固体片剂单位剂量炉清洁剂的制作方法

固体片剂单位剂量炉清洁剂的制作方法
【专利摘要】一种固化基质包括氢氧化钠、碳酸钠、水充料、无水硅酸盐、多元羧酸聚合物或盐或其衍生物和额外的功能性成分。氢氧化钠、碳酸钠、水充料、无水硅酸盐、多元羧酸聚合物和额外的功能性成分相互作用以形成水合固体。这种固化基质可以例如用于固体洗涤剂组合物中。公开了制造固体洗涤剂组合物的方法。
【专利说明】固体片剂单位剂量炉清洁剂
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是2012年2月14日提交的美国申请号13/372，560的部分继续申请，美国申请号13/372，560是现在的美国专利号8，389，464，它是2010年7月8日提交的美国申请号12/832，201的延续申请，美国申请号12/832，201是现在的美国专利号8，138，138，它是2008年01月04日提交的美国申请号11/969，385的部分继续申请，美国申请号11/969，385是现在的美国专利号7，763，576，所述每一个专利均通过引用的方式完整并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明一般地涉及固化和固化基质领域。本发明涉及无磷酸盐碱性洗涤剂组合物的固化。具体而言，本发明涉及无磷酸盐碱性洗涤剂组合物，其包含氢氧化钠、碳酸钠、无水硅酸钠并且优选地包含多元羧酸聚合物作为固化基质的部分。
【背景技术】
[0004]在例如Fernholz等人，美国再公告专利号32，762和32,818中所要求保护的SOLID PO冒ER*商标技术中开
[0005]创了固化技术和固体块状洗涤剂在机构操作和工业用操作中的用途。另外，在Heile等人，美国专利号4，595，520和4，680，134中公开了使用基本上水合的碳酸钠材料的碳酸钠水合物铸造固体产品，所述专利通过引用方式并入完整本文。
[0006]在近年以来，注意力已经指向从碱性较小的物质如苏打粉(也称作碳酸钠)产生高度有效的洗涤剂物质。开发基于碳酸钠的洗涤剂的早期工作发现，基于碳酸钠水合物的材料在固化后经常胀大(即，是尺寸不稳定的)。这类胀大可能干扰包装、分销和使用。固体材料的尺寸不稳定性涉及在制造碳酸钠固体材料时所准备的多种水合物形式的不稳定性质。用水合碳酸钠生产的早期产品一般由无水物、I摩尔水合物、7摩尔水合物、10摩尔水合物或其更多种混合物组成。然而，在产品已经于环境温度制造并贮存后，发现初始产品的水化状态在多种水合物形式(例如I摩尔、7摩尔和10摩尔水合物)之间变动，导致块状化学品的尺寸不稳定性。在这些常规的固体形式组合物中，含水量和温度的变化导致结构性和尺寸变化，这可以导致固体形式失效，造成多种问题，如固体形式不能装入分配器中使用。
[0007]另外，常规的固体碱性洗涤剂，尤其意在机构和商业使用的那些，通常在它们的组成中需要磷酸盐。磷酸盐通常在这种组合物中起到多中作用，例如，控制固化速率、移除和悬浮污垢和作为有效的硬度掩蔽剂。在美国专利号6，258，765,6, 156，715,6, 150，324和6，177，392中发现、公开并要求保护以下情况:可能使用包含碳酸盐、有机乙酸酯如氨基羧酸酯或膦酸酯组分和水的粘合剂产生固体块状功能性材料。归因于生态学顾虑，其他工作最近具有涉及替换洗涤剂中的含磷化合物。此外，认为在一些情况下替换含磷化合物作为粘合剂和硬度掩蔽剂使用的含有氨三乙酸(NTA)的氨基羧酸酯组分具有致癌性。就这一点而论，也削弱它们的用途。[0008]对固体碱性洗涤剂用固化基质的需已经要求众多改良，包括去除磷和/或NTA。额外的改良包括固化基质的配制继续在建立固体、物理稳定的片剂组合物方面带来困难，所述固化基质包含与碱性较弱的材料(如苏打灰(例如碳酸钠))组合的苛性材料(氢氧化钠)。已经显示用于固化的高度苛性粉末不能一致地形成稳定的组合物，如片剂。因此，为了配制尺寸固体组合物，需要使用与其他碱性较弱的材料组合的较低水平氢氧化钠。形成物理稳定的洗涤剂组合物的这些方面和其他方面提供了导致本发明的背景。
[0009]在本发明的一个方面，提供了用于联立炉的物理稳定的无磷酸盐碱性洗涤剂片剂组合物。
[0010]在本发明的一个方面，提供了使用苏打灰水化和/或氢氧化物水化来形成物理稳定、无磷酸盐碱性洗涤剂片剂的方法，所述片剂含有碳酸钠、氢氧化钠和硅酸钠。
[0011]在本发明的又一个方面，本发明的组合物和方法提供物理稳定的组合物，其具有持久清洁性能，包括例如在清洁联立炉。

【发明内容】
[0012]本发明的一个实施方案是包含碱金属氢氧化物、多元羧酸聚合物、碳酸钠、水和至少一种功能性成分的固体洗涤剂组合物。根据一个实施方案，如果在120华氏度的温度加热固体洗涤剂组合物，则该组合物保持尺寸稳定并且具有小于3 %的增长指数。该组合物优选地不含磷。
[0013]另一个实施方案是一种固体洗涤剂组合物，其包含以固体洗涤剂组合物的重量计约5 %至约70 %之间的氢氧化钠；以固体洗涤剂组合物的重量计约20 %至约90 %之间的碳酸钠；以固体洗涤剂组合物的重量计约0.1%至约15%之间的多元羧酸聚合物；以固体洗涤剂组合物的重量计约0.1%至约10%之间的水；以固体洗涤剂组合物的重量计约1%至约50%之间的次生碱度源和以固体洗涤剂组合物的重量计约1%至约50%之间的螯合剂；其中所述洗涤剂组合物不含磷。如果在120华氏度的温度加热，这种固体洗涤剂组合物是尺寸稳定的并且具有小于3%的增长指数。
[0014]又一个实施方案是通过以下方式形成固体洗涤剂组合物的方法:将碳酸钠、无水硅酸盐次生碱度源和至少一个额外的功能性组分组合以形成粉末预混物；并将所述粉末预混物与水源混合以形成固体水合物；并且将固体水合物与氢氧化钠源并任选地与多元羧酸聚合物组合。在本发明的一个方面，所产生的固体洗涤剂组合物是无磷的，并且如果在120华氏度的温度加热，这种固体洗涤剂组合物是尺寸稳定的并且具有小于3%的增长指数。
[0015]尽管公开了多个实施方案，本发明的其他实施方仍将因以下详述而对本领域技术人员变得显而易见，所述详述显示并描述了本发明的说明性实施方案。因而，将附图和详述视为本质上是说明性的并且不是限制性的。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1是曲线图，其显示根据本发明方法和组合物的实施方案的多种示例性制剂的尺寸稳定性。
[0017]图2是曲线图，其显示根据本发明方法和组合物的实施方案的多种示例性制剂的压缩强度。[0018]图3是曲线图，其显示根据本发明方法和组合物的实施方案的多种示例性制剂的尺寸稳定性。
[0019]图4是曲线图，其显示根据本发明方法和组合物的实施方案的多种示例性制剂的压缩强度。
[0020]将参考附图详述本发明的多种实施方案，其中相似的附图标记在几个视图范围内自始至终代表相似的部分。对多种实施方案的提及不限制本发明的范围。本文中所示的图不限制本发明的多种实施方案并且为示例性说明本发明而提出。
【具体实施方式】
[0021]本发明的实施方案不限于特定的固体洗涤剂组合物，因为如技术人员理解，它们可以变动。应当进一步理解本文中所用的全部术语其目的仅在于描述具体实施方案，并且不意在以任何方式或范围起限制作用。例如，如本说明书和所附权利要求书中所用，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the) ”可以包括复数指称，除非上下文另外清楚地指出。另外，全部单位、前缀和符号可以按其SI (国际单位制)接受的形式表示。本说明书范围内描述的数值范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0022]除非另有定义，否则本文所用的全部技术和科学术语的含义与本发明实施方案所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同。与本文所述的那些方法和材料相似、相对其而言经修改或与之等效的许多方法和材料可以用于实施本发明的实施方案，无需过多实验，本文中描述了优选的材料和方法。在描述并且要求保护本发明的实施方案时，将根据下文所述的定义使用以下术语。
[0023]如本文所用的术语“约”指可能出现的数值量的变动，例如，其因真实世界中用于产生浓缩物或使用液的常见测量方法和液体处置方法；因这些方法中不经意的差错；因用来产生组合物或实施所述方法的成分的制造、来源或纯度差异等所致。无论是否受术语“约”修饰，权利要求包括这些量的等同物并且指可能出现的数值量变动。
