速溶性固體清潔劑的制作方法

專利名稱：速溶性固體清潔劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及固體清潔劑組合物，例如器皿和/或硬表面清潔組合物，漂洗助劑、消毒添加劑、衣物清潔劑和輸送機潤滑劑，它們包括清洗劑、用于快速溶解的支化脂肪酸崩解劑(disintegrator)和根據需要的添加劑例如清潔劑輔料。

背景技術：
固體堿性清潔劑組合物廣泛地用于家用和工業洗碗、洗衣和一般表面清洗。所消耗的較大量這樣的清潔組合物由固體顆粒、片劑或粒料和固體塊構成。固體組合物是有利的，因為它們改進的處理和安全，在運輸和儲存期間消除組分分離和活性組分在組合物內提高的濃度。這些清潔劑組合物通常包括堿性源例如堿金屬氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硅酸鹽或它們的混合物和硬度螯合劑或增效劑(builder)作為它們的主要清洗組分。所述硬度螯合劑的作用是通過螯合或以其它方式絡合使堿金屬助洗劑鹽和清潔劑沉淀的金屬陽離子來調理洗滌水。所述堿性組分通過分解酸性和蛋白質屬污物而賦予組合物凈化性。
通常通過用水溶解固體清潔劑來使用固體清潔劑。例如，洗衣應用可以使用噴水分配器。在這種分配器中，清潔劑與大部分水結合，產生清潔劑濃縮液，將該清潔劑濃縮液添加到洗衣機中的洗滌水中而形成洗液。在其它應用中，直接地使用清潔劑濃縮液，通常稱為應用溶液(a use solution)。應用溶液或洗液當與受污制品接觸時成功地從制品除去污物。此種凈化性(去污)通常大部分由用于制造清潔劑的堿性源獲得。具體來說，美國專利號4,595,520、4,680,134、6,177,392和6,150,324舉例說明了固體技術用于各種應用的用途。
為了有效用于這些應用，固體清潔劑的組分容易地溶于所采用的含水介質并且所述組分在清潔劑濃縮液和應用溶液中穩定是必要的。本發明涉及改進片劑和塊體的溶解速率以及提高溶解的固體清潔劑組合物的清洗能力的新型組合物和方法。


發明內容
概要 本發明包括與其它具有類似組成的固體組合物相比更迅速溶解成應用溶液，此外具有提高的清洗能力的固體清潔劑組合物。本發明公開了支化脂肪酸崩解劑在固體清潔劑組合物中的用途，該支化脂肪酸崩解劑提高該固體的溶解速率。另外，支化脂肪酸崩解劑的使用改進了應用溶液的去污力(detersive action)。
發明詳述 所有數值在此認為由術語″大約″修飾，不論是否明確地指出。術語″大約″泛指本領域技術人員將認為與列舉的值等效(即，具有相同的作用或結果)的數值范圍。在許多情況下，術語″大約″可以包括四舍五入到最接近的有效數位的數值。
重量百分率，按重量計的百分率，％按重量計，wt％等是同義詞，是指按物質的重量除以組合物的重量并乘以100計算出的物質濃度。本申請中使用的術語″wt％″是指所指明的組分相對于固體清潔劑組合物總重量的重量百分率，除非指出不同。各組分的重量百分率不包括與該組分一起供給的任何水，即使該組分作為水溶液或以液體預混合物形式供給，除非另有規定。
通過端點列舉的數值范圍包括該范圍涵蓋的所有數值(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
當用于本說明書和所附權利要求書時，單數形式″一(a)″、″一(an)″、和″該″包括復數指示，除非上下文明顯指示相反。當用于本說明書和所附權利要求書時，術語″或″通常按其包括″和/或″的意義使用，除非上下文明顯指示相反。
根據本公開內容的固體清潔劑組合物是速溶性的。通常，本文所公開的固體清潔劑組合物在與水溶液接觸時迅速地和完全地溶解成穩定的應用溶液。穩定的應用溶液在目測檢查時不含有任何固體。
固體清潔劑組合物包括有效量的提供去污的清洗劑和堿性源，用于粘結該組合物的固化劑，和提供改進的該固體清潔劑組合物溶解成含水應用溶液的支化脂肪酸崩解劑。清洗劑可以包括任何當分散或溶于水溶液中和施加到基材上以從該基材去污時提供去污性能的組分。清洗劑通常包括至少一種表面活性劑，和堿性源。在某些實施方案中，清洗劑優選包括表面活性劑或表面活性劑體系、堿性源、水調節劑和酶。在一些實施方案中，固化劑性質上是無機的并且任選地還可以充當堿性源。在某些實施方案中，固化劑包括氫氧化鈉、碳酸鈉或灰分、和偏硅酸鈉(sodium metasilicate)，或它們的組合。
根據本公開內容的固體清潔劑組合物涵蓋各種澆鑄或擠出型材，包括例如，固體、粒料、塊體和片劑，但不是粉末。應當理解，術語″固體″是指清潔劑組合物在該固體清潔劑組合物的預期儲存和使用條件下的狀態。一般而言，預期清潔劑組合物當提供在高達大約100°F，優選大于120°F的溫度下時仍將保持固態。
在某些實施方案中，以單元劑量形式提供固體清潔劑組合物。單元劑量是指經尺寸調整的固體清潔劑組合物單元以致在單個洗滌周期中使用整個單元。當作為單元劑量提供固體清潔劑組合物時，它優選作為尺寸在大約1克到大約50克之間的澆鑄固體、擠出粒料或片劑提供。在其它實施方案中，澆鑄固體、擠出粒料或片劑具有50克至250克的尺寸，或擠出固體具有大約100克或更大的重量。另外，不言而喻的是，固體清潔劑組合物可以作為澆鑄固體、擠出粒料或片劑提供以致許多這樣的固體將可按尺寸在大約40克到大約11,000克的包裝料(package)獲得。
在其它實施方案中，固體清潔劑組合物以多次應用固體，例如塊體或許多粒料形式提供，并且可以重復地用來產生用于多個洗滌周期的含水清潔劑組合物。在某些實施方案中，固體清潔劑組合物作為質量在大約5克到10千克之間的澆鑄固體、擠出塊體或片劑提供。在某些實施方案中，固體清潔劑組合物的多次應用形式具有在大約1到10千克之間的質量。在其它實施方案中，固體清潔劑組合物的多次應用形式具有在大約5千克到大約8千克之間的質量。在其它實施方案中，固體清潔劑組合物的多次應用形式具有在大約5克到大約1千克，或大約5克到大約500克之間的質量。
支化脂肪酸崩解劑 本發明中的固體清潔劑組合物包括支化脂肪酸崩解劑。支化脂肪酸崩解劑在此定義為加入固體清潔劑產品的改進該固體產品溶解速率的添加劑。另外，支化脂肪酸崩解劑可以通過降低含水應用溶液的表面張力而允許該應用溶液更好滲透入污物來提高所述固體產品的清洗能力并且充當助水溶劑以使所述固體清潔劑組合物和應用溶液穩定。
可用于本發明的支化脂肪酸崩解劑包括C5-C20支化脂肪酸和其鹽。代表性的支化結構可以稱作異、新、仲或叔結構。在許多實施方案中，支化脂肪酸崩解劑是飽和C5-C18脂肪酸，它們包括一個或多個從烷基主鏈分出的烷基支鏈。在某些實施方案中，支化脂肪酸崩解劑是包括一個或兩個從烷基主鏈分出的甲基支鏈的飽和C5-C18脂肪酸。在某些實施方案中，支化脂肪酸崩解劑由通式CH3(CH2)m(CH)n(CH2)o(CH)p(CH2)qCOOH表示，其中m、n、o、p和q各自是選自0-17的整數，n+p是1或2，和m+n+o+p+q在3-18之間。在一些實施方案中，支化脂肪酸崩解劑是上述通式的支化脂肪酸的鹽。在某些實施方案中，CH3(CH2)m(CH)n(CH2)o(CH)p(CH2)qCOOH，其中m、n、o、p和q各自是選自0-17的整數，n+p是1或2，m+n+o+p+q在6-12之間。適合的支化脂肪酸崩解劑的實例是異壬酸鈉、異壬酸、異辛酸鈉、異辛酸、新癸酸鈉、新癸酸、新戊酸鈉、新戊酸、新庚酸鈉、新庚酸、任何下面所示的酸和它們的鹽，或它們的混合物。
3，5，5-三甲基己酸
6-甲基-庚酸
2，2-二甲基辛酸
新戊酸(2，2-二甲基丙酸)
2，2-二甲基戊酸
本發明中的固體清潔劑組合物包括至少0.2wt％支化脂肪酸崩解劑。在某些實施方案中，固體清潔劑組合物包括0.2wt％-5wt％支化脂肪酸崩解劑。在其它實施方案中，固體清潔劑組合物包括0.2wt％-20wt％支化脂肪酸崩解劑。更大量支化脂肪酸崩解劑(例如＞5wt％)可用于固體清潔劑組合物，其中支化脂肪酸崩解劑還充當助水溶劑、表面活性劑和/或去污(detersive)組分。
有機清潔劑、表面活性劑或清洗劑 該組合物可以包括至少一種清洗劑，它優選是表面活性劑或表面活性劑體系。術語″表面活性劑體系″是指至少兩種表面活性劑的混合物。各種表面活性劑可以用于固體清潔劑組合物，包括陰離子型、非離子型、陽離子型和兩性離子表面活性劑。
可以使用的示例性表面活性劑可從許多來源商購。對于表面活性劑的論述，參見Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第三版，第8卷，900-912頁，表面活性劑的公開內容在此引入作為參考。當固體清潔劑組合物包括清洗劑時，清洗劑可以按有效提供所需清洗水平的量提供。
在某些實施方案中，固體清潔劑組合物按有效提供所需清洗水平的量包括表面活性劑或表面活性劑體系。優選地，固體清潔劑組合物包含大約0-40wt％，更優選大約1wt％-大約20wt％表面活性劑或表面活性劑體系。
