（好ましくは約４〜約１０個のグリコシド基）を有するＣ６〜Ｃ２４アルキルポリグリコシド（好ましくはＣ６〜Ｃ２０アルキルポリグリコシド）；Ｃ６〜Ｃ２４脂肪酸エステルエトキシレート、プロポキシレートまたはグリセリド；およびＣ４〜Ｃ１２モノまたはジアルカノールアミドが挙げられる。好ましいハイドロトロープは、クメンスルホン酸ナトリウム（ＳＣＳ）である。
【０１０３】
任意選択的なヒドロトロープの組成物は、約０〜約２５重量パーセントの範囲で存在することができる。
【０１０４】
水調整剤／キレート剤
水調整剤は、水の硬度を不活性化し、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンが汚れ、界面活性剤、炭酸塩、および水酸化物と相互作用するのを防止するように機能する。したがって、水調整剤は、洗浄力を向上させ、不溶性汚れの再堆積、鉱物スケール、およびそれらの混合物などの長期的な影響を防止する。水の調整は、隔離、沈殿、イオン交換、および分散（しきい値効果）などの様々なメカニズムによって達成することができる。
【０１０５】
使用することができる水調整剤としては、無機水溶性水調整剤、無機水不溶性水調整剤、有機水溶性調整剤、および有機水不溶性水調整剤が挙げられる。例示的な無機水溶性水調整剤としては、カーボネート、バイカーボネート、およびセスキカーボネートのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、および置換アンモニウム塩のすべての物理的形態；ピロホスフェート、および縮合ポリホスフェート、例えばトリポリホスフェート、トリメタホスフェート、および開環誘導体；および無水形態または水和形態で約６〜約２１の重合度ｎを有する一般構造Ｍｎ＋２ＰｎＯ３ｎ＋１のガラス状ポリマーメタホスフェート；およびそれらの混合物が挙げられる。例示的な無機水不溶性水調整剤としては、アルミノシリケートビルダーが挙げられる。例示的な水溶性水調整剤としては、イミノアセテート、ポリホスフェート、アミノポリホスフェート、短鎖カルボキシレート、およびポリカルボキシレートが挙げられる。本組成物の組成物に有用な有機水溶性水調整剤としては、アミンポリアセテート、ポリホスホネート、アミノポリホスホネート、短鎖カルボキシレート、および多種多様なポリカルボキシレート化合物が挙げられる。
【０１０６】
本明細書での使用に好適なアミノポリアセテート水調整塩としては、次の酸：すなわち、エチレンジアミン四酢酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−エチレンジアミン三酢酸、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ニトリロ二酢酸酸、ジエチレントリアミン五酢酸、１，２−ジアミノシクロヘキサン四酢酸、およびニトリロ三酢酸、のナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、および置換アンモニウム塩、およびそれらの混合物が挙げられる。本明細書で特に有用なポリホスホネートとしては、エチレンジホスホン酸のナトリウム、リチウム、およびカリウム塩；エタン−１−ヒドロキシ−１，１−ジホスホン酸のナトリウム、リチウム、およびカリウム塩、エタン−２−カルボキシ−１，１−ジホスホン酸、ヒドロキシメタンジホスホン酸、カルボニルジホスホン酸、エタン−１−ヒドロキシ−１，１，２−トリホスホン酸、エタン−２−ヒドロキシ−１，１，２−トリホスホン酸、プロパン−１，１，３，３−テトラホスホン酸プロパン−１，１，２，３−テトラホスホン酸、およびプロパン１，２，２，３−テトラホスホン酸のナトリウム、リチウム、カリウム、アンモニウム、および置換アンモニウム塩；およびそれらの混合物が挙げられる。これらのポリホスホン酸化合物の例は、英国特許第１，０２６，３６６号に開示されている。さらに他の例については、１９６５年１０月１９日に発行されたＤｉｅｈｌの米国特許第３，２１３，０３０号および１９５２年６月１０日に発行されたＢｅｒｓｗｏｒｔｈの米国特許第２，５９９，８０７号を参照されたい。アミノポリホスホネート化合物は、優れた水調整剤であり、有利に使用され得る。好適な例としては、ジエチレンチアミンペンタメチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、およびニトリロトリメチレンホスホン酸の可溶性塩、例えばナトリウム、リチウム、またはカリウム塩、およびそれらの混合物が挙げられる。水溶性短鎖カルボン酸塩は、本明細書で使用するための別のクラスの水調整剤を構成する。例としては、クエン酸、グルコン酸、およびフィチン酸が挙げられる。好ましい塩は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属イオンから、ならびにアンモニウムおよび置換アンモニウムから、調製される。好適な水溶性ポリカルボキシレート水調整剤としては、様々なエーテルポリカルボキシレート、ポリアセタール、ポリカルボキシレート、エポキシポリカルボキシレート、ならびに脂肪族、シクロアルカン、および芳香族ポリカルボキシレートが挙げられる。
【０１０７】
酵素
酵素は、有機および無機反応を触媒および促進するために使用することができる。例えば、酵素は、動物および植物の生命において起こる代謝反応において使用されることはよく知られている。
【０１０８】