[0024]如本文所用，术语“尺寸稳定性”和“尺寸稳定的”，指具有小于约3 %、优选地小于约2%的增长指数的固体产品。
[0025]如本文所用，术语“重量百分比”、以百分比重量计”、“重量及其变型指一种物质的重量除以组合物的总重量并且乘以100时这种物质的浓度。可以理解，如这里所用，“百分比”、“ ”等意在同义于“重量百分比”、“wt-% ”等。
[0026]根据本发明的实施方案，通过提供用于含有可水化盐、碱度活性物质(例如碱金属氢氧化物)和水的任何压制、挤出或铸造固体组合物中的尺寸稳定的固体组合物，这些固体组合物满足现有技术中的需要。在优选的方面，尺寸稳定的固体组合物不用于铸造固体组合物中。具体而言，这种组合物将用于制备可以在多种情况中的任一情况下下使用的固体洗涤剂组合物，在所述情况下，需要尺寸稳定的含苛性碱的碱性洗涤剂，所述碱性洗涤剂是基本上无磷和无氨基乙酸(NTA)的固体产品。基本上无磷意指基于固化基质的总重量，固化基质具有小于大约0.5wt-%,更具体地小于大约0.lwt-%,并且甚至更具体地小于大约0.01wt-%的磷。基本上无NTA意指基于固化基质的总重量，固化基质具有小于大约0.5wt-%，小于大约0.lwt-%，并且经常小于大约0.01wt-%的NTA。因而，本发明的实施方案特别用于其中需要使用环境友好型固体洗涤剂的清洁应用。[0027]本发明的固化基质可以在需要尺寸稳定的固体产品的多种情况中任一情况下使用。固化基质是尺寸稳定的并且具有适宜的固化速率。此外，固化基质可以不含磷和NTA，从而使这种固化基质特别用于其中需要使用环境友好型固体碱性洗涤剂的清洁应用。这类应用包括但不限于:无磷酸盐碱性洗涤剂用于联立炉(如用于多种食品服务业中的那些联立炉)中。额外的应用可以包括，例如，使用器具清洗洗涤剂的机器和手工器具洗涤、预浸泡、炸锅溢出物、动力浸泡槽和相关应用、浸泡槽、仪器再处理、送洗衣物和纺织品清洁和去溃，地毯清洁和去溃、车辆清洁和护理应用、表面清洁和去溃、厨房和浴室清洁和去溃、地板清洁和去溃、清洁整理操作、普通目的清洁和去溃和/或工业用或家用清洁剂。也提供了适于制备使用固化基质的固体洗涤剂组合物的方法。
[0028]固化基质和固体洗涤剂组合物
[0029]固化基质通常包含碱金属氢氧化物碱度源、可水化盐如碳酸钠(苏打灰(sodaash))，多元羧酸聚合物和用于形成固体组合物的水充料。固化基质还可以包含螯合剂、腐蚀抑制剂、额外的水调理剂和/或额外的碱度源。固化基质可以包含碱金属氢氧化物、可水化盐、多元羧酸聚合物、螯合剂、额外碱度源和/或腐蚀抑制剂源和/或水充料、由它们组成和/或基本上由它们组成。
[0030]合适的固化基质组分浓度是以重量计在大约1%至90%之间的碱金属氢氧化物碱度、以重量计0.1%至大约15%之间的多元羧酸聚合物，以重量计在大约0.1%至大约25%之间的水；和以重量计在大约20%至大约90%之间的碳酸钠。特别合适的固化基质组分浓度是以重量计在大约5%至70%之间的碱金属氢氧化物碱度、以重量计1%至大约10%之间的多元羧酸聚合物，以重量计在大约0.1%至大约10%之间的水；和以重量计在大约25%至大约90%之间的碳酸钠。更特别合适的固化基质组分浓度是以重量计在大约10%至50%之间的碱金属氢氧化物碱度、以重量计2.5%和大约10%之间的多元羧酸聚合物，以重量计在大约I %至大约5%之间的水；和以重量计在大约30%至大约70%之间的碳酸钠。出乎意料地，根据本发明，尺寸稳定的固体组合物具有直到至少30%或更大、优选地直到至少40%或更大或直到至少50%或更大的碱金属氢氧化物(例如氢氧化钠)含量，从而克服本领域的明显限值。
[0031]在本发明的额外方面，固化基质的组分浓度进一步包含以下范围:以重量计大约0.1%至50%之间的螯合剂(如葡萄糖酸钠)和以重量计0.1%至50%之间的次生碱度源和/或腐蚀抑制剂。特别合适的固化基质组分浓度范围是以重量计大约1%至50%之间的螯合剂和以重量计1%至50%之间的次生碱度源和/或腐蚀抑制剂。更特别合适的固化基质组分浓度范围是以重量计大约5%至25%之间的螯合剂和以重量计1%至20%之间的次生碱度源和/或腐蚀抑制剂。本领域技术人员将领会用于获得可比较的固化基质特性的其他合适的组分浓度范围。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0032]碱度源
[0033]固体洗涤剂组合物包含有效量的一种或多种碱度源以提供对衬底的有效清洁和改善固体洗涤剂组合物的污垢移除性能。优选地，碱度源是碱金属氢氧化物并且以改善衬底清洁和污垢移除的有效量提供。本发明的组合物以重量计至少约1%、以重量计至少约5%或以重量计至少约10%的量包含碱度源。在优选的方面，碱度源构成以重量计约1%至约90%之间、以重量计约5%至约70%之间、以重量计约10%至约50%之间和最优选地以重量计约20%至约40%之间的固体洗涤剂组合物的总重量。
[0034]碱度源的有效量应当视为这样一个量，其提供具有至少约8、优选地至少约10和更优选地至少约12的pH的应用组合物(use composition)。当应用组合物具有约8至约10之间，可以视为中等碱性，并且在pH大于约12时，可以将应用组合物视为苛性的。
[0035]固体洗涤剂组合物的合适碱源的实例包括但不限于碱金属氢氧化物。可以使用的示例性碱金属氢氧化物包括但不限于氢氧化钠、锂或钾。碱金属氢氧化物可以按本领域已知的任何形式(包括作为固体珠、溶解于水溶液中或其组合)添加至组合物。碱金属氢氧化物作为固体以具有范围从约12-100美国目的混合粒度的颗粒状固体或珠形式或作为水溶液，例如作为以重量计45%和50%溶液可商业获得。优选本发明的碱金属氢氧化物以颗粒状固体或珠形式添加。
[0036]可水化盐[0037]本发明的固体洗涤剂组合物包含至少一种可水化盐。在一个实施方案中，可水化盐是碳酸钠(碱性苏打灰或碱面)和/或碳酸钾(碱性钾)。在优选的方面，可水化盐是碳酸钠并且排除碳酸钾。在以可水化盐(如碳酸钠)重量计大约20%至大约90%之间、优选地以重量计大约25%至大约90%之间，并且更优选地以重量计大约30%至大约70%之间的范围内提供可水化盐。本领域技术人员将领会用于获得可比较的固化基质特性的其他合适的组分浓度范围。
[0038]在其他实施方案中，可水化盐可以与其他固化剂组合。例如，可水化盐可以与本质上为无机并且也可以任选地充当碱度源的额外固化剂一起使用。在某些实施方案中，次生性固化剂可以包括但不限于:额外的碱金属氢氧化物、无水碳酸钠、无水硫酸钠、无水乙酸钠和其他已知的可水化化合物或其组合。根据一个优选实施方案，次生性可水化盐包括硅酸钠和/或无水硅酸钠。为实现固化而需要的次生性固化剂的量取决于几个因素，包括使用的确切固化剂、组合物中水的量和其他洗涤剂组分的水化容量。在某些实施方案中，次生性固化剂也可以充当额外的碱源。
[0039]多元羧酸聚合物
[0040]本发明的固体碱性洗涤剂组合物包含多元羧酸聚合物或盐或其衍生物。如本文提到的，提到任何多元羧酸聚合物应当进一步包括所述多元羧酸聚合物的盐或衍生物，其也是用于本发明的固体碱性洗涤剂组合物中的合适聚合物。特别合适的多元羧酸聚合物的实例包括但不限于:聚丙烯酸聚合物、由脂肪酸端基改性的聚丙烯酸聚合物(“改性聚丙烯酸聚合物”)、聚马来酸聚合物和这些聚合物材料的组合。每种多元羧酸聚合物的盐还可以用于固体碱性洗涤剂组合物。
[0041]多元羧酸聚合物盐的非限制性实例包括聚丙烯酸的盐和衍生物，如水溶性丙烯酸聚合物。这类聚合物包括但不限于聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、聚马来酸、水解的聚丙烯酰胺、水解的甲基丙烯酰胺、水解的丙烯酰胺-甲基丙烯酰胺共聚物、水解的聚丙烯腈、水解的聚甲基丙烯腈、水解的丙烯腈甲基丙烯腈共聚物等或它们的组合或它们的共聚物。也可以根据本发明使用这些聚合物的水溶性盐或偏盐如它们相应的碱金属盐(例如，钠、钾或其组合)或铵盐。