可用于本發明固體清潔劑組合物的陰離子表面活性劑包括例如，羧酸鹽例如烷基羧酸鹽(羧酸鹽)和聚烷氧基羧酸鹽、醇乙氧基化物羧酸鹽、壬基苯酚乙氧基化物羧酸鹽等；磺酸鹽例如烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、磺化脂肪酸酯等；硫酸鹽例如硫酸化醇、硫酸化醇乙氧基化物、硫酸化烷基酚、烷基硫酸鹽、磺基琥珀酸鹽、烷基醚硫酸鹽等；和磷酸鹽酯例如烷基磷酸鹽酯等。優選的陰離子化物是烷基芳基磺酸鈉、α-烯烴磺酸鹽和脂肪醇硫酸鹽。
當固體清潔劑組合物包括陰離子表面活性劑時，陰離子表面活性劑優選按大于大約0.1wt％到至多大約40wt％的量提供。
可用于固體清潔劑組合物的非離子表面活性劑包括具有聚氧化烯聚合物作為表面活性劑分子的一部分的那些。此類非離子表面活性劑包括例如，脂肪醇的氯-、芐基-、甲基-、乙基-、丙基-、丁基-及其它烷基-封端的聚乙二醇醚；無聚氧化烯的非離子化物例如烷基聚糖苷；脫水山梨糖醇和蔗糖酯和它們的乙氧基化物；烷氧基化乙二胺；醇烷氧基化物例如醇乙氧基化物丙氧基化物、醇丙氧基化物、醇丙氧基化物乙氧基化物丙氧基化物、醇乙氧基化物丁氧基化物等；壬基苯酚乙氧基化物、聚氧乙烯二醇醚等；羧酸酯例如脂肪酸的甘油酯、聚氧乙烯酯、乙氧基化和二醇酯等；羧酰胺例如二乙醇胺縮合物、單鏈烷醇胺縮合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺等；和聚氧化烯嵌段共聚物，包括氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物例如可以商標PLURONIC(BASF-Wyandotte)商購的那些等；和其它類似的非離子化合物。還可以使用硅氧烷表面活性劑例如ABIL B8852。
當固體清潔劑組合物包括非離子表面活性劑時，非離子表面活性劑優選按大于大約0.1wt％到至多大約20wt％的量提供。
可用于加入用于消毒或織物軟化的清潔組合物的陽離子表面活性劑包括胺例如具有C18烷基或烯基鏈的伯、仲和叔單胺，乙氧基化烷基胺，乙二胺的烷氧基化物，咪唑例如1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉、2-烷基-1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉等；和季銨鹽，例如氯化烷基季銨表面活性劑例如正烷基(C12-C18)二甲基芐基氯化銨、正十四烷基二甲基芐基氯化銨一水合物、萘取代的氯化季銨例如二甲基-1-萘基甲基氯化銨等；和其它類似的陽離子表面活性劑。
當固體清潔劑組合物包括陽離子表面活性劑時，陽離子表面活性劑優選按大于大約0.1wt％到至多大約20wt％的量提供。
可以用于固體清潔劑組合物的兩性離子表面活性劑包括甜菜堿、咪唑啉和丙酸鹽。因為固體清潔劑組合物可以打算用于自動洗碗或洗器皿或洗衣機，所以如果使用任何表面活性劑的話，經選擇的表面活性劑可以是當用于洗碗或洗器皿機內部時提供可接受水平的泡沫的那些。應當理解，用于自動洗碗或洗器皿機的固體清潔劑組合物一般考慮為低發泡組合物。
表面活性劑可以經選擇提供低發泡性能。應理解，提供所需去污活性水平的低發泡表面活性劑在其中存在大量泡沫可能引起問題的環境例如洗碗機中是有利的。除了選擇低發泡表面活性劑之外，還應理解消泡劑可以用來減少泡沫的產生。因此，認為是低發泡表面活性劑的表面活性劑以及其它表面活性劑可以用于固體清潔劑組合物并且可以通過添加消泡劑控制發泡的水平。
固體清潔劑組合物包括大約0.05wt％-大約20wt％，大約0.5wt％-大約15wt％，大約1wt％-大約15wt％，大約1.5wt％-大約10wt％和大約2wt％-大約5wt％表面活性劑或表面活性劑體系。表面活性劑在濃縮物中的其它示例性范圍包括大約0.5wt％-大約5wt％，和大約1wt％-大約3wt％。
無機清潔劑或堿性源 根據本發明的固體清潔劑組合物包括有效量的一種或多種堿性源以提高基材的清洗和改進組合物的去污性能。一般而言，一種或多種堿性源的有效量應該視為提供pH值至少大約8的應用組合物的量。當應用組合物具有大約8到大約10之間的pH值時，它可以認為是微堿性的，當pH值大于大約12時，可以認為應用組合物是苛性的。一般而言，希望提供為微堿性清潔組合物的應用組合物，因為認為它比苛性類應用組合物更安全。
固體清潔劑組合物可以包括堿金屬碳酸鹽和/或堿金屬氫氧化物。可以使用的示例性金屬碳酸鹽包括例如，鈉或鉀的碳酸鹽、碳酸氫鹽、倍半碳酸鹽、它們的混合物。可以使用的示例性堿金屬氫氧化物包括例如，氫氧化鈉或鉀。可以將堿金屬氫氧化物以固體珠子、溶于水溶液或它們的組合的形式添加到組合物中。堿金屬氫氧化物可作為固體以具有大約12-100U.S.目的混合顆粒尺寸的成球固體或珠子形式，或作為水溶液，例如50wt％和73wt％溶液商購。
固體清潔劑組合物可以包括足夠量的堿性源以提供pH值至少大約8的應用組合物。堿性源優選處于提高基材清洗和改進組合物去污性能的量。一般而言，預期濃縮物將以至少大約5wt％，至少大約10wt％，或至少大約15wt％的量包括堿性源。固體清潔劑組合物可以包括大約10wt％-大約80wt％，優選大約15wt％-大約70wt％，甚至更優選大約20wt％-大約60wt％堿性源。堿性源還可以按中和陰離子表面活性劑的量額外地提供并且可用來幫助組合物的固化。
為了在濃縮物中為其它組分提供足夠的余地，可以按小于大約60wt％的量在濃縮物中提供堿性源。另外，可以按小于大約40wt％，小于大約30wt％或小于大約20wt％的水平提供堿性源。在某些實施方案中，預期固體清潔劑組合物可以提供在小于大約8的pH值水平下有用的應用組合物。在這樣的組合物中，可以省略堿性源，并且附加的pH值調節劑可用來提供具有期望pH值的應用組合物。因此，應當理解，堿性源可以表征為任選的組分。
在一些實施方案中，固化劑性質上是無機的并且任選地還可以充當堿性源。在某些實施方案中，固化劑包括氫氧化鈉、碳酸鈉或灰分、和偏硅酸鈉，或它們的組合。
固化劑 固化劑優選提供分散在整個固體清潔劑組合物中以將清潔劑組合物粘結在一起而提供固體清潔劑組合物。固化劑還可以稱作固化劑并且涵蓋硬化劑，例如PEG。根據本發明的粘結劑可以用作固體清潔劑形成組合物的主粘結劑或副粘結劑。術語″主粘結劑″是指這樣的粘結劑，它是引起清潔劑組合物固化的主要來源。術語″副粘結劑″是指這樣的粘結劑，它充當與另一種主粘結劑結合的輔助粘結劑。副粘結劑可以用來提高清潔劑組合物的固化和/或幫助加速清潔劑組合物的固化。當主粘結劑組分沒有以所需速率使清潔劑組合物固化時，使用本發明的粘結劑組分作為副粘結劑組分是有用的。因此，副粘結劑組分可以用來幫助加速固化過程。
優選通過提供包含大約10wt％-大約80wt％粘結劑，或大約1wt％-大約40wt％粘結劑，和足夠水以提供用于固化的必要水合的組合物來制備固體清潔劑組合物。在某些實施方案中，粘結劑還可以充當堿性源。
以下專利公開了固化劑、粘結劑和/或硬化劑的不同組合和可以用于本發明固體清潔劑組合物的固化方法。以下美國專利在此引入作為參考7,153,820；7,094,746；7,087,569；7,037,886；6,831,054；6,730,653；6,660,707；6,653,266；6,583,094；6,410,495；6,258,765；6,177,392；6,156,715；5,858,299；5,316,688；5,234,615；5,198,198；5,078,301；4,595,520；4,680,134；RE32,763和RE32818。
在某些實施方案中，固體清潔劑組合物包括大約10-80wt％碳酸鈉(Na2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)或偏硅酸鈉或它們的組合，以便固體組合物的固化。固體清潔劑組合物還可以包括有效量的含鉀鹽的有機膦酸鹽硬度螯合劑。在某些實施方案中，固體清潔劑組合物包括大約10-40wt％碳酸鈉，在其它實施方案中，20-40wt％碳酸鈉。在某些其它實施方案中，固體清潔劑組合物包括大約20-40wt％碳酸鈉和15-40wt％氫氧化鈉。
在一些實施方案中，將包括相當大比例氫氧化鈉的固體清潔劑組合物澆鑄和固化。例如，可以使用氫氧化鈉水合物，在使用低熔點的氫氧化鈉一水合物(大約50℃-65℃)的凍結法中使澆鑄材料固化。將清潔劑的活性組分與熔融氫氧化鈉混合并冷卻而固化。所得的固體是水合固體氫氧化鈉的基體與溶解或懸浮在該水合基體中的清潔劑成分。在這一現有技術中，澆鑄固體及其它現有技術水合固體、水合化學物質與水反應并且水合反應進行到基本上完成。氫氧化鈉還在洗器皿體系和在要求快速和完全去污的其它使用場所提供相當大的清洗。在這些早期產品中，氫氧化鈉是理想的候選物，原因在于苛性材料的高度堿性的性質提供優異的清洗。還可以使用氫氧化鈉和碳酸鈉的組合形成澆鑄固體。某些實施方案含有至少30wt％與水合水結合的堿金屬氫氧化物。其它實施方案包含30-50wt％堿金屬氫氧化物。