使用することができる酵素としては、生物によって生成され、生化学触媒として機能する単純なタンパク質または共役タンパク質が挙げられ、それらは、洗浄技術において、食品加工機器の表面で遭遇する一つ又は複数のタイプの汚れ残留物を分解または変質させ、汚れを除去する、または洗浄システムによって汚れをより除去しやすくする。汚れ残留物の分解および変質は双方とも、洗浄される表面に汚れを結合する物理化学的な力を低減させることによって（すなわち、汚れはより水溶性になる）、洗浄力を改善する。酵素は、酸性、中性、またはアルカリ性のｐＨ範囲で機能する。
【０１０９】
酵素は極めて効果的な触媒である。実際には、ごく少量でも、それら自体がプロセスで消費されることなく、汚れの分解および汚れの変質反応の速度を加速する。酵素はまた、その触媒効果の幅を決定する基質（汚れ）特異性も有する。一部の酵素は、ただ１つの特定の基質分子のみと相互作用し（絶対特異性）、一方、他の酵素は、幅広い特異性を有し、構造的に類似した分子のファミリーに関する反応を触媒する（群特異性）。
【０１１０】
酵素は、３つの一般的な特性：すなわち、基質との非共有結合複合体の形成、基質特異性、および触媒速度、によって触媒活性を示す。多くの化合物は酵素に結合し得るが、ある特定のタイプのみを後続の反応に導く。後者は基質と称され、特定の酵素特異性要件を満たす。結合するが化学的にそこで直ちに反応しない材料は、酵素反応にプラスまたはマイナスのいずれかの影響を与える可能性がある。例えば、阻害剤と称される未反応種は酵素活性を中断する。
【０１１１】
いくつかの酵素は、複数のクラスに適合することができる。酵素に関する有益な参考文献は、”Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｅｎｚｙｍｅｓ”，Ｓｃｏｔｔ，Ｄ．，ｉｎ  Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３ｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，（ｅｄｉｔｏｒｓ  Ｇｒａｙｓｏｎ，Ｍ．ａｎｄ  ＥｃＫｒｏｔｈ，Ｄ．）  Ｖｏｌ．９，ｐｐ．１７３−２２４，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８０である。
【０１１２】
加水分解酵素のサブクラスであるプロテアーゼは、ｐＨ最適値（すなわち、ある特定のｐＨ範囲での最適な酵素活性）によってグループ化される３つの異なるサブグループにさらに分けられる。これらの３つのサブグループは、アルカリ、中性、および酸性プロテアーゼである。これらのプロテアーゼは、植物、動物、または微生物起源に由来するが、好ましくは、酵母、カビ、および細菌を含む後者の起源のものである。好適な市販のアルカリプロテアーゼの例は、Ｎｏｖｏ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉ  ＡＳ，  ＤｅｎｍａｒｋのＡｌｋａｌｉｚｅ（登録商標）、Ｓａｖｉｎａｓｅ（登録商標）、およびＥｓｐｅｒａｓｅ（登録商標）；Ｇｅｎｅｎｃｏｒ  ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌのＰｕｒａｆｅｃｔ（登録商標）；  Ｍａｘａｃａｌ（登録商標）、Ｍａｘａｐｅｍ（登録商標）、およびＭａｘａｔａｓｅ（登録商標）−−すべてＧｉｓｔ−Ｂｒｏｃａｓｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＮＶ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ；Ｓｏｌｖａｙ  Ｅｎｚｙｍｅｓ，ＵＳＡのＯｐｔｉｍａｓｅ（登録商標）およびＯｐｔｉｃｌｅａｎ（登録商標）などである。
【０１１３】
市販のアルカリプロテアーゼは、液体または乾燥形態で入手可能であり、未加工水溶液として、または各種の精製、加工、および配合された形態で販売されており、一般に安定剤、緩衝剤、補因子、不純物、および不活性ビヒクルと組み合わせた約２重量％〜約８０重量％の活性酵素から構成される。実際の活性酵素含有量は、製造方法に依存し、重要ではなく、その洗浄溶液は所望の酵素活性を有すると仮定する。プロセスおよび製品で使用するために選択される特定の酵素は、物理的な生成物の形態、使用ｐＨ、使用温度、および分解または変質される汚れのタイプを含む最終的な実用の条件に依存する。酵素は、所与の一連の実用条件に対して最適な活性および安定性を与えるように選択され得る。
【０１１４】
当然、異なるタンパク質分解酵素の混合物を使用してもよい。多様な具体的な酵素が上述されるが、所望のタンパク質分解活性を本組成物に与え得る任意のプロテアーゼが使用され得ることが理解される。
【０１１５】
プロテアーゼに加えて、当技術分野でよく知られている他の酵素も組成物と共に使用してもよいことも、上記列挙から理解されるべきであり、当業者は理解するであろう。他の加水分解酵素、例えば、エステラーゼ、カルボキシラーゼなど、および他の酵素のクラスが含まれる。
【０１１６】
さらに、その安定性を高めるために、酵素または酵素混合物を、コーティング形態、カプセル化形態、凝集形態、プリル形態、またはマルメライズ形態として、様々な非液体実施形態に組み込まれ得る。また、安定性を高めるために、酵素または酵素混合物を、プロピレングリコール、グリセリンなどの様々な非水性の実施形態に組み込んでもよい。
【０１１７】
ｐＨ調整剤