[0042]特别合适的聚丙烯酸聚合物和改性聚丙烯酸聚合物及它们的盐和衍生物的实例包括具有约1，OOO至约100，000之间分子量的那些物质。更特别合适的聚马来酸聚合物及聚马来酸聚合物的盐和衍生物的实例包括具有约500至约5，000之间分子量的那些。特别合适的市售聚丙烯酸聚合物及所述聚丙烯酸聚合物的盐和衍生物的实例包括但不限于从美国宾西法尼亚州费城的罗门哈斯公司(Rohm & Haas LLC, Philadelphia, PA),可获得的Acusol 445ND。特别合适的市售改性聚丙烯酸聚合物的实例包括但不限于从美国田纳西州查塔努加的爱高化学公司(Alco Chemical, Chattanooga, TN)可获得的Alcosperse 325。特别合适的市售聚马来酸聚合物的实例包括但不限于从美国马萨诸塞州波士顿的霍顿化学公司(Houghton Chemical Corporation, Boston, MA)可获得的 Belclene 200 和从美国田纳西州查塔努加的爱高化学公司(Alco Chemical,Chattanooga,TN)可获得的AquatreatAR-801。
[0043]在一个实施方案中，本发明的固化基质包含至少一种聚丙烯酸聚合物或者所述聚丙烯酸聚合物的盐或衍生物。例如，固化基质可以包含以重量计约0.1%至15%之间、更具体以重量计约0.5%至15%之间、以重量计约0.1%至10%之间、以重量计约1%至10%之间、更具体以重量计约2.5%至10%之间的聚丙烯酸聚合物。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0044]在可选实施方案中，固化基质可以包含聚马来酸聚合物和具有不同分子量的至少两种聚丙烯酸聚合物。在又一个实施方案中，除至少一种多元羧酸聚合物之外，固化基质包含至少一种羧酸盐。合适的羧酸盐包括直链饱和羧酸盐如乙酸、葡糖酸、苹果酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、酒石酸、柠檬酸或它们的组合。在一个实例中，固化基质包含以重量计约0.1%至10%的之间羧酸盐，例如柠檬酸盐。
[0045]水
[0046]根据本发明的多个方面，可以将水单独地添加至固化基质和/或可以将水在固化基质中因其存在于添加至洗涤剂组合物的含水材料中而提供。优选地，次生碱度源(例如正娃酸盐(silicate)或偏娃酸盐(metasilicate))作为无水娃酸盐并且因此不将水引入固化基质中。然而，添加至洗涤剂组合物的剩余组分可以包含水或可以在可用于与固化基质组分反应的含水预混物中制备。将水引入固化基质中，以便提供有所需内聚强度或可压缩性的固化基质和以便提供所需的固化速率(例如根据本发明的多个方面，氢氧化物和/或苏打灰水化)。此外，当需要形成浓缩无作为固体时，预期含水介质可以辅助固化过程。水也可以作为去离子水或作为软化水提供。
[0047]水在所得到的固体洗涤剂组合物中的量将取决于对固体洗涤剂组合物所用的成型方法(例如加工成型技术)。由于本发明的方法和组合物不优选用于铸造中(固化在容器内部进行)，所以使用较少量的水。成型技术的使用包括与铸造技术相比用于固化的水的量相对较少。当通过成型技术制备固体洗涤剂组合物时，水可以在以重量计约1%至约25%之间、尤其以重量计约1%至约20%之间和更具体地以重量计约2%至约10%之间的范围内存在。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0048]固化基质可以无磷和/或无氨三乙酸(NTA)，以使得固体洗涤剂组合物更有益于环境。无磷意指 基于固化基质的总重量，固化基质具有小于大约0.5wt-%，更具体地小于大约0.1wt-%,并且甚至更具体地小于大约0.01wt-%的磷。基本上无NTA意指基于固化基质的总重量，固化基质具有小于大约0.5wt-%，小于大约0.lwt-%，并且经常小于大约0.01wt-%的NTA。当固化基质无NTA时，固化基质和所产生的固体洗涤剂组合物也与氯相容，所述氯作为抗再沉积及污溃移除剂发挥作用。
[0049]额外的功能性材料
[0050]固化基质的组分可以与用来形成固体洗涤剂组合物的多种功能性组分组合。在一些实施方案中，包含碱金属氢氧化物、次生碱度源、螯合剂、多元羧酸聚合物、水和碳酸钠的固化基质构成洗涤剂组合物的巨大量或甚至基本上全部总重量，例如，在其中具有少量或没有额外功能性材料置于其中的实施方案中，在这些实施方案中，上文对固化基质所提供的组分浓度范围代表这些相同组分在洗涤剂组合物中的范围。例如，这类组合物可以包含以重量计约5%至70%之间的碱金属氢氧化物、0.1%至15%之间的多元羧酸聚合物、以重量计约0.1 %至约10 %之间的水、以重量计约20 %至90 %之间的碳酸钠、以重量计约I %至50%之间次生碱度源和以重量计约1%至50%之间的螯合剂，其中组合物的平衡物包含额外的功能性组分。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0051]功能性材料向固体洗涤剂组合物提供所需的特性和功能性。出于本申请的目的，术语“功能性材料”包括在使用液和/或浓溶液(如水溶液)中分散或溶解时在特定用途中提供有益特性的材料。下文更详细地讨论功能性材料的一些具体实，不过所讨论的具体仅以举例方式给出，并且可以使用广泛种类的其他功能性材料。例如，下文讨论的许多功能性材料涉及在清洁和/或去溃应用中使用的材料。然而，其他实施方案可以包括用于其他应用中的功能性材料。
[0052]次生碱源
[0053]固体洗涤剂组合物可以包含有效量的一种或多种次生碱源以提供碱度和/或增强对衬底的清洁和/或改善固体洗涤剂组合物的污垢移除性能。与碱金属氢氧化物碱度源一样，次生碱源可以按浓缩物形式提供。
[0054]固体洗涤剂组合物的合适次生碱源的实例包括但不限于碱金属碳酸盐，如碳酸钠或钾、重碳酸盐、倍半碳酸盐及其混合物；金属硅酸盐，如硅酸或硅酸钠或钾及其混合物；金属硼酸盐、如硼酸钠或钾及其混合物；和乙醇胺及胺以及其混合物。这类次生碱度剂常以含水或粉末形式可获得，任一种形式用于配制本发明的固体洗涤剂组合物。根据本发明的优选实施方案，次生碱度剂以固体形式提供。
[0055]在一个方面，优选硅酸盐用作次生碱度源。除提供碱度之外，硅酸盐还因抑制腐蚀和/或抗再沉积功效而闻名。在本发明的一个方面，因固化组合物含有碱金属氢氧化物组分，所以硅酸盐次生碱度源未以足够保护金属(即抑制腐蚀)的量提供。示例性硅酸盐包括但不限于:硅酸钠和硅酸钾。如本文提到的，硅酸盐还可以包括硅酸盐(例如钾或钠的硅酸盐)。硅酸盐和/或硅酸盐可以作为粉状、粒状或颗粒状硅酸盐和/或硅酸盐提供。额外地，硅酸盐和/或硅酸盐可以是无水的或含有水化水。在本发明的一个优选方面，硅酸盐和/或硅酸盐是无水。
[0056]在一些方面，将次生碱源以重量计约0.1%至约50%之间、以重量计约0.5%至约50%之间、以重量计约1%至约50%之间、以重量计约1%至约25%之间和以重量计约5%至约15%之间固体洗涤剂组合物总重量的量提供。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0057]表面活性剂
[0058]固体洗涤剂组合物可以包含至少一种清洁剂，所述清洁剂包含表面活性剂或表面活性剂体系。多种表面活性剂可以用于固体洗涤剂组合物中，包括但不限于:阴离子型、非离子型、阳离子型和两性离子型表面活性剂。表面活性剂是固体洗涤剂组合物的任选组分并且可以从浓缩物排除。可以使用的示例性表面活性剂是从众多来源可商业获得的。对于表面活性剂的讨论，见Kirk-Othmer,化工技术百科全书(Encyclopedia of ChemicalTechnology)，第3版，第8卷，第900-912页，所述文献通过引用方式并入完整本文。当固体洗涤剂组合物包含清洁剂时，这种清洁剂以有效提供所需清洁水平的量提供。作为浓缩物提供时，固体洗涤剂组合物可以包含以重量计约0.05%至约20%之间、以重量计约0.5%至约15%之间、以重量计约1%至约15%之间、以重量计约1.5%至约10%之间和以重量计约2%至约8%之间范围内的清洁剂。表面活性剂在浓缩物中的额外示例性范围包括在以重量计约0.5%至约8%之间和以重量计约1%至约5%之间。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。[0059]用于固体洗涤剂组合物中的阴离子表面活性剂的实例包括但不限于:羧化物如烷基羧化物和聚烷氧基羧化物、脂肪醇乙氧基化物羧化物、壬基苯酚乙氧基化物羧化物；磺酸盐如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷芳基磺酸盐、磺化脂肪酸酯；硫酸盐如硫酸化醇、硫酸化脂肪醇乙氧基化物、硫酸化烷基酌.、烷基硫酸盐、横基玻拍酸酷和烷基酿硫酸盐。不例性阴离子表面活性剂包括但不限于:烷芳基磺酸钠、α烯烃磺酸盐和脂肪醇硫酸盐。