在其它實施方案中，通過將堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽和水混合形成粘結劑。在某些實施方案中，堿金屬碳酸鹽包括蘇打灰或碳酸鈉。在某些實施方案中，堿金屬碳酸氫鹽包括碳酸氫鈉。可以通過添加堿金屬碳酸氫鹽或通過就地形成堿金屬碳酸氫鹽提供堿金屬碳酸氫鹽組分。可以通過使堿金屬碳酸鹽與酸反應就地形成堿金屬碳酸氫鹽。可以調節堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽和水的量控制清潔劑組合物的固化速率和控制由固體清潔劑組合物獲得的含水清潔劑組合物的pH值。可以通過提高堿金屬碳酸氫鹽與堿金屬碳酸鹽的比例提高清潔劑組合物的固化速率或通過降低堿金屬碳酸氫鹽與堿金屬碳酸鹽的比例降低該固化速率。
在某些實施方案中，固體清潔劑組合物包含大約10wt％-大約80wt％堿金屬碳酸鹽，大約1wt％-大約40wt％堿金屬碳酸氫鹽和足夠的水以至少提供碳酸鹽的一水合物和碳酸氫鹽的一水合物。
在其它實施方案中，固體清潔劑組合物的固化劑包括堿性碳酸鹽、水和螯合劑。例如，組合物包括1-30wt％有機膦酸鹽的堿金屬鹽，優選3-15wt％鉀鹽；和5-15wt％，優選5-12wt％水；和25-80wt％；優選30-55wt％的堿金屬碳酸鹽。當這種材料固化時，形成單一E-形式水合物粘結劑組合物。固體清潔劑包含大部分碳酸鹽一水合物、一部分非水合(基本上無水)堿金屬碳酸鹽和E-形式粘結劑組合物，該E-形式粘結劑組合物包含少許碳酸鹽材料、一定量有機膦酸鹽和水合水。
在還有的其它實施方案中，固化劑包括有效量的一種或多種無水鹽，它們經選擇在小于顯著的磷酸鹽復原發生時的溫度下水合和熔融。這些溫度通常屬于大約33-65℃的范圍，優選將使用在大約35-50℃下熔融的鹽。當將乳液冷卻時分散的水合鹽固化并且可以結合足夠的自由水以提供在環境溫度，例如在大約15-25℃下穩定的均勻固體。優選地，將采用當冷卻到環境溫度時有效使組合物固化的一定量的無水碳酸鈉、無水硫酸鈉或它們的混合物。固化劑的量與組合物中存在的水的百分率以及其它清潔劑組分的水合容量有關。例如，在固化之前，優選的液體清潔劑乳液將包含大約45-75％固體，最優選大約55-70％固體和大約25-55％，最優選大約30-45％水。
水 固體清潔劑組合物可以包括水。水可以獨立地添加到清潔劑組合物中或由于其存在于添加到清潔劑組合物的含水材料中而可以提供在清潔劑組合物中。例如，添加到清潔劑組合物中的許多材料包括可利用于與固化劑組分(一種或多種)反應的水。通常，將水引入清潔劑組合物中以提供在固化之前具有所需粘度的清潔劑組合物，和提供所需固化速率。
一般而言，預期水作為加工助劑存在并且可以除去或變成水合水。預期水可以存在于固體組合物中。在固體清潔劑組合物的某些實施方案中，可以存在大約0wt％-大約10wt％，大約0.1wt％-大約10wt％，大約1wt％-大約5wt％和大約2wt％-大約3wt％水。在固體清潔劑組合物的其它實施方案中，預期將存在大約25wt％-大約40wt％，大約27wt％-大約35wt％，29wt％-大約31wt％水。還應領會，水可以作為去離子水或作為軟化水提供。
用來形成固體組合物的組分可以包括作為粘結劑的水合物或水合形式，任何其它成分的水合物或水合形式和/或作為加工中的助劑添加的含水介質的水。預期含水介質將幫助提供具有為加工所需的粘度的組分。另外，預期當希望形成為固體的濃縮物時，含水介質可以幫助固化過程。當提供為固體的濃縮物時，它可以呈塊體或粒料形式提供。預期塊體將具有至少大約5克的尺寸，并且可以包括大于大約50克的尺寸。預期濃縮物將按大約1wt％-大約50wt％，大約2wt％-大約40wt％的量包括水。
將加工形成濃縮物的組分加工成塊體時，預期可以通過擠出技術或澆鑄技術加工這些組分。一般而言，當通過擠出技術加工組分時，據信與澆鑄技術相比組合物可以包括較少量水作為加工助劑。一般而言，當通過擠出制備固體時，預期組合物可以包含大約2wt％-大約10wt％水。當通過澆鑄制備固體時，預期可以按大約20wt％-大約40wt％的量提供水量。
附加的功能性材料 如上所指出，固體清潔劑組合物可以含有其它功能性材料，它們為該固體組合物提供所需性能和功能性。對本申請來說，術語″功能性材料″包括當分散或溶于應用和/或濃縮物溶液，例如水溶液中時在特定的應用中提供有利性能的材料。此類功能性材料的實例包括螯合/多價螯合劑；無機清潔劑或堿性源；有機清潔劑，表面活性劑或清洗劑；漂洗助劑；漂白劑；消毒劑/抗菌劑；活化劑；清潔劑增效劑或填料；消泡劑，抗再沉積劑；光學增白劑；染料/增香劑；二次硬化劑/可溶性改進劑；殺蟲劑和/或蟲害控制應用引誘劑等，或寬泛種類的其它功能性材料，這取決于組合物的所需特性和/或功能。在本文公開的一些實施方案的上下文中，功能性材料或成分任選地包括在固化基體內以發揮它們的功能性。粘結劑用來將基體(包括功能性材料)粘結在一起以形成固體組合物。下面將更詳細地論述功能性材料的更多具體實例，但是本領域及其它領域的技術人員應當理解僅是通過舉例給出所論述的具體材料，并且可以使用寬泛種類的其它功能性材料。
固化劑 固化劑優選提供分散在整個固體清潔劑組合物中以將清潔劑組合物粘結在一起而提供固體清潔劑組合物。固化劑還可以稱作固化劑并且涵蓋硬化劑，例如PEG。根據本發明的粘結劑可以用作固體清潔劑形成組合物的主粘結劑或副粘結劑。術語″主粘結劑″是指這樣的粘結劑，它是引起清潔劑組合物固化的主要來源。術語″副粘結劑″是指這樣的粘結劑，它充當與另一種主粘結劑結合的輔助粘結劑。副粘結劑可以用來提高清潔劑組合物的固化和/或幫助加速清潔劑組合物的固化。當主粘結劑組分沒有以所需速率使清潔劑組合物固化時，使用本發明的粘結劑組分作為副粘結劑組分是有用的。因此，副粘結劑組分可以用來幫助加速固化過程。
優選通過提供包含大約10wt％-大約80wt％粘結劑，或大約1wt％-大約40wt％粘結劑，和足夠水以提供用于固化的必要水合的組合物來制備固體清潔劑組合物。
以下專利公開了固化劑、粘結劑和/或硬化劑的不同組合和可以用于本發明固體清潔劑組合物的固化方法。以下美國專利在此引入作為參考7,153,820；7,094,746；7,087,569；7,037,886；6,831,054；6,730,653；6,660,707；6,653,266；6,583,094；6,410,495；6,258,765；6,177,392；6,156,715；5,858,299；5,316,688；5,234,615；5,198,198；5,078,301；4,595,520；4,680,134；RE32,763和RE32818。
在一些實施方案中，將包括相當大比例氫氧化鈉的固體清潔劑組合物澆鑄和固化。例如，可以使用氫氧化鈉水合物，在使用低熔點的氫氧化鈉一水合物(大約50℃-65℃)的凍結法中使澆鑄材料固化。將清潔劑的活性組分與熔融氫氧化鈉混合并冷卻而固化。所得的固體是水合固體氫氧化鈉的基體與溶解或懸浮在該水合基體中的清潔劑成分。在這一現有技術中，澆鑄固體及其它現有技術水合固體、水合化學物質與水反應并且水合反應進行到基本上完成。氫氧化鈉還在洗器皿體系和在要求快速和完全去污的其它使用場所提供相當大的清洗。在這些早期產品中，氫氧化鈉是理想的候選物，原因在于苛性材料的高度堿性的性質提供優異的清洗。還可以使用氫氧化鈉和碳酸鈉的組合形成澆鑄固體。
在其它實施方案中，通過將堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽和水混合形成粘結劑。在某些實施方案中，堿金屬碳酸鹽包括蘇打灰或碳酸鈉。在某些實施方案中，堿金屬碳酸氫鹽包括碳酸氫鈉。可以通過添加堿金屬碳酸氫鹽或通過就地形成堿金屬碳酸氫鹽提供堿金屬碳酸氫鹽組分。可以通過使堿金屬碳酸鹽與酸反應就地形成堿金屬碳酸氫鹽。可以調節堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽和水的量控制清潔劑組合物的固化速率和控制由固體清潔劑組合物獲得的含水清潔劑組合物的pH值。可以通過提高堿金屬碳酸氫鹽與堿金屬碳酸鹽的比例提高清潔劑組合物的固化速率或通過降低堿金屬碳酸氫鹽與堿金屬碳酸鹽的比例降低該固化速率。用于清洗基材的含水清潔劑組合物可以稱為應用溶液。
可以通過調節堿性源組分和/或堿金屬碳酸鹽和堿金屬碳酸氫鹽組分的量控制應用溶液的pH值。一般而言，預期所需清潔劑應用溶液的pH值將在大約8-大約12，更優選大約8-大約11，甚至更優選大約9-大約10.5之間。