様々なｐＨ調整剤を利用して、処理組成物のｐＨを変更することができる。ｐＨ調整剤は、所望の緩衝システムを提供することができる。例示的なアルカリ性ｐＨ調整剤としては、カーボネート、バイカーボネート、水酸化ナトリウム、テトラボレート、およびホウ酸が挙げられる。カーボネートおよびバイカーボネートを含む緩衝系は、約９〜約１０の例示的なｐＨを提供でき、カーボネートおよび水酸化ナトリウムを含む緩衝系は、約９〜約１１の例示的なｐＨを提供でき、四ホウ酸ナトリウムおよびホウ酸を含む緩衝系は、約７．６〜約９．２のｐＨを含むことができる。ｐＨ調整剤は、酸性緩衝系を提供するために酸を含むことができる。例示的な酸としては、クエン酸、シトレート、酢酸、アセテート、リン酸、およびホスフェートが挙げられる。例えば、クエン酸および水酸化ナトリウムを含む緩衝系は、約２．２〜約６．５の例示的なｐＨを提供することができ、クエン酸ナトリウムおよびクエン酸を含む緩衝系は、約３．０〜約６．２の例示的なｐＨを提供することができ、酢酸ナトリウムおよび酢酸を含む緩衝系は、約３．６〜約５．６の例示的なｐＨを提供することができ、リン酸二水素ナトリウムおよびリン酸水素二ナトリウムを含む緩衝系は、約５．８〜約８．０の例示的なｐＨを提供することができる。
【０１１８】
定置洗浄
膜洗浄の組成物および方法は、一般に、定置洗浄システム（ＣＩＰ）、分解洗浄システム（ｃｌｅａｎ−ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｃｅ  ｓｙｓｔｅｍ，ＣＯＰ）、繊維洗濯機、マイクロろ過システム、ウルトラろ過システム、ナノろ過システム、および逆浸透ろ過システムである。ＣＯＰシステムとしては、容易にアクセス可能なシステム、例えば、洗浄タンク、浸漬容器、モップバケツ、保持タンク、スクラブシンク、車両部品洗浄機、不連続バッチ洗浄機およびシステムなどを挙げることができる。ＣＩＰシステムは、タンク、ライン、ポンプ、および飲料、ミルク、ジュースなどの典型的には液体の製品流を処理するために使用される他のプロセス機器の内部コンポーネントを含む。ＣＩＰシステムは、コンポーネントを分解することなく、かつスクラビングなどの機械的摩耗を起こすことなく洗浄される。
【０１１９】
一般に、定置システムまたは他の表面の洗浄（すなわち、その中の望ましくないクズの除去）は、加熱水で導入されるアルカリ洗浄で達成される。組成物は、洗浄ステップ中、洗浄ステップ前、または洗浄ステップと同時に（別個のブースターとして、または洗浄組成物の一部として）導入することができ、非加熱周囲温度水中の使用溶液濃度でシステムに適用または導入される。ＣＩＰは、典型的には、毎分約４０〜約６００リットルのオーダーの流量、周囲温度〜約７０℃までの温度、および少なくとも約１０秒、例えば約３０〜約１２０秒の接触時間を用いる。本組成物は、冷却された（例えば、４０°Ｆ／４℃）水および加熱された（例えば、１４０°Ｆ／６０℃）水の溶液のままであり得る。通常は、本組成物の水性使用溶液を加熱する必要はないが、状況によっては、その活性をさらに高めるために加熱が望ましい場合がある。これらの材料は、考えられるあらゆる温度で有用である。
【０１２０】
膜処理プログラム
膜の処理には、様々な異なる処理プログラムを使用することができる。膜を処理するための方法は、複数のステップを含むことができる。最初のステップは、製品（ホエー、ミルクなど）がろ過システムから除去される製品除去ステップまたは置換と称することができる。製品は、工場排水として排出するのではなく、効果的に回収して使用することができる。一般に、製品除去ステップは、水、ガス、または多相流が製品を膜システムから移動させる交換ステップとして特徴付けることができる。製品の除去ステップは、ろ過システムから製品を除去および回収する必要がある限り継続することができる。一般に、ほとんどの乳製品のろ過システムでは、製品の除去ステップに少なくとも数分かかることが予想される。
【０１２１】
しばしば使用される別のステップは、予備すすぎステップと称することができる。一般に、水および／またはアルカリ溶液を、ろ過システム中で循環させて、汚れを除去することができる。大規模ろ過システムは、少なくとも約１０の膜容器、少なくとも約４０の膜、および少なくとも約２００ｍ２の総膜面積を有する工業システムを指すことを理解されたい。乳製品および醸造所用途における使用のための産業用ろ過システムは、約１０〜約２００の膜容器、約４０〜約１，０００の膜、および約２００ｍ２〜約１０，０００ｍ２の総膜面積をしばしば含む。
【０１２２】
酸性処理、アルカリ性処理、および中性処理のために、いくつかの化学処理サイクルを繰り返すことができる。一般に、様々な処理を酵素の有無にかかわらず提供することができる。
【０１２３】
液体成分は、アルカリ性処理、酸性処理、中性処理、溶媒処理として、および／または酵素処理として提供することができる。
【０１２４】
例として、界面活性剤系は、フィルター洗浄プロセスの様々なステップで使用することができる。例えば、すすぎは、単独の界面活性剤系を用いて、または中性、酸性、もしくはアルカリ性溶液として界面活性剤系を用いて、達成することができる。洗浄は、アルカリ、酸、酵素、非水性成分、および／または界面活性剤系を含むことができる洗浄組成物を使用して、達成することができる。消毒、および／または保存は、塩素、酸、過酸、および／または還元組成物を含む組成物で達成することができる。浸透剤は、一般に、汚れに浸透し、除去するために汚れを柔らかくする成分と考えられる。浸透剤は、膜上で予想される特定のタイプの汚れに合わせて選択することができる。酪農業界で使用される膜の場合、タンパク質および脂質の汚れへの浸透を提供するために浸透剤が選択されることが予想される。
【０１２５】
濃縮物の形成