[0060]用于固体洗涤剂组合物中的非离子表面活性剂的实例包括但不限于，以聚环氧烷聚合物作为表面活性剂分子的一部分的那些。这类非离子表面活性剂包括但不限于:氯封端、苄基封端、甲基封端、乙基封端、丙基封端、丁基封端和其他类似烷基封端的脂肪醇聚乙二醇醚；无聚环氧烧的非离子表面活性剂如烷基多苷(alkyl polyglycoside);脱水山梨糖醇和蔗糖酯和它们的乙氧基化物；烷氧基化胺，如烷氧基化乙二胺；醇烷氧基化物，如醇乙氧基化丙氧基化物(alcohol ethoxylate propoxylate)、醇丙氧基化物(alcoholpropoxylate)、醇丙氧基化物乙氧基丙氧基化物(alcohol propoxylate ethoxylatepropoxylate)、醇乙氧基化丁氧基化物(alcohol ethoxylate butoxylate);壬基苯酚乙氧基化物、聚氧乙烯二醇醚；羧酸酯，如甘油酯、聚氧乙烯酯、脂肪酸的乙氧基化酯和二醇酯；羧酸酰胺(carboxylic amide),如二乙醇胺缩合物、单烧醇胺缩合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺；和聚环氧烷嵌段共聚物。市售环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的实例包括，但不限于从美国新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corporation, Florham Park, NJ)可获得
的PLURONIC?。市售硅氧烷表面活性剂的实例包括，但不限于从弗吉尼亚州霍普韦尔的高施米特化工公司(Goldschmidt Chemical Corporation,Hopewell,VA)可获得的ABIL?B8852。
[0061]可以在固体洗涤剂组合物中使用的阳离子表面活性剂的实例包括但不限于:胺如具有C18烷链基或链烯基链的伯、仲和叔单胺、乙氧基化烷基胺、乙二胺的烷氧基化物，咪唑类如1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉、2-烷基-1-(2-羟乙基)-2-咪唑啉等；和季铵盐，例如，烷基氯化季铵表面活性剂如正烷基(C12-C18) 二甲基苄基氯化铵、一水合正十四烷基二甲基苄基氯化铵和亚萘基取代的氯化季铵如二甲基-1-萘基甲基氯化铵。阳离子表面活性剂可以用来提供消毒特性。
[0062]可以在固体洗涤剂组合物中使用的两性离子表面活性剂的实例包括但不限于:甜菜碱类、咪唑啉类和丙酸酯类。
[0063]因为这种固体洗涤剂组合物意在用于自动餐具洗涤机或器具洗涤机或联立炉中，所以如果使用任何表面活性剂，则所选的表面活性剂选择可以是在自动餐具洗涤机或器具洗涤机或联立炉内部使用时提供可接受起泡水平的那些表面活性剂。用于自动餐具洗涤机或器具洗涤机中的固体洗涤剂组合物通常视为低泡性组合物。提供所需洗净活性水平的低泡性表面活性在出现大量起泡可以带来问题的环境如餐具洗涤机中是有利的。除选择低泡性表面活性剂之外还，也可以使用消泡剂来减少泡沫的生成。因此，可以使用视为低泡性表面活性剂的表面活性剂。此外，其他表面活性剂可以消泡剂联合使用以控制起泡水平。
[0064]螯合剂、助洗剂和/或水调理剂
[0065]固体洗漆剂组合物可以包含一种或多种助剂(building agent),也称作螯合或掩蔽剂(例如，助洗剂(builder))，包括但不限于:氨基羧酸或聚丙烯酸酯。通常，螯合剂是一种分子，所述分子能够配位(即，结合)在天然水中常存在的金属离子以防止金属离子干扰清洁组合物的其他洗净性成分的作用。也可以作为螯合剂或掩蔽剂的助洗剂的优选添加水平是以重量计约0.1 %至约70%之间、以重量计约I %至约60%之间或以重量计约1.5%至约50%之间。如果固体洗涤剂作为浓缩物提供，浓缩物可以包含以重量计大约1%至大约60%之间、以重量计大约3%至大约50%之间和以重量计大约6%至大约45%之间的助洗剂。助洗剂的额外范围包括以重量计大约3%至大约20%之间、以重量计大约6%至大约15 %之间、以重量计大约25 %至大约50 %之间和以重量计大约35 %至大约45 %之间。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0066]在优选的方面，螯合剂(例如葡萄糖酸钠)以重量计约0.1 %至约50%之间、以重量计约0.5%至约50%之间、以重量计约1%至约50%之间、以重量计约1%至约25%之间和以重量计约5%至约25%之固体洗涤剂组合物总重量的量提供。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0067]用于无磷酸盐碱性洗涤剂组合物中的优选螯合剂的实例包括羧酸盐，如柠檬酸盐、酒石酸盐或葡糖酸盐是合适的。在优选的方面，使用葡萄糖酸钠作为固体碱性洗涤剂组合物的螯合剂。
[0068]固体洗涤剂组合物可以含有不基非磷的助洗剂。虽然多种组分可以包括痕量的磷，但是视为不含磷的组合物总体不包含磷酸盐或膦酸盐助洗剂或螯合组分作为有意添加的组分。羧酸盐如柠檬酸盐、酒石酸盐或葡糖酸盐是合适的。含有少量或不含NTA的有用氨基羧酸材料包括但不限于:N-羟乙氨基二羧酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、羟乙二胺四乙酸、二乙三胺五乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)和具有带羧酸取代基的氨基的其他类似酸。
[0069]可以使用水调理聚合物作为不含磷的助洗剂。示例性水调理聚合物包括但不限于:聚羧酸酯。可以用作助洗剂和/或水调理聚合物的示例性聚羧酸酯包括但不限于:具有羧酸侧基(-CO2-)的那些，如聚丙烯酸、马来酸、马来酸/烯烃共聚物、磺化共聚物或三元共聚物、丙基酸/马来酸共聚物、聚甲基丙烯酸、丙烯酸甲基丙烯酸共聚物、水解的聚丙烯酰胺、水解的聚酰胺-甲基丙烯酰胺共聚物、水解的聚丙烯腈、水解的聚甲基丙烯腈和水解的丙烯腈-甲基丙烯腈共聚物。对于螯合剂的进一步讨论，见Kirk-Othmer,化工技术百科全书(Encyclopedia of Chemical Technology),第 3 版，第 5 卷，第 339-366 页和第 23 卷，第319-320页，所述文献的公开内容通过引用方式并入完整本文。这些材料也可以在亚化学计量水平使用以作为晶体调节物发挥作用。
[0070]硬化剂
[0071]固体洗涤剂组合物也可以包含除助洗剂之外的硬化剂或以助洗剂的形式包含硬化剂。硬化剂是有机或无机化合物或化合物体，其显著地有助于使组合物的固化均一。优选地，硬化剂与清洁剂(包括氢氧化钠有效碱度)和组合物的其他有效成分相容并且能够提供经加工组合物的有效量的硬度和/或水溶解度。当混合和固化时，硬化剂还应当能够与清洁剂和其他成分形成均匀基质，以便在使用期间提供清洁剂从固体洗涤剂组合物中的均一溶出。
[0072]固体洗涤剂组合物中所包含的硬化剂的量将取决于多种因素变动，所述因素包括但不限于:正在制备的固体洗涤剂组合物的类型、固体洗涤剂组合物的成分、组合物的预期用途、在使用期间随时间推移施加至固体组合物的分配液的量、分配液的温度、分配液的硬度、固体洗涤剂组合物的物理尺寸、其他成分的浓度和组合物中清洁剂的浓度在。优选固体洗涤剂组合物中所包含的硬化剂的量是有效与组合物的清洁剂和其他成分组合以在连续混合条件下和在硬化剂熔化温度或以下的温度形成均匀混合物。
[0073]还优选硬化剂与清洁剂和其他成分形成一种基质，其中在混合停止并且混合物从混合体系分撒出来后，所述基质将在大约30°C至大约50°C，尤其大约35°C至大约45°C的环境温度下在大约少于I分钟、或从约I分钟至大约3小时、尤其大约少于2分钟至大约2小时并且尤其大约少于5分钟至大约I小时内硬化成固体形式。可以施加来自外部源的最少量热至混合物以促进混合物的加工。优选的是，固体洗涤剂组合物中所包含的硬化剂的量有效提供置于含水介质中时，加工的组合物的所需硬度和所需受控溶解速率，以便在使用期间实现清洁剂从固化组合物中所需的分散速率。