可以將堿金屬碳酸氫鹽組分添加到固體清潔劑形成組合物中或可以通過堿金屬碳酸鹽和酸的反應就地產生它。可以添加以形成堿金屬碳酸氫鹽的酸優選是將與堿金屬碳酸鹽反應形成堿金屬碳酸氫鹽的任何酸。酸可以作為有機酸或無機酸，和作為固體或作為液體提供。可以使用的優選的酸包括檸檬酸、氨基磺酸、己二酸、琥珀酸和磺酸。
提供用來形成堿金屬碳酸氫鹽的酸的量優選以不引起堿金屬碳酸鹽過度中和的量提供。即，希望酸與堿金屬碳酸鹽反應到足以形成堿金屬碳酸氫鹽的程度。酸繼續反應形成碳酸一般是不希望的。雖然酸和堿金屬碳酸鹽之間的反應可以形成一些碳酸，但是一般理解碳酸的形成導致浪費的堿金屬碳酸鹽和酸。
水可以獨立地添加到清潔劑組合物中或由于其存在于添加到清潔劑組合物的含水材料中而可以提供在清潔劑組合物中。例如，添加到清潔劑組合物中的許多材料包括可利用于與堿金屬碳酸鹽和堿金屬碳酸氫鹽組分反應的水。便于討論，所謂的水含量是指可利用于與堿金屬碳酸鹽和堿金屬碳酸氫鹽組分反應的水的存在。優選，將水引入清潔劑組合物中以提供在固化之前具有所需粘度的清潔劑組合物，和提供所需固化速率。
固體清潔劑組合物優選通過提供包含大約10wt％-大約80wt％堿金屬碳酸鹽，大約1wt％-大約40wt％堿金屬碳酸氫鹽和足夠的水以至少提供碳酸鹽的一水合物和碳酸氫鹽的一水合物的組合物來制備。
水 固體清潔劑組合物可以包括水。一般而言，預期水作為加工助劑存在并且可以除去或變成水合水。預期水可以存在于固體組合物中。在固體組合物中，預期水將以大約0wt％-大約10wt％，大約0.1wt％-大約10wt％，大約1wt％-大約5wt％，大約2wt％-大約3wt％存在。或者，在另一種固體組合物中，預期水將以大約25wt％-大約35wt％，大約27wt％-大約33wt％，29wt％-大約31wt％存在。還應領會，水可以作為去離子水或作為軟化水提供。
用來形成固體組合物的組分可以包括作為粘結劑的水合物或水合形式，任何其它成分的水合物或水合形式和/或作為加工中的助劑添加的含水介質的水。預期含水介質將幫助提供具有為加工所需的粘度的組分。另外，預期當希望形成為固體的濃縮物時，含水介質可以幫助固化過程。當提供為固體的濃縮物時，它可以呈塊體或粒料形式提供。預期塊體將具有至少大約5克的尺寸，并且可以包括大于大約50克的尺寸。預期濃縮物將按大約1wt％-大約50wt％，大約2wt％-大約40wt％的量包括水。
將加工形成濃縮物的組分加工成塊體時，預期可以通過擠出技術或澆鑄技術加工這些組分。一般而言，當通過擠出技術加工組分時，據信與澆鑄技術相比組合物可以包括較少量水作為加工助劑。一般而言，當通過擠出制備固體時，預期組合物可以包含大約2wt％-大約10wt％水。當通過澆鑄制備固體時，預期可以按大約20wt％-大約40wt％的量提供水量。
水調節劑 水調節劑可以稱為清潔劑增效劑和/或螯合劑并且一般提供清洗性能和螯合性能。示例性清潔劑增效劑包括硫酸鈉、氯化鈉、淀粉、糖、C1-C10亞烷基二醇例如丙二醇等。示例性的螯合劑包括磷酸鹽、膦酸鹽和氨基-羧酸鹽。示例性的磷酸鹽包括正磷酸鈉、正磷酸鉀、焦磷酸鈉、焦磷酸鉀、三聚磷酸鈉(STPP)和六偏磷酸鈉。示例性的膦酸鹽包括1-羥基乙烷-1，1-二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)、1-羥基乙烷-1，1-二膦酸CH3C(OH)[PO(OH)2]2、氨基三(亞甲基膦酸)N[CH2PO(OH)2]3、氨基三(亞甲基膦酸鹽)、2-羥基乙基亞氨基雙(亞甲基膦酸)HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2、二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)(HO)2POCH2N[CH2CH2N[CH2PO(OH)2]2]-2、二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸鹽)、鈉鹽C9H(28-x)N3NaxO15P5(x＝7)、六亞甲基二胺(四亞甲基膦酸鹽)、鉀鹽C10H(28-x)N2KxO12P4(x＝6)、雙(六亞甲基)三胺(五亞甲基膦酸)(HO2)POCH2N[(CH2)6N[CH2PO(OH)2]2]-2和亞磷酸H3PO3。示例性的氨基-羧酸鹽包括氨基羧酸例如N-羥基乙基亞氨基雙乙酸、氮川三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、N-羥乙基亞乙基二胺三乙酸(DTPA)。
優選地，當使用時，按大約1wt％-大約50wt％，優選大約3wt％-35wt％的量提供水調節劑。
酶 可以根據本發明使用的酶包括這樣的酶，它們提供合乎需要的用于從基材除去蛋白質型、碳水化合物型或甘油三酯型污染；用于清洗、脫色和消毒預浸漬劑，例如醫療和牙科儀器、器件和設備的預浸漬劑；扁平餐具、烹飪器皿和餐具的預浸漬劑；或切肉設備的預浸漬劑；用于機器洗器皿；用于洗滌物和織物清洗和脫色；用于地毯清洗和脫色；用于就地清洗和就地脫色；用于清洗和脫色食品加工表面和設備；用于排放口清洗；清洗用預浸漬劑等的活性。雖然并不限于本發明，但是適合于固體清潔劑組合物的酶可以如下發揮作用使儀器或器件上遇到的一種或多種類型的污物殘渣降解或改變，從而除去污物或使污物變得通過清潔組合物的表面活性劑或其它組分更可除去。污物殘渣的降解和改變都可以通過降低將污物粘結到打算清洗的儀器或器件上的物理化學力來改進去污力，即污物變得更水溶性。例如，一種或多種蛋白酶可以使存在于污物殘渣中的復雜的大分子蛋白質結構裂解成更簡單的短鏈分子，這些短鏈分子自然而然地更容易從表面解吸，溶解或以其它方式更容易被包含所述蛋白酶的去污溶液除去。
適合的酶包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、葡糖酶(gluconase)、纖維素酶、過氧化物酶或它們的具有任何適合的來源，例如植物、動物、細菌、真菌或酵母來源的混合物。優選的選擇受諸如pH值活性和/或穩定性最優化、熱穩定性和對活性清潔劑、增效劑的穩定性等的因素影響。在這一方面，細菌或真菌酶是優選的，例如細菌淀粉酶和蛋白酶和真菌纖維素酶。優選地，酶是蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶或它們的組合。
本文所使用的″去污酶″是指作為用于儀器、器件或設備，例如醫療或牙科儀器、器件或設備；或用于洗滌物、織物、器皿洗滌、就地清洗、排放口、地毯、切肉工具、硬表面、個人護理品等的固體清潔劑組合物的組分具有清洗、脫色或其它有利效果的酶。優選的去污酶包括水解酶例如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶或它們的組合。用于清洗醫療或牙科器件或儀器的固體清潔劑組合物中優選的酶包括蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶或它們的組合。用于食品加工表面和設備的固體清潔劑組合物中優選的酶包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、葡糖酶或它們的組合。用于洗滌物或織物的固體清潔劑組合物中優選的酶包括蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、過氧化物酶或它們的組合。用于地毯的固體清潔劑組合物中優選的酶包括蛋白酶、淀粉酶或它們的組合。用于切肉工具的固體清潔劑組合物中優選的酶包括蛋白酶、脂肪酶或它們的組合。用于硬表面的固體清潔劑組合物中優選的酶包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶或它們的組合。用于排放口的固體清潔劑組合物中優選的酶包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶或它們的組合。
通常按足以在洗滌或預浸漬程序期間產生有效清洗的量將酶引入根據本發明的固體清潔劑組合物中。有效用于清洗的量是指對清洗的材料，尤其是用于醫療或牙科器件或儀器的材料產生清潔、衛生和優選無腐蝕外觀的量。有效用于清洗的量還可以是指對基材例如醫療或牙科器件或儀器等產生清洗、除污跡、去污、增白、除臭或清新改善效果的量。此種清洗效果可以用占固體清潔劑組合物低到大約0.1wt％的酶量達到。在本發明的清潔組合物中，當酶按大約1-大約30wt％；優選大約2-大約15wt％；優選大約3-大約10wt％；優選大約4-大約8wt％；優選大約4、大約5、大約6、大約7或大約8wt％存在時，通常可以達到適合的清洗。在高濃縮清洗或預浸漬制劑中，更高的酶水平通常是合乎需要的。預浸漬劑(presoak)優選經配制在大約1∶500稀釋后使用，或配制到大約2000-大約4000ppm的制劑濃度，這使酶的使用濃度處于大約20-大約40ppm。