濃縮物組成物は、固体、液体、またはゲル、またはそれらの組み合わせとして提供することができる。一実施形態では、清浄組成物は、清浄組成物が添加された水を実質的に含まないか、または濃縮物がわずかな量の水を含み得るように、濃縮物として提供されてもよい。濃縮物の運搬の費用を低減するために、濃縮物は、水を一切含まずに配合されるか、または比較的少量の水を含んで提供されてもよい。例えば、組成物濃縮物は、水溶性材料に含まれるか含まれない、圧縮粉末のカプセルもしくはペレット、固体、またはルースパウダーとして提供されてもよい。組成物のカプセルまたはペレットを材料で提供する場合、カプセルまたはペレットを一定量の水に導入することができ、存在する場合、水溶性材料は、可溶化、分解、または分散して、組成物濃縮物と水との接触を可能にする。本開示の目的のために、「カプセル」および「ペレット」という用語は、例示の目的で使用され、送達モードを特定の形状に限定することを意図していない。
【０１２６】
液体濃縮物組成物として提供されるとき、その濃縮物は、吸引器、臑動ポンプ、ギアポンプ、質量流量計などを使用する分配機器を通して希釈することができる。この液体濃縮物の実施形態は、ボトル、ジャー、投与ボトル、投与キャップ付きボトルなどで送達することもできる。液体濃縮物組成物は、マルチチャンバーカートリッジインサートに充填することができ、それはその後、事前に測定された量の水で満たされたスプレーボトルまたは他の送達デバイスに配置される。
【０１２７】
さらに別の実施形態では、濃縮物組成物は、容器に入れるまで、崩壊したりまたは他の分解に耐える固体形態で提供することができる。かかる容器は、組成物濃縮物を容器に入れる前に、水で満たしてもよいし、または組成物濃縮物を容器に入れた後に、水で満たしてもよい。いずれの場合でも、固体濃縮物組成物は、水と接触すると溶解、可溶化、またはそうでなければ崩壊する。特定の実施形態では、固体濃縮物組成物は急速に溶解し、それにより濃縮物組成物を使用組成物となり、さらにエンドユーザーが洗浄を必要とする表面にその使用組成物を適用することができる。洗浄組成物を固体として提供するとき、上で提供される組成物は、当技術分野で既知の任意の手段により洗浄組成物を固化する仕方で変質させることができる。例えば、水の量を減らすか、または固化剤などの追加の配合成分を洗浄組成物に添加してもよい。
【０１２８】
別の実施形態では、固体濃縮物組成物は、分配機器を通して希釈することができ、それにより、使用溶液を形成する固体ブロックに水が噴霧される。水流は、機械的、電気的、または油圧制御などを使用して比較的一定の速度で送達される。固体濃縮物組成物はまた、分配機器を通して希釈することもでき、それにより、水は、固体ブロックの周りを流れ、固体濃縮物が溶解するにつれて使用溶液を作り出す。固体濃縮物組成物はまた、ペレット、錠剤、粉末、およびペーストのディスペンサーなどを通して希釈することもできる。
【０１２９】
濃縮物を希釈するために使用される水（希釈水）は、希釈の現場または場所で利用することができる。希釈の水には、現場に応じて様々なレベルの硬度を含有し得る。様々な自治体から利用可能な水道水は、様々なレベルの硬度を有する。様々な自治体の水道水に見られる硬度レベルを処理することができる濃縮物を提供することが望ましい。濃縮物を希釈するために使用される希釈水は、少なくとも１のグレイン硬度を含むとき、硬水と特徴付けることができる。希釈水は、少なくとも５のグレイン硬度、少なくとも１０のグレイン硬度、または少なくとも２０のグレイン硬度を含むことが予想される。
【０１３０】
濃縮物は、所望のレベルの洗浄特性を有する使用溶液を提供するために希釈水で希釈されることが期待される。使用溶液が硬いまたは重い汚れを除去するために必要である場合、少なくとも１：１から１：８までの重量比で希釈水で濃縮物を希釈できることが期待される。軽質洗浄使用溶液が望まれる場合、濃縮物は、濃縮物対希釈水の重量比が最大約１：２５６で希釈することができると期待される。
【０１３１】
代替の実施形態では、洗浄組成物は、すぐに使用できる（ＲＴＵ）組成物として提供され得る。洗浄組成物がＲＴＵ組成物として提供される場合、より有意な量の水が希釈剤として洗浄組成物に添加される。濃縮物が液体として提供されるとき、それをポンプで送ったりまたは吸引したりできるように、流動可能な形態で提供することが望ましい場合がある。一般に、少量の液体を正確にポンプで送ることは難しいことが分かっている。一般に、より大量の液体をポンプで送る方がより効果的である。したがって、輸送コストを削減するために、できる限り少ない水を有する濃縮物に提供することが望ましいが、正確に分配することができる濃縮物を提供することも望ましい。液体濃縮物の場合、水は、最大約９０重量％、特に約２０重量％〜約８５重量％、より詳しくは約３０重量％〜約８０重量％、最も詳しくは約５０重量％〜約８０重量％の量で存在することが期待される。
【０１３２】
ＲＴＵ組成物の場合、上で開示した洗浄組成物は、所望であれば、洗浄組成物の重量に基づいて、最大約９６重量％の水でさらに希釈され得ることに留意すべきである。
【０１３３】
洗浄組成物は、混合プロセスを使用して作製さり得る。同じおよび他の機能性配合成分を含む界面活性剤ブースター組成物および／または洗浄組成物は、最終均一組成物を形成するのに十分な時間混合される。例示的な実施形態では、洗浄組成物の成分は約１０分間混合される。
【０１３４】
本開示で使用される固体洗浄組成物は、例えば、固体、ペレット、ブロック、錠剤、および粉末を含む様々な形態を包含する。例として、ペレットは約１ｍｍ〜約１０ｍｍの直径を有することができ、錠剤は約１ｍｍ〜約１０ｍｍまたは約１ｃｍ〜約１０ｃｍの直径を有することができ、ブロックは少なくとも約１０ｃｍ直径を有することができる。「固体」という用語は、固体洗浄組成物の予想される貯蔵および使用条件下での洗浄組成物の状態を指すことを理解されたい。一般に、最高約１００°Ｆまたは約１２０°Ｆ未満の温度で提供されるとき、洗浄組成物は固体のままであると期待される。