[0074]硬化剂可以是有机或无机硬化剂。根据本发明的一个方面，优选有机硬化剂不是聚乙二醇(PEG)化合物，如本发明实施例10-23中所显示。聚乙二醇的实例包括但不限于:通式H(OCH2CH2)nOH的具有多种分子量的固体聚乙二醇，其中η大于15，尤其是大约30至大约1700。进一步优选硬化剂不是脲和/或脲粒子。
[0075]优选的无机硬化剂是可水化的无机盐，包括但不限于:硫酸盐和重碳酸盐。无机硬化剂以直至大约50%、尤其大约1%至大约25%和更具体地大约5%至大约15%的浓度存在。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0076]漂白剂
[0077]适用于固体洗涤剂组合物中用于亮化或增白衬底的漂白剂包括在清洁过程期间一般遇到的条件下能够释放活性卤素种类(如Cl2、Br2, ocr和/或-0Br_)的漂白性化合物。用于固体洗涤剂组合物中的合适漂白剂包括但不限于:含氯化合物如氯、次氯酸盐或氯胺。释放卤素的示例性化合物包括但不限于:碱金属二氯异氰脲酸盐、氯化磷酸三钠、碱金属次氯酸盐、单氯胺和二氯胺。包囊化氯源也可以用来增强组合物中氯源的稳定性(见例如，美国专利号4，618，914和4，830，773，所述文献的公开内容通过引用的方式并入本文)。漂白剂也可以是过氧源(peroxygen)或活性氧源如过氧化氢，过硼酸盐，碳酸钠过氧水合物(sodium carbonate peroxyhydrate)、过一硫酸钾盐及过硼酸钠一水合物和四水合物，存在和不存在激活剂如四乙酰乙二胺。
[0078]当浓缩物包含漂白剂时，漂白剂可以按照以重量计大约0.1%至大约60%之间、以重量计大约1%至大约20%之间、以重量计大约3%至大约8%之间和以重量计大约3%至大约6%之间的量包含。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0079]填料
[0080]固体洗涤剂组合物可以包含有效量的洗涤剂填料，所述洗涤剂填料本身不作为清洁剂发挥作用，而是与清洁剂协作以增强组合物的总体清洁能力。适用于本发明的清洁组合物中的洗涤剂填料的实例包括但不限于:硫酸钠和氯化钠。当浓缩物包含洗涤剂填料时，洗涤剂填料可以按照以重量计直至大约50%、以重量计大约1%至大约30%之间或以重量计大约1.5%至大约25%之间的量包含。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0081]消泡剂
[0082]也可以在器具洗涤组合物中包含用于降低泡沫稳定性的消泡剂。消泡剂的实例包括但不限于:环氧乙烷/丙烯嵌段共聚物，如在名称Pluronic N-3下可获得的那些物质；硅氧烷化合物如分散于聚二甲基硅氧烷中的二氧化硅、聚二甲基硅氧烷和官能化聚二甲基硅氧烷，如在名称Abil B9952下可获得的那些物质；脂肪酰胺、烃蜡、脂肪酸、脂肪酯、脂肪醇、脂肪酸皂、乙氧基化物、矿物油、聚乙二醇酯和烷基磷酸酯如单硬脂基磷酸酯。
[0083]对消泡剂的讨论可以在例如授予Martin等人的美国专利号3，048, 548、授予Brunelle等人的美国专利号3，334，147和授予Rue等人的美国专利号3，442，242中找到，所述文献的公开内容引用方式并入本文。当浓缩物包含消泡剂时消泡剂可以按照以重量计大约0.0001%至大约10%之间、以重量计大约0.001%至大约5%之间或以重量计大约
0.01%至大约1.0%之间的量提供。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0084]抗再沉积剂
[0085]固体洗涤剂组合物可以包含抗再沉积剂，所述抗再沉积剂用于促进污垢持续地悬浮于清洁液中并防止移除的污垢再沉积到已清洁的衬底上。合适的再沉积剂的实例包括但不限于:聚丙烯酸酯，苯乙烯马来酐共聚物、纤维素衍生物如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素。当浓缩物包含抗再沉积剂时，抗再沉积剂可以按照以重量计大约0.5%至大约10%之间和以重量计大约1%至大约5%之间的量包含。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0086]稳定剂
[0087] 固体洗涤剂组合物也可以包含稳定剂。合适的稳定剂的实例包括但不限于:硼酸盐、钙/镁离子、丙二醇及它们的混合物。浓缩物不需要包含稳定剂，但是当浓缩物包含稳定剂时，稳定剂可以按照向浓缩物提供所需稳定性水平的量包含。稳定剂的示例性范围包括以重量计直至大约20%、以重量计大约0.5%至大约15%之间和以重量计大约2%至大约10%之间。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0088] 分散剂
[0089]固体洗涤剂组合物也可以包含分散剂。可以在固体洗涤剂组合物中使用的合适分散剂的实例包括但不限于:马来酸/烯烃共聚物、聚丙烯酸及其混合物。浓缩物不需要包含分散剂，但是当包含分散剂时，它可以按照提供所需分散特性的量包含。分散剂在浓缩物中的示例性范围可以是以重量计直至大约20%、以重量计大约0.5%至大约15%之间和以重量计大约2%至大约9%之间。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0090]酶
[0091]固体洗涤剂组合中可以包含的酶包括有助于移除淀粉和/或蛋白质污溃的那些酶。酶的示例性类型包括但不限于:蛋白酶、α-淀粉酶及其混合物。可以使用的示例性蛋白酶包括但不限于:那些源自地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformix)、迟缓芽孢杆菌(Bacillus lenus)、嗜喊芽抱杆菌(Bacillus alcalophilus)和解淀粉芽抱杆菌(Bacillusamyloliquefacins)。示例性α -淀粉酶包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。浓缩物不需要包含酶，但是当浓缩物包含酶时，该酶可以按照在固体洗涤剂组合物作为应用组合物提供时提供所需酶活性的量包含。酶在浓缩物中的示例性范围包括直至大约15%、以重量计大约0.5%至大约10%之间和以重量计大约1%至大约5%之间。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0092]玻璃和金属腐蚀抑制剂
[0093]固体洗涤剂组合物可以按照直至大约50%、以重量计大约1%至大约40%之间或以重量计大约3%至大约30%之间的量包含金属腐蚀抑制剂。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0094]在固体洗涤剂组合物中足够提供下述使用液的量包含腐蚀抑制剂，其中所述使用液显示的玻璃腐蚀和/或侵蚀速率小于除不存在腐蚀抑制剂外而相同的使用液的玻璃腐蚀和/或侵蚀速率。预期这种使用液将包括每百万份(PPm)至少大约6份腐蚀抑制剂以提供所需的腐蚀抑制特性。预期可以在使用液中使用较大的量的腐蚀抑制剂，而无有害影响。预期在某个点上，增加的耐腐蚀和/或侵蚀性与渐增的腐蚀抑制剂浓度的加合效应将丧失，并且额外的腐蚀抑制剂将只会增加使用固体洗涤剂组合物的成本。使用液可以包括以重量计大约6ppm至大约300ppm的腐蚀抑制剂和以重量计大约20ppm至大约200ppm的腐蚀抑制剂。合适的腐蚀抑制剂的实例包括但不限于:铝离子源和锌离子源的组合以及碱金属硅酸盐或其水合物。