市售酶，例如堿性蛋白酶可以液體或干燥形式獲得，作為原始水溶液或以各種純化、加工和配混形式銷售，并且包括大約2wt％-大約80wt％活性酶，一般與穩定劑、緩沖劑、協同因子、雜質和惰性載體組合。實際的活性酶含量取決于制造方法并且不是決定性的；只要固體清潔劑組合物具有所需的酶活性。選擇用于本發明方法和產品的具體的酶取決于最終應用條件，包括產品物質形態，使用pH值，使用溫度和待降解或改變的污物類型。酶可以經選擇對任何給定的應用條件組提供最佳活性和穩定性。
本發明的固體清潔劑組合物優選至少包括蛋白酶。令人驚訝地，進一步發現本發明的固體清潔劑組合物顯著地使蛋白酶活性在用于浸提(digesting)蛋白質和提高去污的應用組合物中穩定。此外，提高的蛋白酶活性可以在一種或多種附加酶，例如淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶、過氧化物酶、內切葡聚糖酶和它們的混合物，優選脂肪酶或淀粉酶存在下出現。
關于酶的有用的參考文獻是″Industrial Enzymes″，Scott，D.，inKirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，3rdEdition，(編者Grayson，M.和EcKroth，D.)Vol.9，pp.173-224，JohnWiley & Sons，New York，1980。
蛋白酶 適合于本發明固體清潔劑組合物的蛋白酶可以源自植物、動物或微生物。優選地，蛋白酶源自于微生物，例如酵母、霉菌或細菌。優選的蛋白酶包括在堿性pH值下活性的絲氨酸蛋白酶，優選源自桿菌屬例如枯草桿菌或地衣芽孢桿菌的菌株；這些優選的蛋白酶包括天然和重組的枯草桿菌蛋白酶。蛋白酶可以是純化的或是微生物提取物的組分，和自然型或變種(化學物質或重組體)。優選的蛋白酶既不受金屬螯合劑(多價螯合劑)或硫醇毒物抑制也不被金屬離子或還原劑激活，具有寬的底物特異性，受二異丙基氟磷酸酯(DFP)抑制，是肽鏈內切酶，具有大約20,000-大約40,000的分子量，并且在大約6-大約12的pH值和大約20℃-大約80℃的溫度下是活性的。
可以用于本發明固體清潔劑組合物的蛋白水解酶的實例包括(以商品名)SavinaseTM；源自芽孢桿菌類型的蛋白酶，例如MaxacalTM、OpticleanTM、DurazymTM和ProperaseTM；源自地衣芽孢桿菌的蛋白酶，例如AlcalaseTM、MaxataseTM、DeterzymeTM或Deterzyme PAG 510/220；源自解淀粉芽孢桿菌的蛋白酶，例如PrimaseTM；和源自嗜堿芽孢桿菌的蛋白酶，例如Deterzyme APY。優選的可商購蛋白酶包括由NovoIndustries A/S(Denmark)以商品名AlcalaseTM、SavinaseTM、Primaset、Durazym(或EsperaseTM)銷售的那些；由Gist-Brocades(Netherlands)以商品名MaxataseTM、MaxacalTM或MaxapemTM銷售的那些；由GenencorInternational以商品名PurafectTM、Purafect OX和Properase銷售的那些；由Solvay Enzymes以商品名OpticleanTM或OptimaseTM銷售的那些；由Deerland Corporation以商品名稱DeterzymeTM、Deterzyme APY和Deterzyme PAG 510/220銷售的那些等。
也可以使用這些蛋白酶的混合物。例如，Purafect是對應用于較低溫度清洗程序(大約30℃-大約65℃)的本發明清潔劑組合物的優選的堿性蛋白酶(枯草桿菌蛋白酶)；而EsperaseTM是選擇用于較高溫度去污溶液(大約50℃-大約85℃)的堿性蛋白酶。
適合的去污蛋白酶在包括以下文獻的專利出版物中進行了描述屬于Novo的GB 1,243,784、WO 9203529A(酶/抑制劑體系)、WO9318140A和WO 9425583(重組胰蛋白酶狀蛋白酶)；屬于Procter &Gamble的WO 9510591A、WO 9507791(具有降低的吸附和提高的水解的蛋白酶)、WO 95/30010、WO 95/30011、WO 95/29979；屬于GenencorInternational的WO 95/10615(解淀粉芽孢桿菌枯草桿菌蛋白酶)；EP130,756A(蛋白酶A)；EP 303,761A(蛋白酶B)；和EP 130,756A。本發明固體清潔劑組合物中采用的變種蛋白酶優選至少80％同源，優選具有至少80％序列一致，蛋白酶的氨基酸序列在這些參考文獻中。
在本發明的優選的實施方案中，存在于本發明組合物中的市售堿性蛋白酶的量為大約1-大約30wt％；優選大約2-大約15wt％；優選大約3-大約10wt％；優選大約4-大約8wt％；優選大約4、大約5、大約6、大約7或大約8wt％。典型的可商購去污酶包括大約5-10％活性酶。
鑒于確定所要求的市售堿性蛋白酶的重量百分率對于本發明教導的制造實施方案具有實際的便利，所以市售蛋白酶濃縮物和就地環境添加劑的變化和對蛋白酶活性的消極影響要求對蛋白酶分析更敏銳的分析技術以量化酶活性并與在優選的固體實施方案內的污物殘渣除去性能和酶穩定性和應用-稀釋溶液建立相關性。用于本發明的蛋白酶的活性容易地根據活性單位表示，更具體地說，根據Kilo-Novo ProteaseUnits(KNPU)表示，它們是本領域熟知的偶氮酪蛋白分析活性單位。偶氮酪蛋白分析程序的更詳細論述可以在標題為″The Use ofAzoalbumin as a Substrate in the Colorimetric Determination ofPeptic and Tryptic Activity″的出版物，Tomarelli，R.M.，Charney，J.，和Harding，M.L.，J.Lab.Clin.Chem.34，428(1949)中發現。
在本發明優選的實施方案中，存在于應用溶液中的蛋白酶的活性為大約1×10-5KNPU/克溶液至大約4×10-3KNPU/克溶液。
當然，不同蛋白水解酶的混合物也可以引入本發明。雖然上面已經描述了各種特定的酶，但是應該理解的是可以使用可以為組合物賦予所需蛋白水解活性的任何蛋白酶并且本發明的這一實施方案無論如何不受蛋白水解酶的特定選擇的限制。
淀粉酶 適合于本發明固體清潔劑組合物的淀粉酶可以源自于植物、動物或微生物。優選地，淀粉酶源自于微生物，例如酵母、霉菌或細菌。優選的淀粉酶包括源自桿菌屬，例如地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌或嗜熱脂肪芽桿菌的那些。淀粉酶可以是純化的或是微生物提取物的組分，和自然型或變種(化學物質或重組體)，優選在洗滌或預浸漬條件下比自然型淀粉酶更穩定的變種。
可以在本發明固體清潔劑組合物中采用的淀粉酶的實例包括由Gist-BrocadesTM(Netherlands)以商品名Rapidase銷售的那些；由Novo以商品名TermanylTM、FungamylTM或DuramylTM銷售的那些；由Genencor以商品名Purastar STL或Purastar OXAM銷售的那些；由Deerland Corporation以商品名ThermozymeTM L340或DeterzymeTM PAG510/220銷售的那些等。優選的可商購淀粉酶包括由Novo以商品名DuramylTM銷售的穩定性提高的變種淀粉酶。還可以使用淀粉酶的混合物。
適合于本發明固體清潔劑組合物的淀粉酶，優選用于洗器皿，包括屬于Novo的WO 95/26397、PCT/DK96/00056和GB 1,296,839中描述的I-淀粉酶；和J.Biol.Chem.，260(11)6518-6521(1985)；屬于Novo的WO 9510603A、WO 9509909A和WO 9402597；WO 9402597中公開的參考文獻；和屬于Genencor International的WO 9418314中描述的穩定性提高的淀粉酶。包含穩定化酶的本發明固體清潔劑組合物中采用的變種I-淀粉酶優選至少80％同源，優選具有至少80％序列一致，具有這些參考文獻的蛋白質的氨基酸序列。
用于本發明固體清潔劑組合物的優選的淀粉酶與某些淀粉酶，例如TermamylTM相比具有提高的穩定性。提高的穩定性是指以下中一項或多項的顯著或可測量的改進氧化穩定性，例如在pH值9-10下的緩沖溶液中對過氧化氫/四乙酰基亞乙基二胺氧化穩定；熱穩定性，例如在常用的洗滌溫度例如大約60℃下熱穩定；和/或堿性穩定性，例如，在大約8-大約11的pH值下堿性穩定；各自與適合的對照淀粉酶，例如TermamylTM比較。可以通過本領域的技術人員已知的方法測量穩定性。用于本發明固體清潔劑組合物的優選的穩定性提高淀粉酶在25℃-55℃的溫度和大約8-大約10的pH值下具有比TermamylTM的比活性高至少25％的比活性。可以通過本領域的技術人員已知和/或可商購的分析，例如PhadebasTMI-淀粉酶分析測量用于此種對比的淀粉酶活性。