【０１３５】
ある実施形態では、固体洗浄組成物は、単位用量の形態で提供される。単位用量とは、全体の単位が１回のサイクル中に使用されるように量が設定された固体洗浄組成物単位を指す。固体浄化組成物が単位用量として提供される場合、それは、約１ｇ〜約５０ｇの質量を有し得る。他の実施形態では、組成物は、約５０ｇ〜２５０ｇ、約１００ｇ以上、もしくは約４０ｇ〜約１１，０００ｇのサイズを有する、固形物、ペレット、もしくは錠剤であり得る。
【０１３６】
他の実施形態では、固体洗浄組成物は、ブロックまたは複数のペレットなどの多重使用固体の形態で提供され、複数回の洗浄サイクル用の水性洗浄組成物を生成するために繰り返して使用することができる。ある特定の実施形態では、固体洗浄組成物は、約５ｇ〜約１０ｋｇの質量を有する固体として提供される。ある実施形態では、多重使用形態の固体洗浄組成物は、約１ｋｇ〜約１０ｋｇの質量を有する。さらなる実施形態では、多重使用形態の固体洗浄組成物は、約５ｋｇ〜約８ｋｇの質量を有する。他の実施形態では、多重使用形態の固体洗浄組成物は、約５ｇ〜約１ｋｇ、または約５ｇ〜約５００ｇの質量を有する。
【０１３７】
成分を、混合、押し出し、またはキャストして、ペレット、粉末、またはブロックなどの固体を形成することができる。外部供給源から熱を印加して、混合物の処理を促進することができる。
【０１３８】
混合システムは、高剪断力で配合成分を連続的に混合して、配合成分がその塊全体に分配される実質的に均質な液体または半固体の混合物を形成する。混合システムは、約１，０００〜１，０００，０００ｃＰ、好ましくは約５０，０００〜２００，０００ｃＰの処理中の粘度で、流動性の稠度に混合物を維持するのに有効な剪断を提供するために、配合成分を混合するための手段を含む。その混合システムは、連続流混合器、または単軸もしくは二軸式の押出装置であることができる。
【０１３９】
その混合物は、配合成分の物理的および化学的安定性を維持する温度で、例えば、約２０〜８０℃および約２５〜５５℃の周囲温度で、処理することができる。限定された外部熱が混合物に加えられてもよいが、混合物によって達成された温度は、摩擦、周囲条件における変動に起因して、かつ／または成分間の発熱反応によって、処理の間に高温になり得る。任意選択的に、混合物の温度は、例えば、混合システムの注入口または出口で上昇し得る。
【０１４０】
配合成分は、乾燥微粒子などの液体または固体の形態であってもよく、また、例えば、スケール制御成分は、洗浄組成物の残りの部分から分離していてもよいため、混合物に別々に、または別の配合成分とのプレミックスの一部として添加してもよい。一つ又は複数のプレミックスが、混合物に添加されてもよい。
【０１４１】
成分は、成分が全体にわたって実質的に均一に分配された、実質的に均質な稠度を形成するように混合される。混合物は、ダイまたは他の成形手段によって、混合システムから排出され得る。特性が明らかにされた押出物は、制御された質量で有用なサイズに分割することができる。押出された固体は、フィルム中に包装することができる。混合システムから排出されるときの混合物の温度は、最初に混合物を冷却せずに、混合物が包装システム内に直接キャスティングまたは押出成形されることを可能にするのに十分低い可能性がある。押出成形排出と包装との間の時間は、さらなる加工および包装中のより良好な取り扱いのために洗浄組成物を硬化させることを可能にするように調節することができる。排出点での混合物は、約２０〜９０℃、および約２５〜５５℃である。組成物は、低密度でスポンジ状の、可鍛性のコーキング稠度から、高密度で溶融した固体の、コンクリート状のブロックの範囲にわたり得る、固体形態に硬化させることが可能になり得る。
【０１４２】
任意選択的に、加熱および冷却デバイスが、ミキサ内で所望の温度プロファイルを得るために熱を加えるかまたは除去するために、混合装置に隣接して取り付けられてもよい。例えば、外部熱源が、処理の間の混合物の流動度を増加させるために、成分注入口部分、最終出口部分等のミキサの一つ又は複数のバレル部分に適用されてもよい。好ましくは、排出ポートにおけるものを含む処理中の混合物の温度は、好ましくは約２０〜９０℃に維持される。
【０１４３】
配合成分の加工が完了したら、混合物は排出ダイを介してミキサから排出され得る。固化プロセスは、例えば、キャストまたは押出された組成物のサイズ、組成物の配合成分、組成物の温度、および他の同様のファクターに応じて、数分〜約６時間、続けることができる。好ましくは、キャストまたは押出された組成物は、約１分〜約３時間以内、好ましくは約１分〜約２時間以内、最も好ましくは約１分〜約１．０時間分以内に、固体形態へと硬化を「起こす」か、または硬化し始める。
【０１４４】
濃縮物は、液体の形態で提供することができる。様々な液体形態としては、ゲルおよびペーストが挙げられる。もちろん、濃縮物が液体の形態で提供されるとき、固体を形成するために組成物を硬化させる必要はあない。実際、組成物中の水の量は固化を防ぐのに十分であると期待される。さらに、成分の望ましい分布を維持するために、分散剤および他の成分を濃縮物に組み込むことができる。
【０１４５】
ある特定の実施形態では、洗浄組成物は、使用の前または使用の時点で、水源と混合され得る。他の実施形態では、洗浄組成物は、使用溶液の形成および／またはさらなる希釈を必要とせず、さらなる希釈を伴わずに使用することができる。
【０１４６】
固体洗浄組成物を使用する態様では、水源は洗浄組成物と接触して、固体洗浄組成物を、具体的には粉末を、使用溶液に変換する。代替の固体洗浄組成物を使用溶液に変換するためにより好適である追加の分配システムを利用してもよい。その方法は、例えば、押出されたブロックまたは「カプセル」タイプのパッケージを含む様々な固体洗浄組成物の使用を含む。