[0095]腐蚀抑制剂可以指铝离子源和锌离子源的组合。当固体洗涤剂组合物以使用液的形式提供时，铝离子源锌离子源分别提供铝离子和锌离子。基于铝离子源和锌离子源的合并量计算腐蚀抑制剂的量。在使用液中提供铝离子的任何物质均可以称作铝离子源，并且以使用液提供时提供锌离子的任何物质均可以称作锌离子源。铝离子源和/或锌离子源不必反应来形成铝离子和/或锌离子。铝离子可以视为铝离子源，并且锌离子可以视为锌离子源。铝离子源和锌离子源可以作为有机盐、无机盐及其混合物提供。示例性铝离子源包括但不限于:铝盐如铝酸钠、溴化铝、氯酸铝、氯化铝、碘化铝、硝酸铝、硫酸铝、乙酸盐铝、甲酸铝、铝酒石酸盐、乳酸铝、油酸铝、溴酸铝、硼酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝锌和磷酸铝。示例性锌离子源包括但不限于:锌盐如氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、碘化锌、硫氰酸锌、氟硅酸盐锌、重铬酸锌、氯酸锌、锌酸钠、葡萄糖酸锌、乙酸锌、苯甲酸锌、柠檬酸锌、乳酸锌、甲酸锌、溴酸锌、溴化锌、氟化锌、氟娃酸盐锌和水杨酸锌酯。
[0096] 申请人:发现通过控制使用液中铝离子对锌离的比率，与单独使用任一种组分相比相比，可以提供降低的玻璃和陶瓷腐蚀和/或侵蚀。即，铝离子和锌离子的组合可以在降低腐蚀和/或侵蚀方面提供协同作用。可以控制铝离子源对锌离子源的比率以提供协同效应。通常，使用液中铝离子对锌离子的重量比可以是至少大约6: 1，可以是小于大约I: 20，并且可以在大约2: I至大约1: 15之间。可以在本发明的组合物和方法中使用有效量的碱金属硅酸盐或其水合物，以便形成具有金属保护能力的稳定的固体洗涤剂组合物。在本发明的组合物中使用的硅酸盐是已经常规用于固体洗涤剂制剂中的那些。例如，常见的碱金属硅酸盐是那些粉状、粒状或颗粒状硅酸盐，它们是无水或优选地含有水化水(以重量计大约5%至大约25%之间、尤其以重量计大约15%至大约20%之间的水化水)。这些硅酸盐是优选地硅酸钠并且分别具有大约1:1至大约1: 5的Na2O: SiO2比率，并且一般以重量计大约5%至大约25%之间的量含有可用水。通常，硅酸盐具有约1:1至大约1: 3.75、具体地大约1: 1.5至大约1: 3.75和最具体地大约1: 1.5至大约I: 2.5的Na2O: SiO2比率。最优选具有大约1: 2的Na2O: SiO2比率和以重量计大约16%至大约22%之间水化水的硅酸盐。例如，这类硅酸盐是从美国宾夕法尼亚州瓦利福奇的PQ公司(PQ Corporation,Valley Forge,PA)以粉末形式作为⑶娃酸盐(GD Silicate)和以颗粒状形成作为Britesil H-2可获得的。可以用单一硅酸盐组合物或组合时产生优选比率的硅酸盐组合获得这些比率。已经发现处于优选比率(大约1: 1.5至大约1: 2.5的Na2O: SiO2比率)的水合硅酸盐提供最佳的金属保护作用并且快速形成固体洗涤剂。水合硅酸盐是优选的。
[0097]可以在固体洗涤剂组合物中包含硅酸盐以提供金属保护作用，但额外地已知这些硅酸盐提供碱度并且另外作为抗再沉积剂发挥作用。示例性硅酸盐包括但不限于:硅酸钠和硅酸钾。可以不向固体洗涤剂组合物提供硅酸盐，但是当包含硅酸盐时，它们可以按照提供所需金属保护作用的量包含。浓缩物可以按照以重量计至少大约1%、以重量计至少大约5%、以重量计至少大约10%和以重量计至少大约15%的量包含硅酸盐。此外，为了向浓缩物中的其他组分提供足够空间，可以按照以重量计小于大约35%、以重量计小于大约25%,以重量计小于大约20%，和以重量计小于大约15%的水平提供硅酸盐组分。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0098]香料和染料
[0099]也可以在组合物中包含多种染料、增味剂(包括香料)和其他美感增强剂。可以包含以便改变组合物外观的合适染料包括但不限于:从印度艾哈迈达巴德的迈可染料化学公司(Mac Dye-Ch em Industries, Ahmedabad, India)可获得直接蓝86 ;从美国宾夕法尼亚州匹斯堡的莫贝化学公司(Mobay Chemical Corporation, Pittsburgh, PA)可获得的Fastusol蓝；从美国新泽西州韦恩的美国氰胺公司(American Cyanamid Company, Wayne,NJ)可获得的酸性橙7 ;从新泽西普林斯顿的山德士公司(Sandoz, Princeton, NJ)可获得的碱性紫10和赛德伦蓝(Sandolan Blue) /酸蓝182 ;从德国雷根施陶夫的开莫斯公司(Chemos GmbH, Regenstauf, Germany)可获得的酸性黄23 ;从美国密苏里州圣路易斯的西格玛化学公司(Sigma Chemical, St.Louis, MO)可获得的酸性黄17 ;从美国伊利诺斯州芝加哥市的公司凯斯通阿纳联和化学公司(Keyston Analine and Chemical,Chicago, IL)可获得的暗绿和间胺黄；从美国俄亥俄州辛辛那提的埃默洛尔德希尔顿戴维斯公司(EmeraldHilton Davis, LLC, Cincinnati, OH)可获得的酸性蓝9 ;从美国新泽西州纽瓦克的开普妥颜料和化学公司(Capitol Color and Chemical Company, Newark, NJ)可获得的 Hisol永固红和荧光素；和从北卡罗来纳州格林斯伯勒的汽巴精化有限公司(Ciba SpecialtyChemicals Corporation, Greenboro, NC)可获得的酸性绿 25。
[0100]可以在组合物中包含的香精或香料包括但不限于:如香茅醇的类萜、如戊基肉桂醛的醛、如顺式-茉莉吡喃(CIS-jasmine)或乙酸苄酯的茉莉吡喃，以及香草醛。
[0101]助流剂
[0102]也可以在组合物中包含多种的助流剂。助流剂还可以称作载体和/或助流剂(glidant)并且通常已知的用于改善组合物(如本发明的固体洗涤剂组合物)的加工。改善本发明均匀粉状组分的流动性的合适组分可以包括例如无机或有机物质。根据一个方面，无机物质是优选的，包括例如二氧化硅、硼酸盐、乙酸盐、硫酸盐等。可以使用二氧化硅，包括例如沉淀形式或火成形式(例如，Sipemat?、Aerosil?、cab-o- SIL? )，并且它们是例如从赢创工业公司(Evonik Industries)可商业获得。
[0103]制造和使用方法
[0104]不限于本发明的具体理论，实际固化机制可以因氢氧化物水化而发生，所述氢氧化物水化例如氢氧化钠(或其他碱金属氢氧化物)与水相互作用。认为氢氧化钠和次生碱度源(例如硅酸钠)连同多元羧酸聚合物的组合起到控制固化过程动力学和热动力学的作用，并且提供一种固化基质，其中可以结合额外的功能性材料以形成有功能的固体组合物。例如，多元羧酸聚合物和其他功能性成分可以具有通过充当自由水的供体和/或受体而稳定氢氧化物的功效。
[0105]在本发明的其他方面，可以存在因苏打灰水化(例如可水化盐与水相互作用)所致的多个固化方面。例如，根据这类实施方案，碳酸盐通过充当自由水的供体和/或受体水
八
口 ο
[0106]根据本发明的多个方面，通过控制水化苏打灰和/或氢氧化物碱度源的水迁移速率，可以控制洗涤剂组合物的固化速率以向所得到的固体洗涤剂组合物产品提供加工及尺寸稳定性。固化速率是重要的，因为如果固化基质固化过快，则组合物可能在混合期间固化并且造成加工停止。如果固化基质固化太缓慢，则宝贵的加工时间损耗。
[0107]不限于本发明的具体理论，在一个方面，多元羧酸聚合物可以通过确保含有氢氧化钠和次生碱度源(例如硅酸钠)的固体产品不胀大，辅助向终产物提供尺寸稳定性。如果固体产品在固化后胀大，可能出现多种问题，包括但不限于:密度、完整性和外观下降；和不能分配或包装固体产品。通常，如果固体产物具有小于约3%和具体地小于约2%的增长指数，则认为该固体产物具有尺寸稳定性。增长指数指某产品在固化后在正常运输/储藏条件下经过一段时间后的长大或胀大百分比。因为洗涤剂产品的正常运输/储藏条件经常造成洗涤剂组合物经历升高的温度，所以可以通过测量该产物在100° F和120° F之间加热之前和之后的一种或多种尺度，确定固体洗涤剂产品的增长指数。测量的这个尺度或多个尺度取决于固体产品的形状和它胀大的方式。对于片剂，通常测量直径和高度的变化并且加总以确定增长指数。对于胶囊剂，正常情况下仅测量直径。
[0108]通常，可以通过将碱金属氢氧化物碱度源(例如氢氧化钠)、次生碱度源(例如无水硅酸钠)、多元羧酸聚合物、碳酸钠、水和任何额外的功能性组分组合并且允许所述分相互作用并固化，产生使用本发明固化基质的固体洗涤剂组合物。
[0109]例如，在第一实施方案中，固体洗涤剂组合物可以包含氢氧化钠、无水硅酸钠、多元羧酸聚合物、水充料、碳酸钠、螯合剂和任选的功能性成分。在一个示例性实施方案中，固体洗涤剂组合物包含以重量计在大约1%至90%之间的碱金属氢氧化物碱度、以重量计