在本發明的優選的實施方案中，存在于本發明組合物中的市售淀粉酶的量為大約1-大約30wt％；優選大約2-大約15wt％；優選大約3-大約10wt％；優選大約4-大約8wt％；優選大約4、大約5、大約6、大約7或大約8wt％該市售酶產品。典型的可商購去污酶包括大約0.25-5％活性淀粉酶。
鑒于確定所要求的淀粉酶的重量百分率對于本發明教導的制造實施方案具有實際的便利，所以市售淀粉酶濃縮物和就地環境添加劑的變化和對淀粉酶活性的消極影響可能要求對淀粉酶分析更敏銳的分析技術以量化酶活性并與在優選的實施方案內的污物殘渣除去性能和酶穩定性和應用稀釋溶液建立相關性。可以按技術人員已知的單位或經由本領域的技術人員已知的和/或可商購的淀粉酶分析，例如PhadebasTMI-淀粉酶分析表示用于本發明的淀粉酶的活性。
當然，不同淀粉酶的混合物也可以引入本發明。雖然上面已經描述了各種特定的酶，但是應該理解的是可以使用可以為組合物賦予所需淀粉酶活性的任何淀粉酶并且本發明的這一實施方案無論如何不受淀粉酶的特定選擇的限制。
纖維素酶 適合于本發明固體清潔劑組合物的纖維素酶可以源自植物、動物或微生物。優選地，纖維素酶源自于微生物，例如真菌或細菌。優選的纖維素酶包括源自真菌的那些，所述真菌例如是特異腐質霉(Humicola insolens)、Humicola strain DSM1800或屬于genusAeromonas的產生纖維素酶212的真菌和從海洋軟體動物，DolabellaAuricula Solander的肝胰腺提取的那些。纖維素酶可以是純化的或是提取物的組分，和自然型或變種(化學物質或重組體)。
可以在本發明固體清潔劑組合物中采用的纖維素酶的實例包括由Novo以商品名CarezymeTM或CelluzymTM；由Genencor以商品名稱Cellulase；由Deerland Corporation以商品名稱Deerland Cellulase4000或Deerland Cellulase TR銷售的那些。也可以使用纖維素酶的混合物。適合的纖維素酶在包括屬于Novo的美國專利號4,435,307、GB-A-2.075.028、GB-A-2.095.275、DE-OS-2.247.832、WO 9117243和WO 9414951A(穩定化纖維素酶)的專利文件中進行了描述。
在本發明的優選的實施方案中，存在于本發明組合物中的市售纖維素酶的量為大約1-大約30wt％；優選大約2-大約15wt％；優選大約3-大約10wt％；優選大約4-大約8wt％；優選大約4、大約5、大約6、大約7或大約8wt％該市售酶產品。典型的可商購去污酶包括大約5-10％活性酶。
鑒于確定所要求的纖維素酶的重量百分率對于本發明教導的制造實施方案具有實際的便利，所以市售纖維素酶濃縮物和就地環境添加劑的變化和對纖維素酶活性的消極影響可能要求對纖維素酶分析更敏銳的分析技術以量化酶活性并與在優選的實施方案內的污物殘渣除去性能和酶穩定性和應用稀釋溶液建立相關性。可以按技術人員已知的單位或經由本領域的技術人員已知的和/或可商購的纖維素酶分析表示用于本發明的纖維素酶的活性。
當然，不同纖維素酶的混合物也可以引入本發明。雖然上面已經描述了各種特定的酶，但是應該理解的是可以使用可以為組合物賦予所需纖維素酶活性的任何纖維素酶并且本發明的這一實施方案無論如何不受纖維素酶的特定選擇的限制。
脂肪酶 適合于本發明固體清潔劑組合物的脂肪酶可以源自植物、動物或微生物。優選地，脂肪酶源自于微生物，例如真菌或細菌。優選的脂肪酶包括源自假單胞細菌屬，例如斯氏假單胞菌ATCC 19.154，或源自腐殖菌屬，例如Humicola lanuginosa(通常在米曲霉中重組地產生)的那些。脂肪酶可以是純化的或是提取物的組分，和自然型或變種(化學物質或重組體)。
可以在本發明的固體清潔劑組合物中采用的脂肪酶的實例包括由Amano Pharmaceutical Co.Ltd.，Nagoya，Japan以商品名Lipase P″Amano″或″Amano-P″或由Novo以商品名LipolaseTM銷售的那些等。可以在本發明組合物中采用的其它可商購的脂肪酶包括Amano-CES，源自Chromobacter viscosum的脂肪酶，例如得自Toyo JozoCo.，Tagata，Japan的Chromobacter viscosum var.lipolyticumNRRLB 3673；得自U.S.Biochemical Corp.，U.S.A.和Disoynth Co.的Chromobacter viscosum脂肪酶和源自假單胞細菌屬劍蘭或Humicolalanuginosa的脂肪酶。優選的脂肪酶由Novo以商品名LipolaseTM銷售。
適合的脂肪酶在包括以下文獻的專利文獻中進行了描述屬于Novo的WO 9414951A(穩定化脂肪酶)，WO 9205249，RD 94359044，GB 1,372,034，屬于Amano Pharmaceutical Co.Ltd.的日本專利申請53,20487(1978年2月24公開)，和EP 341,947。
在本發明的優選的實施方案中，存在于本發明組合物中的市售脂肪酶的量為大約1-大約30wt％；優選大約2-大約15wt％；優選大約3-大約10wt％；優選大約4-大約8wt％；優選大約4、大約5、大約6、大約7或大約8wt％該市售酶產品。典型的可商購去污酶包括大約5-10％活性酶。
鑒于確定所要求的脂肪酶的重量百分率對于本發明教導的制造實施方案具有實際的便利，所以市售脂肪酶濃縮物和就地環境添加劑的變化和對脂肪酶活性的消極影響可能要求對脂肪酶分析更敏銳的分析技術以量化酶活性并與在優選的實施方案內的污物殘渣除去性能和酶穩定性和應用稀釋溶液建立相關性。可以按技術人員已知的單位或經由本領域的技術人員已知的和/或可商購的脂肪酶分析表示用于本發明的脂肪酶的活性。
當然，不同脂肪酶的混合物也可以引入本發明。雖然上面已經描述了各種特定的酶，但是應該理解的是可以使用可以為組合物賦予所需脂肪酶活性的任何脂肪酶并且本發明的這一實施方案無論如何不受脂肪酶的特定選擇的限制。
附加的酶 適合用于本發明固體清潔劑組合物的附加的酶包括角質酶(cutinase)、過氧化物酶、葡糖酶等。適合的角質酶在Genencor的WO 8809367A中進行了描述。已知的過氧化物酶包括辣根過氧化物酶、木質素酶(ligninase)和鹵代過氧化物酶例如氯-或溴-代過氧化物酶。適合于固體清潔劑組合物的過氧化物酶在Novo的WO 89099813A和WO8909813A中進行了公開。過氧化物酶可以與氧源，例如過碳酸鹽、過碳酸鹽、過氧化氫等結合使用。適合于引入本發明固體清潔劑組合物中的附加的酶在Genencor International的WO 9307263A和WO9307260A，Novo的WO 8908694A，和McCarty等的美國專利號3,553,139，Place等的美國專利號4,101,457，Hughes的美國專利號4,507,219和Hora等的美國專利號4,261,868中進行了公開。
適合于本發明固體清潔劑組合物的附加的酶，例如角質酶或過氧化物酶可以源自于植物、動物或微生物。優選地，酶源自于微生物。酶可以是純化的或是提取物的組分，和自然型或變種(化學物質或重組體)。在本發明的優選的實施方案中，存在于本發明組合物中的市售的附加酶，例如角質酶或過氧化物酶的量為大約1-大約30wt％；優選大約2-大約15wt％；優選大約3-大約10wt％；優選大約4-大約8wt％該市售酶產品。典型的可商購去污酶包括大約5-10％活性酶。
鑒于確定所要求的附加酶，例如角質酶或過氧化物酶的重量百分率對于本發明教導的制造實施方案具有實際的便利，所以市售的附加酶濃縮物和就地環境添加劑的變化和對它們的活性的消極影響可能要求對酶分析更敏銳的分析技術以量化酶活性并與在優選的實施方案內的污物殘渣除去性能和酶穩定性和應用稀釋溶液建立相關性。可以按技術人員已知的單位或經由本領域的技術人員已知的和/或可商購的分析表示用于本發明的附加酶，例如角質酶或過氧化物酶的活性。
當然，不同附加酶的混合物也可以引入本發明。雖然上面已經描述了各種特定的酶，但是應該理解的是可以使用可以為組合物賦予所需酶活性的任何附加的酶并且本發明的這一實施方案無論如何不受酶的特定選擇的限制。
酶穩定性體系 本發明的酶穩定性體系包括碳酸鹽和碳酸氫鹽的混合物。酶穩定性體系還可以包括其它成分以使某些酶穩定或提高或維持碳酸鹽和碳酸氫鹽的混合物的效果。