【０１４７】
一態様では、水を噴霧（例えば、ノズルから噴霧パターンで）して洗浄使用溶液を形成するためにディスペンサーを用いることができる。例えば、水は、装置または他の保持リザーバに向かって洗浄組成物と共に噴霧され得、水は固体洗浄組成物と反応して、使用溶液を形成する。本発明の方法の特定の実施形態では、使用溶液は、洗浄組成物の溶解溶液が本発明による使用のために分配されるまで、重力によって下向きに滴るように構成され得る。
【実施例】
【０１４８】
実施例１
曇り点研究
曇り点とは、界面活性剤が水と混和しない温度で、溶液から油として沈殿する温度である。曇り点を超えている界面活性剤は、曇り点を下回っている界面活性剤と同様に洗浄しないが、曇り点を超えている界面活性剤は、曇り点を下回っている界面活性剤よりも消泡性が高くなる。基本的に、温度が上昇して溶液が混濁すると曇り点を視覚的に検出することができる。この実施例では、曇り点検出に濁度計を適用した。
【０１４９】
この測定では、ｐＨ１１で１％ｗ／ｖの界面活性剤水溶液１０００ｍＬを調製した。適切な撹拌で一定の速度で温度を上げて、激しく撹拌しても泡が発生しないように均一な溶液温度を確保した。濁度の読み取りは自動的に行い、濁度対時間の勾配を計算することができる。曇り点は、勾配の急激な変化が発生したポイントとした。
【０１５０】
温度が曇り点に近づくと、非イオン性界面活性剤はより疎水性になる。表ＡおよびＢに示すように、温度が曇り点を超えると、非イオン性界面活性剤は、油様相になり、洗浄力を失い、膜を汚損する。
【０１５１】
Ｅｃｏｓｕｒｆ  ＥＨ−３は、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，  Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｍｉｃｈｉｇａｎから市販されている分岐（２−エチルヘキシルアルコキシレート）Ｃ８エチルヘキシル（ＰＯ）５（ＥＯ）３非イオン性延長界面活性剤である。
Ｅｃｏｓｕｒｆ  ＥＨ−６は、市販の分岐Ｃ８エチルヘキシル（ＰＯ）５（ＥＯ）６非イオン性延長界面活性剤である。
Ｅｃｏｓｕｒｆ  ＥＨ−９は、市販の分岐Ｃ８エチルヘキシル（ＰＯ）５（ＥＯ）９非イオン性延長界面活性剤である。
結果を表ＡおよびＢに示す。
【表５】
2020535003.tif 000008
【表６】
2020535003.tif 000009
【０１５２】
実施例２
バター脂肪除去の機構的研究−動的界面張力（ＩＦＴｄｙｎ）測定
動的界面張力測定は、スピニングドロップ張力計（ＳＶＴ１５Ｎ）を使用して実施した。少量の液体牛酪油を、ｐＨ１１の界面活性剤水溶液を含有する毛細管に注入した。毛細管を、５０Ｃの温度に一定に制御されたチャンバー内で４０００ｒｐｍで回転させた。ＩＦＴｄｙｎ値は、界面張力は、平衡に達したときか、または３０分で取得した。
【０１５３】
動的ＩＦＴは、ピーナッツ油、パーム油、および牛酪油に対して４０００ｒｐｍで５０℃で測定した。結果をそれぞれ図１、２、および３に示す。図から、ＮＰＥを使用した市販の膜洗浄製品、ココアミンオキシドを使用した市販の洗浄製品、およびＥＨ９が、ピーナッツ油、パーム油、牛酪油に対して同等の低い界面張力（７未満）を有することを認めることができる。
【０１５４】
実施例３
接触角測定によるポリスルホン（ＰＳ）クーポンに関する洗浄溶液の濡れ性。
【０１５５】
接触角が小さいということは、溶液が表面をよく湿潤させ得ることを意味している。図４および５は、ＮＰＥを使用した市販の膜洗浄製品、ココアミンオキシドを使用した市販の洗浄製品、およびＥＨ９の接触角測定を示している。その結果は、市販の組成物を含有するＥＨ９およびＮＰＥは、コカインオキシド組成物および水よりもはるかに速くＰＳクーポンを湿潤させ得ることを示している。ＥＨ９およびＮＰＥ組成物は、ＰＳクーポンからバター脂肪を除去するのに最適である。
【０１５６】
実施例４
ブレンド試験
ＥＨ延長界面活性剤と組み合わせて様々な界面活性剤を試験して、相乗効果が存在するかどうかを確認した。
Ｌｕｔｅｎｓｏｌ  ＴＯ５は、ＢＡＳＦから入手可能なｉｓｏ−Ｃ１３アルコールである。
Ｓｕｒｆｙｎｏｌは、Ｅｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されている非イオン性ポリオキシエチレン置換アセチレングリコール界面活性剤である。
Ｄｙｎｏｌ  ６０４およびＤｙｎａｌ  ３６０は、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能なジェミニ界面活性剤である。
【０１５７】
安定性データも試験し、以下の表Ｃに記載した。
【表７】
2020535003.tif 000010
【０１５８】
いくつかのブレンドは、７日後に室温で安定していたが、４回の凍結融解サイクル後はどれも安定していなかった。
【０１５９】
接触角に関して他の３つの界面活性剤がＥＨ９と比較してどのように挙動するかを確認するために、初めに原料比較を行った。その結果を図５〜９に示す。グラフから、ＥＨ９／ＸＰ４０ブレンドが濡れ性において最も有望であることを認めることができる。ブレンドは安定日から試験し、その結果を表Ｃに示した。
【０１６０】
次いで、Ｅｃｏｓｕｒｆ  ＥＨ９、Ｌｕｔｅｎｓｏｌ  ＸＰ４０（ゲルベアルコールエトキシレート）Ｐｌｕｒｏｎｉｃ（逆ＥＯ／ＰＯブロックコポリマー２５Ｒ２、およびＥＨ９／ＸＰ４０ブレンドに関するＩＦＴを測定して、それらがどのようにバター脂肪を乳化するかを比較した。図１０から、ＥＨ９／ＸＰ４０ブレンドは、優れた濡れ性および牛酪油に対する低い界面張力に起因して、より優れた洗浄界面活性剤になることを認めることができる。