0.1%至大约15%之间的多元羧酸聚合物、以重量计在大约0.1%至大约25%之间的水、以重量计在大约20 %至大约90 %之间的碳酸钠、以重量计大约0.1 %至50 %之间的螯合剂(如葡萄糖酸钠)和以重量计0.1%至50%之间的次生碱度源和/或腐蚀抑制剂。在另一个示例性实施方案中，固体洗漆剂组合物包含以重量计在大约5%至70%之间的碱金属氢氧化物碱度、以重量计1%至大约10%之间的多元羧酸聚合物、以重量计在大约0.1%至大约10%之间的水、以重量计在大约25%至大约90%之间的碳酸钠、以重量计大约1%至50%之间的螯合剂和以重量计1%至50%之间的次生碱度源和/或腐蚀抑制剂。在又一个示例性实施方案中，固体洗漆剂组合物包含以重量计在大约10%至50%之间的碱金属氢氧化物碱度、以重量计2.5%至大约10%之间的多元羧酸聚合物、以重量计在大约1%至大约5 %之间的水、以重量计在大约30 %至大约70 %之间的碳酸钠、以重量计大约I %至50 %之间的螯合剂和以重量计1%至50%之间的次生碱度源和/或腐蚀抑制剂。不限于本发明的范围，本文中描述的全部数字范围包括限定这个范围的数值并且包括所限定范围内部的每个整数。
[0110]在一些实施方案中，组合物内部控制氢氧化钠、水和多元羧酸聚合物的相对量。固化基质和额外的功能性组分因氢氧化钠和水(氢氧化物水化)和/或碳酸钠与水(苏打灰水化)的化学反应而硬化成固体形式。随着固化基质固化，粘合剂组合物可以形成以结合并固化各组分。至少成分的一部分缔合以形成粘合剂，同时成分的其余部分形成固体组合物的其余部分。固化过程可以持续几分钟至约6小时，这取决于多个因素，包括但不限于:形成的组合物的尺寸、组合物的成分和组合物的温度。
[0111]根据本发明的一个方面，将可水化盐(例如碳酸钠)、次生碱度源(例如无水硅酸钠)和至少一种额外的功能性成分组合成均匀的粉末混合物。将水源添加至掺入洗涤剂组合物之前的均匀粉末混合物，并且水源可以作为固体水合物提供。根据本发明的一个方面，添加水至均匀粉末混合物在本文中称作水“充料(charge)”。在固化基质中包含水充料用于与氢氧化钠(和任选地与多元羧酸聚合物)后续组合。在一个方面，优选小于约10%、约1%至约10%或从约2%至约10%的水充料。
[0112] 因此，随后将这种固体水合物与氢氧化钠(和任选地与多元羧酸聚合物)组合。添加至洗涤剂组合物时，氢氧化钠与水和碳酸钠基质组合，以便洗涤剂组合物根据本发明的方法有效地固化。通常，有效量的氢氧化钠和碳酸钠指通过控制水进入氢氧化物水化过程和/或苏打灰水化过程的速率和移动有效控制固化体系动力学和热动力学的量。
[0113]使用分批或连续混合系统产生了利用这种固化基质形成的固体洗涤剂组合物。在一个示例性实施方案中，使用压片机加工方法以根据本发明的方从均匀混合物中形成片剂。在一些实施方案中，加工温度处于组分的熔化温度或以下。可以通过成型或其他合适的手段从混合器中分配加工的混合物，与此同时，洗涤剂组合物硬化成固体形式。基质的结构可以根据其硬度、熔点、物料分布、晶体结构等特性，根据本领域已知的方法表征。总体上，根据本发明方法加工的固体洗涤剂组合物就成分遍及其整块分布而言是基本上均匀的并且是尺寸稳定的。
[0114]特别地，在成型过程中，将液体和固体组分导入最终混合系统中并且连续地混合直至组分形成基本上均匀的半固体混合物，其中各组分遍及整块分布。在一个示例性实施方案中，将各组分在混合系统中混合至少大约5秒。混合物随后从混合系统中释放入或穿过模具或其他成型工具。随后包装产品。在一个示例性实施方案中，成型的组合物在小于I分钟内或在大约I分钟至大约3小时之间开始硬化成固体形式。具体而言，成型的组合物在数秒内至约I分钟内开始硬化成固体形式。更具体而言，成型的组合物在大约数秒内至约2分钟内开始硬化成固体形式。
[0115] 术语“固体形式”意指硬化的组合物将不流通并且在中度应力或压力或仅重力下将基本上保持其形状。固体组合物的硬度可以是从相对致密和坚硬的融合固体产品(例如混凝土)的硬度至表征为硬化糊膏的一致性。此外，术语“固体”指在固体洗涤剂组合物的预期储存和使用途条件下洗涤剂组合物的状态。通常，预期洗涤剂组合物在暴露于直至大约100° F和尤其大于大约120° F的温度时将保持固体形式。
[0116]所得到的固体洗涤剂组合物可以采取多种形成，包括但不限于:挤出、模制或成型的固体团粒、块、片、粉末、颗粒、薄片；成型的固体可以随后研磨或成型为粉末、颗粒或薄片。在本发明的一个实施方案中，固体洗涤剂组合物不是铸造的固体产品。在一个示例性实施方案中，借助固化基质形成的挤出团粒材料具有大约50克至大约250克之间的重量，借助固化基质形成的挤出固体具有大约100克或更大的重量，借助固化基质形成的固体块状洗涤剂具有大约0.25千克至大约10千克之间的质量。固体组合物提供经稳定的功能性材料源。在一些实施方案中，固体组合物可以溶解于例如含水或其他介质中，以产生浓缩液和/或使用液。可以将这种溶液引向储存库以便稍后使用和/或稀释，或可以直接施加至使用地点。
[0117]在某些实施方案中，固体洗涤剂组合物以单位剂量的形式提供。单位剂量指如此规定的固体洗涤剂组合物单位，从而在单个洗涤循环期间使用整个单位。根据本发明的多个方面，当固体洗涤剂组合物作为单位剂量形式提供时，一般将它作为挤出的团粒或片剂提供，所述团粒或片剂具有大约I克至大约250克的规格。
[0118]在其他实施方案中，固体洗涤剂组合物以多次使用固体(如块或多颗团粒)的形式提供，并且可以反复使用以产生用于多个洗涤循环的含水洗涤剂组合物。在某些实施方案中，固体洗涤剂组合物作为挤出的块或片剂提供，所述块或片剂具有大约5克至大约10千克的质量。在某些实施方案中，多次使用形式的固体洗涤剂组合物具有大约I千克至大约10千克之间的质量。在其他实施方案中，多次使用形式的固体洗涤剂组合物具有大约5千克至约大致8千克之间的质量。在其他实施方案中，多次使用形式的固体洗涤剂组合物具有约大致约5克至大约I千克之间或大约5克至大约500克之间的质量。
[0119]虽然讨论了将洗涤剂组合物成型为固体产品，但是洗涤剂组合物也可以按糊膏的形式提供。当浓缩物以糊膏的形式提供时，添加足够的水至洗涤剂组合物，从而阻碍洗涤剂组合物的完全固化。另外，可以将分散剂和其他组分掺入洗涤剂组合物中，以便维持所需的组分分布。
[0120]本发明的多种的固化基质可以在多种清洁应用中使用。在一些方面，本发明的固体洗涤剂组合物适用于要求环境友好型固体碱性洗涤剂的任何应用中。这类应用包括但不限于:无磷酸盐碱性洗涤剂用于联立炉(如用于多种食品服务业中的那些)中。额外的应用可以包括，例如，使用器具清洗洗涤剂的机器器具洗涤、预浸泡、炸锅溢出物、动力浸泡槽和相关应用、浸泡槽、仪器再处理、送洗衣物和纺织品清洁和去溃，地毯清洁和去溃、车辆清洁和护理应用、表面清洁和去溃、厨房和浴室清洁和去溃、地板清洁和去溃、清洁整理操作、普通目的清洁和去溃和/或工业用或家用清洁剂。
[0121]在优选的方面，固体洗涤剂组合物特别适用于清洁联立炉。联立炉的多种描述例如在美国专利号 5，368，008,5, 640，946 和 6，410，890,EP 0652405 和 DE2842771 中公开，所述每份专利通过引用的方式完整并入本文。例如，联立炉可以指具有双腔蒸汽锅、双腔蒸汽锅炉或具有至少一种炉腔和蒸汽发生器和/或锅炉的设备。可以提供本发明的固体洗涤剂组合物用于清洁本领域已知的联立炉设备。
[0122]在一些方面，可以将固体洗涤剂组合物直接添加至联立炉装置，例如通过漏斗或其他部件，如在例如美国专利号5，640，946中描述和绘制那样，而不是必须接近联立炉的蒸汽锅和/或锅炉组件。供应本发明固体洗涤剂组合物的这些和其他入口点将是本领域技术人员轻易可确定的。在一些方面，本发明的固体洗涤剂组合物可以最初用来产生输送至联立炉以便根据本发明进行清洁的水溶液或悬液。此后，将液体组合物施加至该设备的内表面，例如，通过使用喷嘴和/或喷射机(spray jet)等。
[0123]使用本发明固体洗涤剂组合物清洁的方法还可以包括一个或多个淋洗步骤、脱钙步骤，预洗涤步骤和/或浸泡步骤。
[0124]实施例