某些清潔組合物，例如醫療或牙科器材或器件固體清潔劑組合物的穩定性體系還可以包括0-大約10wt％，優選大約0.01wt％-大約6wt％氯漂白劑清除劑，添加用來防止存在于許多水供應中的氯漂白劑物質侵蝕和鈍化酶，特別是在堿性條件下。雖然水中的氯水平可能較小，通常大約0.5ppm-大約1.75ppm，但是和酶接觸的總水體積中的可利用的氯，例如在洗器皿期間，可能較大；因此，對使用中的氯的酶穩定性可能成問題。因為過碳酸鹽(它們能夠與氯漂白劑反應)可以按與穩定性體系分開考慮的量存在于某些本發明組合物中，所以針對氯的附加穩定劑的使用大多數情況下可能不是重要的，但是可以從它們的使用獲得改善的結果。
適合的氯清除劑陰離子是公知的并且可容易獲得，并且如果使用，可以是含銨陽離子與亞硫酸根、亞硫酸氫根、硫代亞硫酸根、硫代硫酸根、碘離子等的鹽。同樣可以使用抗氧化劑例如氨基甲酸鹽、抗壞血酸鹽等，有機胺例如乙二胺四乙酸(EDTA)或它們的堿金屬鹽，單乙醇胺(MEA)和它們的混合物。同樣可以引入特殊的酶抑制體系以致不同的酶具有最大相容性。如果需要的話，還可以使用其它常規清除劑例如硫酸氫鹽、硝酸鹽、氯化物，過氧化氫源例如過碳酸鈉四水合物、過碳酸鈉一水合物和過碳酸鈉，以及磷酸鹽，縮聚磷酸鹽，乙酸鹽，苯甲酸鹽，檸檬酸鹽，甲酸鹽，乳酸鹽，蘋果酸鹽，酒石酸鹽，水楊酸鹽等，和它們的混合物。
一般而言，因為氯清除劑功能可以由在充分認可的功能下單獨列出的成分發揮，所以不要求添加單獨的氯清除劑，除非以期望的程度發揮該功能的化合物不存在于本發明的含酶實施方案中；雖然如此，僅是為了最佳結果而添加清除劑。此外，配方設計師將運用化學工作者的正常技能避免使用當配制時與其它反應性成分以不可接受的程度不相容的任何酶清除劑或穩定劑。至于銨鹽的使用，此類鹽可以簡單地與固體清潔劑組合物摻合，但是在儲存期間易于吸附水和/或釋放氨。因此，如果存在，此類材料令人希望地被保護在顆粒中，例如Baginski等的美國專利號4,652,392中所述那樣。
消毒劑 消毒劑亦稱抗微生物劑是可以呈固體塊功能性材料形式用來防止商業產品材料體系、表面等的微生物污染和變質的化學組合物。一般地，這些材料符合特定的類別，包括酚類物質、鹵素化合物、季銨化合物、金屬衍生物、胺、烷醇胺、硝基衍生物、analides、有機硫和硫-氮化合物和其它化合物。取決于化學組成和濃度的給定抗微生物劑可以簡單地限制微生物數目的進一步增殖或可以破壞微生物群落的所有或相當大部分。術語″微生物(microbe)″和″微生物(microorganism)″通常主要是指細菌和真菌微生物。在使用中，將抗微生物劑形成固體功能性材料，該材料當使用水流稀釋和分配時形成含水殺菌劑或消毒劑組合物，這種組合物可以與各種表面接觸，導致防止微生物群落的生長或殺死微生物群落的相當大部分。微生物群落的五倍減少導致消毒劑組合物。常用的抗微生物劑包括酚類抗微生物劑例如五氯苯酚、鄰苯基苯酚。含鹵素抗菌劑包括三氯異氰脲酸鈉，二氯異氰脲酸鈉(無水或二水合物)，碘-聚(vinylpyrolidinonen)復合物，溴化合物例如2-溴-2-硝基丙烷-1，3-二醇，季鹽抗微生物劑例如benzalconiumchloride、氯化十六烷基吡啶鎓，含胺和硝基的抗微生物組合物例如六氫-1，3，5-三(2-羥乙基)-s-三嗪，二硫代氨基甲酸鹽例如二甲基二硫代氨基甲酸鈉，和本領域中以它們的微生物性能已知的各種其它材料。可以包含消毒劑來改善穩定性和/或降低與固體清潔劑組合物中的其它材料的反應性。
漂洗輔助功能性材料 本發明的功能性材料可以包含配制的漂洗輔助組合物，該漂洗輔助組合物含有與使用本發明水合物復合物制造的固體塊中的其它任選成分相結合的潤濕或成片劑(sheeting agent)。本發明的澆鑄固體漂洗助劑的漂洗輔助組分是水溶性或水可分散性低發泡有機材料，它能夠降低漂洗水的表面張力以促進成片作用和防止在洗器皿過程中完成漂洗后由珠子狀水所引起的污點或條紋。此類成片劑通常是有機表面活性劑如具有特征濁點的材料。表面活性劑漂洗或成片劑的濁點定義為當加熱時該表面活性劑的1wt％水溶液變得混濁時的溫度。因為在商業洗器皿機器中存在兩種一般類型的漂洗周期，一般認為是消毒漂洗周期的第一種類型使用在大約180°F(大約80℃)或更高溫度下的漂洗水。第二種類型的非消毒機器使用較低溫度非消毒漂洗，通常在大約125°F(大約50℃)或更高的溫度下。可用于這些應用的表面活性劑是濁點大于可獲得的熱工業用水的含水漂洗液。因此，對本發明的表面活性劑測量的有用的最低濁點是大約40℃。濁點也可以是60℃或更高，70℃或更高，80℃或更高等，這取決于使用場所、熱水溫度和漂洗周期的溫度和類型。優選的成片劑通常包含由氧化乙烯、氧化丙烯或呈均聚物或嵌段共聚物或雜(heteric)共聚物結構的混合物制備的聚醚化合物。此類聚醚化合物稱為聚氧化烯聚合物、聚氧亞烷基聚合物或聚亞烷基二醇聚合物。此類成片劑要求相對疏水性的區域和相對親水性的區域以為分子提供表面活性劑性能。此類成片劑具有大約500-15,000的分子量。聚合物分子中含有至少一個聚(PO)嵌段和至少一個聚(EO)嵌段的某些類型的(PO)(EO)聚合物漂洗助劑已經發現是有用的。分子中可以形成聚(EO)、聚PO或無規聚合的區域的附加嵌段。尤其有用的聚氧化丙烯聚氧化乙烯嵌段共聚物是包含聚氧化丙烯單元的中心嵌段和該中心嵌段每一側的聚氧化乙烯單元的嵌段的那些。此類聚合物具有顯示如下的通式(EO)n-(PO)m-(EO)n，其中n是20-60的整數，每一端獨立地是10-130的整數。另一種有用的嵌段共聚物是具有聚氧化乙烯單元的中心嵌段和該中心嵌段每一側的聚氧化丙烯的嵌段的嵌段共聚物。此類共聚物具有顯示如下的通式(PO)n-(EO)m-(PO)n，其中m是15-175的整數，每一端獨立地是大約10-30的整數。本發明的固體功能性材料通常可以使用水溶助劑以幫助維持成片或潤濕劑的可溶性。水溶助劑可以用來改性水溶液，從而使有機材料產生提高的可溶性。優選的水溶助劑是低分子量芳族磺酸鹽材料例如二甲苯磺酸鹽和二烷基二苯醚磺酸鹽材料。
漂白劑 用于使基材明亮或增白的固體清潔劑組合物中使用的漂白劑包括在清洗過程中通常遇到的條件下能夠釋放活性鹵素物質，例如Cl2、Br2、--OCl-和/或--OBr-的漂白性化合物。用于本發明固體清潔劑組合物的適合的漂白劑包括例如，含氯化合物例如氯氣、次氯酸鹽、氯胺。優選的鹵素釋放性化合物包括堿金屬二氯代異氰脲酸鹽、氯化磷酸三鈉、堿金屬次氯酸鹽、單氯胺和二氯胺等。包封的漂白劑源還可以用來提高漂白劑源在組合物中的穩定性(例如，參見美國專利號4,618,914和4,830,773，其公開內容在此引入作為參考)。漂白劑還可以是過氧或活性氧源例如過氧化氫、過硼酸鹽、碳酸鈉過氧水合物、磷酸鹽過氧水合物、過一硫酸鉀和過硼酸鈉單和四水合物，有和沒有活化劑例如四乙酰基亞乙基二胺等。固體清潔劑組合物可以包括少量但是有效量的漂白劑，優選大約0.1-10wt％，優選大約1-6wt％。
消泡劑 少但是有效量的用于降低泡沫穩定性的消泡劑也可以包括在本發明的固體清潔劑組合物中。優選地，固體清潔劑組合物包括大約0.0001-5wt％消泡劑，優選大約0.01-3wt％。
適合用于本發明組合物的消泡劑的實例包括硅氧烷化合物例如分散在聚二甲基硅氧烷中的二氧化硅，脂肪酰胺，烴蠟，脂肪酸，脂肪酯，脂肪醇，脂肪酸皂，乙氧基化物，礦物油，聚乙二醇酯類，磷酸烷基酯例如磷酸單硬脂基酯等。消泡劑的論述可以例如，參見Martin等的美國專利號3,048,548、Brunelle等的美國專利號3,334,147和Rue等的美國專利號3,442,242，它們的公開內容在此引入作為參考。
抗再沉積劑 固體清潔劑組合物還可以包括抗再沉積劑，它能夠促進污物在應用溶液中持續的懸浮和防止除去的污物再沉積到正在清洗的基材上。適合的抗再沉積劑的實例包括脂肪酸酰胺、氟烴表面活性劑、復合磷酸酯、苯乙烯馬來酸酐共聚物和纖維素衍生物例如羥乙基纖維素、羥基丙基纖維素等。固體清潔劑組合物可以包括大約0.5-10wt％，優選大約1-5wt％抗再沉積劑。
光學增白劑 光學增白劑也稱為螢光增白劑或熒光增亮劑，對織物基材中的黃色光提供光學補償。采用光學增白劑，泛黃被從范圍上與黃色匹配的區域中存在的光學增白劑發射的光替代。由光學增白劑提供的紫至藍光與該場所反射的其它光結合而提供基本上完全的或亮度提高的白色外觀。這種補充光由增亮劑通過熒光產生。光學增白劑吸收紫外線區275至400nm中的光并且發射在紫外線藍色光譜400-500nm中的光。