【０１６１】
次いで、バター脂肪除去を試験した。図１１のバター脂肪除去データは、ＥＨ９と、ＸＰ４０を有する界面活性剤ブレンドの任意のものとの間に洗浄能力において統計的な違いがないことを示している。
【０１６２】
データから、これまでのところ、膜からのバター脂肪の除去は、非イオン性エトキシレート界面活性剤の濡れ性、乳化、および曇り点の組み合わせであることを認めることができる。このデータでは、ＥＨ９およびＸＰ４０の洗浄に統計的な違いは認めることはできないが、１０００ｐｐｍ、ｐＨ１１、および５０Ｃの条件では、ＸＰ４０は、ＥＨ９ほど効果的にバター脂肪汚れを除去しない。これは、バター脂肪の除去においては曇り点未満での洗浄が重要であることの証拠を提供している。
【０１６３】
実施例５
一般に、界面活性剤溶液による酪農工場のための膜の洗浄は、５０℃の洗浄温度およびのｐＨ１１で行われる。データは、洗浄温度よりわずかに高い非イオン性界面活性剤溶液の曇り点、バター脂肪に対する低い界面張力、および膜材料に対する低接触の組み合わせが、膜上の全体的な脂肪汚れの除去を達成するために必要であることを示している。これらの特性の組み合わせにより、界面活性剤は、膜システムからバター脂肪汚れを洗浄する際には最も効果的であり得る。
【０１６４】
接触角は、我々の研究で使用された界面活性剤は、曇り点に達し、溶液から分離する可能性があるため、室温でポリスルホンクーポン上で測定した。酪農工場の膜のための材料として主に使用されるため、ポリスルホンを選択した。接触角が小さいと、界面活性剤が膜上に広がりやすくなり、バター汚れが膜から浮き上がるのを助けることを意味しており、接触角が大きいと、界面活性剤は膜上に効果的に広がることができず、バター脂肪汚れとの接触が少なくなることを意味している。
【０１６５】
本出願人の洗浄処方物で使用される非イオン性界面活性剤系は、曇り点現象を示し、曇り点未満の温度で水溶液中において表面活性および混和性を維持する。曇り点を超える温度では、洗浄溶液中の非イオン性界面活性剤は、コアセルベート相または油相として分離し、その界面活性特性を失う。油性相と油性相が組み合わさると、汚れへの負荷が高くなり、ほとんど疎水性である膜に対して強く付着力を有するため、除去がさらに難しくなる。バター脂肪に関する低い界面張力（ＩＦＴ）値は、界面活性剤がバター脂肪を効果的に乳化し、膜システムへの再付着を減らすことができることを意味している。
【０１６６】
界面活性剤を比較すると、Ｅｃｏｓｕｒｆ  ＥＨ９はすべての好ましいバター脂肪除去特性を有することが分かった。ポリスルホンに対する接触は低く、曇り点は５０℃を超え、牛酪油または浄化されたバター脂肪に対するＩＦＴは低かった。他の界面活性剤と比較すると、３つのすべての有利な特性を持っているものは他にないことが分かった。Ｅｃｏｓｕｒｆ  ＥＨ６は、ＥＨ９に匹敵する接触角、５０℃に近いが依然として低い曇り点、およびＥＨ９よりも高いＩＦＴ値を有する。したがって、バター脂肪の除去率が低いことが予想され、それは実際にそうであった。曇り点がさらに低いＥｃｏｓｕｒｆ  ＥＨ−３は、ＥＨ６より不良であることも示されており、また、バター脂肪除去に関して曇り点も重要である。Ｓｕｒｆｏｎｉｃ  Ｘ−ＡＥＳは、アニオン性界面活性剤であり、ＥＨ９よりもＩＦＴ値が低いため曇り点がなく、ＥＨ９と比較してバター脂肪除去に関して優れていると思われるが、ポリスルホン上でははるかに高い接触角を有する。膜上での接触角が大きいと、界面活性剤は、膜から効果的にバター脂肪汚れを除去するためにバター脂肪汚れに適切に到達できない場合がある。
表Ｄを参照されたい。
【表８】
2020535003.tif 000011
【０１６７】
実施例６
バター脂肪除去試験
Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  ２５Ｒ２：ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンブロック（逆）
Ｐｌｕｒｉｆａｃ  ＬＦ−５００：アルコールエトキシレートプロポキシレート
Ｄｅｈｙｐｏｎ  Ｅ１２７：脂肪アルコールアルコキシレート
ＳＬｆ−１８Ｂ４５：アルコールアルコキシレート
新規ＩＩ１０１２−ＧＢ−２１：アルコールエトキシレートＣ１０−１２、２１ＥＯ
バター脂肪除去試験は、ポリスルホンクーポンに関して様々な界面活性剤で行った。各クーポンは、０．５０重量％の石鹸溶液（飽和したタオルを使用）で洗浄し、次いでＤＩ水ですすぎ、軽くたたいて乾燥させた。次いで、クーポンを、メタノールに２回浸漬し、分析天びんで計量する前に、一晩風乾させた。使用した汚れは、無塩バター／約０．０２０〜０．０２５グラムの重量（１インチのスポンジ刷毛（ｆｏａｍ  ｐａｉｎｔ  ｂｒｕｓｈ）を使用してクーポンに適用）。ビーカーのサイズ＝１０００ｍｌ、試験溶液の体積＝６００ｍｌ、製品試験溶液濃度＝０．０５重量％、試験溶液温度は１２０°Ｆであった。試験溶液のｐＨは１１．００（クーポンを浸す前に、試験製品を含有するＤＩ水または溶液を、溶液が１２０°Ｆに達した後、ｐＨ１１．００に調整する）、撹拌棒のサイズは５ＣＭ、試験中の撹拌速度は１０分間の露出時間で２５０ＲＰＭであった。その結果を以下の表Ｅに示す。
【表９】
2020535003.tif 000012
【表１０】
2020535003.tif 000013
【０１６８】
バター脂肪除去試験２  この試験では、ポリスルホンクーポンを、メチルアルコールに３０秒間浸漬することによって調整し、次いで１２２°Ｆのオーブンに３０分間置いた。汚れは、無塩バター／約０．０２５〜０．０３０グラムの重量（１インチのスポンジ刷毛を使用してクーポンに適用した）であった。