[0125]在以下实施例中更具体地描述本发明，所述实施例仅意在说明，因为处于本发明范围内的众多修改和变型将是本领域技术人员显而易见的。除非另外指出，以下报告的全部份数、百分比和比率均基于重量，并且实施例中所用的全部试剂均从下文描述化学品供应商获得或从这些供应商可获得的，或可以通过常规技术合成。
[0126]以下试验方法用来表征实施例1、2和3以及对比实施例A和B中产生的组合物:
[0127]成型产品的尺寸稳定性试验
[0128]首先将使用多元羧酸聚合物作为固化基质的部分的大约50克产品批次在模具中以每平方英寸大约1000磅(PSi)压制大约20秒，以形成片剂。测量并记录的片剂的直径和高度。将片剂在室温维持I日并且随后置于大约120° F温度的烘炉中。从烘炉中取出片剂后，再次测量并记录的片剂的直径和高度。基于加热后片剂直径和高度的累积变化，通过测量增长确定片剂的增长指数。
[0129]实施例1、2和3以及对比实施例A和B
[0130]实施例1、2和3是使用多元羧酸聚合物作为固化基质的部分的本发明组合物。具体而言，实施例1、2和3的组合物分别使用聚丙烯酸聚合物、改性聚丙烯酸聚合物和聚马来酸聚合物作为固化基质的部分。组合物，实施例1、2和3的组合物还包括如表1中提供的碳酸钠(苏打灰或致密苏打灰)、碳酸氢钠、硅酸钠、助洗剂、表面活性剂、去泡剂、氢氧化钠和水的组分浓度(单位是重量百分比)。将碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、助洗剂、表面活性剂和去泡剂预混合以形成粉末预混物，并且将多元羧酸聚合物、氢氧化钠和水混合以形成液体预混物。随后将粉末预混物和液体预混物混合在一起以形成组合物。将大约50克组合物以大约1000psi持续大约20秒压制成片剂。
[0131]如实施例1、2和3中那样制备对比实施例A的组合物，除了对比实施例A的组合物不包含多元羧酸聚合物之外。
[0132]如实施例1中那样制备对比实施例B的组合物，除了添加Trilon M粉末之外，Trilon M粉末是甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)粉末。表1提供实施例1、2和3以及对比实施例A的组合物的组分浓度。表2提供对比实施例B的组分浓度。
[0133]表1
[0134]
【权利要求】
1.一种固体洗涤剂组合物，其包含: 碱金属氢氧化物碱度源； 碳酸钠； 无水硅酸盐次生碱度源； 水； 至少一种功能性成分； 其中所述固体洗涤剂组合物是无磷的并且是尺寸稳定的水合物固体，如果在120华氏度的温度加热，所述固体洗涤剂组合物具有小于3%的增长指数。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种功能性成分选自次生碱度源、洗涤剂助剂、表面活性剂、腐蚀抑制剂、水调理剂、螯合剂、助流剂及其组合。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述的功能性成分是聚丙烯酸聚合物或盐或其衍生物。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述功能性成分是聚丙烯酸聚合物或聚丙烯酸酯聚合物，并且基于所述组合物的重量为约0.1%至约15%之间。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述碳酸钠基于所述组合物的重量计约20%至约90%之间。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水基于所述组合物的重量计约0.1%至约10%之间。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物不包含聚乙二醇和/或脲。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述碱金属氢氧化物是氢氧化钠并且基于所述组合物的重量计约5%至70%之间。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种功能性成分是次生碱度源并且基于所述组合物的重量计约1 %至50%之间。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种功能性成分是螯合剂并且基于所述组合物的重量计约1 %至50%之间。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物是水合固体片剂。
12.—种固体洗涤剂组合物，基本上由以下组成: 基于所述固体洗涤剂组合物的重量计约5%至约70%之间的氢氧化钠； 基于所述固体洗涤剂组合物的重量计约20%至约90%之间的碳酸钠； 基于所述固体洗涤剂组合物的重量计约0.1 %至约15%之间的多元羧酸聚合物或盐或其衍生物； 基于所述固体洗涤剂组合物的重量计约0.1%至约10%之间的水； 基于所述固体洗涤剂组合物的重量计约1%至约50%之间的次生碱度源，其中所述碱度源是无水硅酸盐； 基于所述固体洗涤剂组合物的重量计约1%至约50%之间的螯合剂； 其中所述固体洗涤剂组合物是无磷水合固体，其中如果所述固体在120华氏度的温度下加热，所述固体是尺寸稳定的并且具有小于3%的增长指数。
13.根据权利要求12所述的组合物，其中所述氢氧化钠基于所述组合物的重量计约10%至50%之间，所述碳酸钠基于所述组合物的重量计30%至70%之间，所述多元羧酸聚合物或盐或其衍生物是聚丙烯酸酯聚合物并且基于所述组合物的重量计约2.5%至10%之间，所述水基于所述组合物的重量计约1%至5%之间，所述次生碱度源基于所述组合物的重量计约1%至20%之间，以及所述螯合剂基于所述组合物的重量计约5%至25%之间。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中所述组合物是不包含聚乙二醇、脲和/或碳酸钾的水合固体片剂。
15.一种制备固体洗涤剂组合物的方法，所述方法包括: 将碳酸钠、无水硅酸盐次生碱度源和至少一个额外的功能性组分组合以形成粉末预混物； 将所述粉末预混物与水源混合以形成固体水合物；并且 将所述固体水合物与氢氧化钠源并任选地与多元羧酸聚合物或盐或其衍生物组合； 其中所述固体洗涤剂组合物是无磷的，以及 其中如果在120华氏度的温度加热，所述固体洗涤剂组合物是尺寸稳定的并且具有小于3%的增长指数。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述固体洗涤剂组合物是片剂。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述固体洗涤剂组合物包含以所述固体洗涤剂组合物的重量计约5 %至约70 %之间的氢氧化钠、约20 %至约90 %之间的碳酸钠、约0.1 %至约15%之间的多元羧酸聚合物或盐或其衍生物、约0.1%至约10%之间的水、约1%至约.50%之间的次生碱度源和约1%至约50%之间的螯合剂。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括在约30°C至约50°C之间的环境温度下固化所述组合物。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述固体洗涤剂组合物的尺寸稳定性具有小于.2%的增长指数。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述氢氧化钠基于所述组合物的重量计约10%至50%之间，所述碳酸钠基于所述组合物的重量计30%至70%之间，所述多元羧酸聚合物或盐或其衍生物是聚丙烯酸酯聚合物或盐或其衍生物并且基于所述组合物的重量计约.2.5%至10%之间，所述水基于所述组合物的重量计约I %至5%之间，所述次生碱度源基于所述组合物的重量计约I %至20%之间，并且所述螯合剂基于所述组合物的重量计约.5%至25%之间。
【文档编号】C11D3/60GK103911225SQ201310064408
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2013年1月4日
【发明者】科莱布·琼斯, 凯瑟琳·莫利纳罗, 达丽尔·鲍林, 凯伦·瑞格雷, 布莱达·L·特杰塔, 莉萨·M·桑德斯, 迈克尔·E·贝斯 申请人:埃科莱布美国股份有限公司