撹拌棒のサイズ＝３．７５ＣＭ、テスト中の撹拌速度＝２４０ＲＰＭ。その結果は表Ｆにある。
【表１１】
2020535003.tif 000014
【表１２】
2020535003.tif 000015
【表１３】
2020535003.tif 000016
【表１４】
2020535003.tif 000017
【表１５】
2020535003.tif 000018
【０１６９】
バター脂肪除去試験３（試験２と同じ条件。表Ｇ。）
【表１６】
2020535003.tif 000019
【表１７】
2020535003.tif 000020
【表１８】
2020535003.tif 000021
【表１９】
2020535003.tif 000022
【表２０】
2020535003.tif 000023
【表２１】
2020535003.tif 000024
【表２２】
2020535003.tif 000025
【表２３】
2020535003.tif 000026
【０１７０】
好適な非イオン性界面活性剤の例は、Ｄｅｈｙｐｏｎ  ＬＳ−５４（Ｒ−（ＥＯ）５（ＰＯ）４）およびＤｅｈｙｐｏｎ  ＬＳ−３６（Ｒ−（ＥＯ）３（ＰＯ）６）等のアルコキシル化界面活性剤、ならびにＰｌｕｒａｆａｃ  ＬＦ２２１およびＣｌａｒｉａｎｔ、Ｔｅｇｏｔｅｎ  ＥＣ１１からのＧｅｎｅｐｏｌ等の末端封鎖したアルコールアルコキシレート、それらの混合物を含む。
【０１７１】
バター脂肪除去試験５  表Ｉ
【表２４】
2020535003.tif 000027
【表２５】
2020535003.tif 000028
【表２６】
2020535003.tif 000029
【表２７】
2020535003.tif 000030
【表２８】
2020535003.tif 000031
【０１７２】
バター脂肪除去試験６
【表２９】
2020535003.tif 000032
【表３０】
2020535003.tif 000033
【表３１】
2020535003.tif 000034
【表３２】
2020535003.tif 000035
【表３３】
2020535003.tif 000036
【０１７３】
バター脂肪除去試験７
このテストでは、ポリフッ化ビニリデンクーポン（ｋｙｎａｒ）を使用した。
【表３４】
2020535003.tif 000037
【表３５】
2020535003.tif 000038
【表３６】
2020535003.tif 000039
【表３７】
2020535003.tif 000040
【表３８】
2020535003.tif 000041
【表３９】
2020535003.tif 000042
【表４０】
2020535003.tif 000043
【０１７４】
バター脂肪除去試験９。表Ｍ
【表４１】
2020535003.tif 000044
【表４２】
2020535003.tif 000045
【表４３】
2020535003.tif 000046
【表４４】
2020535003.tif 000047
【０１７５】
バター脂肪除去試験１０
【表４５】
2020535003.tif 000048
【表４６】
2020535003.tif 000049
【表４７】
2020535003.tif 000050
【表４８】
2020535003.tif 000051
【表４９】
2020535003.tif 000052
【０１７６】
バター脂肪除去試験１１
【表５０】
2020535003.tif 000053
【表５１】
2020535003.tif 000054
【表５２】
2020535003.tif 000055
【表５３】
2020535003.tif 000056
【０１７７】
バター脂肪除去試験１２
【表５４】
2020535003.tif 000057
【表５５】
2020535003.tif 000058
【表５６】
2020535003.tif 000059
【表５７】
2020535003.tif 000060
【表５８】
2020535003.tif 000061
【０１７８】
バター脂肪除去試験１３
【表５９】
2020535003.tif 000062
【表６０】
2020535003.tif 000063
【表６１】
2020535003.tif 000064
【表６２】
2020535003.tif 000065
【表６３】
2020535003.tif 000066
【表６４】
2020535003.tif 000067
【表６５】
2020535003.tif 000068
【０１７９】
バター脂肪除去テストの概要を図１１に示す。
【０１８０】
本開示の範囲から逸脱することなく、議論された例示的な実施形態に様々な修正および追加を行うことができる。例えば、上記の実施形態は特定の特徴に言及しているが、これには、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態および記載された特徴のすべてを含まない実施形態も含まれる。したがって、本開示の範囲は、特許請求の範囲内にあるかかるすべての代替、修正、および変形を、そのすべての均等物と共に包含することを意図している。
【図１】
2020535003.tif 000069
【図２】
2020535003.tif 000070
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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