屬于光學增白劑家族的熒光性化合物通常是芳族材料或芳族雜環材料，它們通常含稠環系。這些化合物的一個重要的特征是存在與芳族環連接的共軛雙鍵的連續鏈。此種共軛雙鍵的數目取決于該分子的取代基以及熒光部分的平面性。大多數增亮劑化合物是二苯乙烯或4，4′-二氨基二苯乙烯、聯苯、五元雜環(三唑、噁唑、咪唑等)或六元雜環(香豆素、萘酰胺、三嗪等)的衍生物。用于清潔劑組合物的光學增白劑的選擇將取決于許多因素，例如清潔劑的類型，存在于清潔劑組合物中的其它組分的性質，洗滌水的溫度，攪拌程度和洗滌的材料與管道尺寸的比例。增亮劑選擇還取決于待清洗的材料的類型，例如棉、合成物等。因為大多數洗滌劑產品用來清洗各種織物，所以清潔劑組合物應含有對各種織物有效的增亮劑的混合物。此種增亮劑混合物的各組分相容自然是必要的。
可用于本發明的光學增白劑可商購并且將是本領域技術人員了解的。可用于本發明的商業光學增白劑可以劃分為次級組，它們包括但不一定限于，二苯乙烯、吡唑啉、香豆素、羧酸、甲川花青、二苯并噻吩-5，5-二氧化物、唑、5-和6-元雜環及其它各種試劑的衍生物。這些類型的增亮劑的實例在由John Wiley & Sons，New York(1982)出版的″The Production and Application of Fluorescent BrighteningAgents″，M.Zahradnik中進行了公開，其公開內容在此引入作為參考。
可用于本發明的二苯乙烯衍生物包括，但不一定限于，雙(三嗪基)氨基-二苯乙烯的衍生物；二苯乙烯的雙酰氨基衍生物；二苯乙烯的三唑衍生物；二苯乙烯的噁二唑衍生物；二苯乙烯的噁唑衍生物和二苯乙烯的苯乙烯基衍生物。
染料/增香劑 各種染料、包括芳香劑的增香劑、及其它美感提高劑也可以包括在組合物中。可以包括染料來改變組合物的外觀，例如，直接藍86(Miles)、Fastusol Blue(Mobay Chemical Corp.)、酸性橙7(American Cyanamid)、堿性紫10(Sandoz)、酸性黃23(GAF)、酸性黃17(Sigma Chemical)、樹液綠(Keyston Analine and Chemical)、間胺黃(Keystone Analine and Chemical)、酸性藍9(Hilton Davis)、Sandolan Blue/酸性藍182(Sandoz)、Hisol Fast Red(Capitol Colorand Chemical)、熒光素(Capitol Color and Chemical)、酸性綠25(Ciba-Geigy)等。
可以包括在組合物中的香料或芳香劑包括，例如，萜類化合物例如香茅醇，醛類例如戊基肉桂醛，素馨例如C1S-素馨或素馨醛，香草醛等。
其它成分 可用于清潔劑組合物的廣泛種類的其它成分可以包括在本組合物中，包括其它活性成分、增潔劑、載體、加工助劑、染料或顏料、芳香劑、液體配方的溶劑、水溶助劑(如下所述)等。由甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇示例的低分子量伯或仲醇是適合的。一元醇優選用于增溶性表面活性劑，但是也可以使用多元醇例如含大約2-大約6個碳原子和大約2-大約6個羥基的那些(例如丙二醇、乙二醇、甘油和1，2-丙二醇)。
固體清潔劑組合物的制造 本發明提供固體清潔劑組合物的制造方法。根據本發明，根據需要，將清洗劑、支化脂肪酸崩解劑及其它添加劑在混合系統中混合在一起。優選地，該混合系統足以提供粘結劑在整個清潔劑組合物中的分散。可以從外部源施加熱以促進混合物的加工。
混合系統在高剪切下為成分提供連續混合以形成基本上均勻的液體或半固體混合物，各成分分布在其整個物質中。優選地，混合系統包括混合成分的裝置以提供有效維持混合物處于可流動稠度的剪切，在加工期間的粘度大于大約1,000cps，優選1,000-1,000,000cps，更優選大約50,000-200,000cps。混合系統優選是連續流動混合器或更優選，單或雙螺桿擠出機設備，雙螺桿擠出機是高度優選的。
通常在維持各成分的物理和化學穩定性的溫度下加工混合物，優選在大約20-80℃，更優選大約25-55℃的環境溫度下加工。雖然可以將有限的外部熱施加到混合物上，但是混合物所達到的溫度在加工期間可能由于摩擦、環境條件的變化和/或成分間的放熱反應而變得升高。任選地，可以提高混合物的溫度，例如，在混合系統的出口或入口處提高。
成分可以呈液體或固體例如干燥顆粒形式，并且可以單獨地或作為與其它成分，例如清洗劑、含水介質和附加成分例如第二清洗劑、清潔劑輔料或其它添加劑、二次硬化劑等的預混合物的一部分添加到混合物中。可以將一種或多種預混合物添加到混合物中。
將各成分混合以形成基本上均勻的稠度，其中各成分基本上均勻地分布在整個物質中。然后經過模頭或其它成形裝置從混合系統排出混合物。然后可以將該異型擠出物分割為具有受控質量的有用尺寸。優選地，將擠出的固體包裝在膜中。當從混合系統排出時混合物的溫度優選足夠低以使混合物能夠直接地澆鑄或擠出到包裝系統中，而無需首先冷卻該混合物。擠出排放和包裝之間的時間可以經調節以允許清潔劑塊體的硬化以便在進一步加工和包裝期間的更好處理。優選地，在排放點處的混合物為大約20-90℃，優選大約25-55℃。然后允許組合物硬化成固體態，該固體態可以為低密度、海綿狀、可鍛的、膩子(caulky)稠度到高密度、熔融固體、混凝土狀塊體。
任選地，加熱和冷卻裝置可以安裝在混合裝置旁邊來加熱或除熱以在混合器中獲得所需的溫度分布。例如，可以將外部熱源施加到混合器的一個或多個桶體段，例如成分入口段、最后的出口段等，以提高混合物在加工期間的流動性。優選地，優選維持混合物在加工期間的溫度，包括在排放口處的溫度在大約20-90℃。
當各成分的加工完成時，可以經過排放模頭將混合物從混合器排出。組合物最終硬化。固化過程可以持續幾分鐘到大約六小時，這取決于例如，澆鑄或擠出的組合物的尺寸、組合物的成分、組合物的溫度及其它類似因素。優選地，澆鑄或擠出的組合物在大約1分鐘-大約3小時，優選大約1分鐘-大約2小時，優選大約1分鐘-大約20分鐘內″凝結″或開始硬化成固態。
包裝接受器或容器可以是剛性或撓性的，并且由適合于容納根據本發明制備的組合物的任何材料構成，例如玻璃、金屬、塑料膜或片材、卡紙、卡紙復合材料、紙等。
有利地，因為在環境溫度或接近環境溫度下加工組合物，所以經加工的混合物的溫度足夠低以致該混合物可以直接地澆鑄或擠出到容器或其它包裝系統中，而不會結構上損害材料。結果，與用于在熔融狀態下加工和分配的組合物的那些相比，可使用更寬種類的材料制造容器。用來容納組合物的優選的包裝由撓性、易展開膜材料制成。
包裝材料可以作為水溶性包裝材料例如水溶性包裝膜提供。示例性的水溶性包裝膜在美國專利號6,503,879；6,228,825；6,303,553；6,475,977；和6,632,785中進行了公開，這些文獻的公開內容在此引入作為參考。可以提供可以用來包裝濃縮物的包裝材料的示例性水溶性聚合物包括聚乙烯醇。包裝的濃縮物可以作為單元劑量包裝料或多重劑量包裝料提供。在單元劑量包裝料的情況下，預期將單個包裝的單元放入洗碗機，例如洗碗機的清潔劑隔室中，并且將在單個洗滌周期過程中用完。在多重劑量包裝料的情況下，預期將單元放入加料斗中并且水流將使濃縮物的表面退化而提供將引入到洗碗機中的液態濃縮物。
可以用于本發明的適合的水溶性聚合物在Davidson和Sittig的Water Soluble Resins，Van Nostrand Reinhold Company，NewYork(1968)中進行了描述，在此引入供參考。水溶性聚合物應該具有合適的特性例如強度和可撓性以允許機器處理。優選的水溶性聚合物包括聚乙烯醇、纖維素醚、聚氧化乙烯、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯基甲基醚-馬來酸酐、聚馬來酸酐、苯乙烯馬來酸酐、羥乙基纖維素、甲基纖維素、聚乙二醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酸鹽、藻酸鹽、丙烯酰胺共聚物、瓜爾膠、酪蛋白、乙烯-馬來酸酐樹脂系列、聚乙烯亞胺、乙基羥乙基纖維素、乙基甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素。一般優選較低分子量水溶性聚乙烯醇成膜聚合物。可以使用的聚乙烯醇包括重均分子量為大約1,000-大約300,000，大約2,000-大約150,000，大約3,000-大約100,000的那些。
固體清潔劑組合物的分配 根據本發明制備的固體清潔劑組合物可以從噴霧型分配器分配，例如美國專利號4,826,661、4,690,305、4,687,121、4,426,362和美國專利號Re 32,763和32,818中公開的分配器，這些文獻的公開內容在此引入作為參考。簡要地說，噴霧型分配器如下工作在固體組合物的暴露表面之上沖擊水霧以溶解組合物的一部分，然后立即將含該組合物的濃縮物溶液引導離開該分配器到儲罐或直接地到使用位置。當使用時，從包裝(例如)膜取出產品并插入分配器中。水噴霧可以由形狀與固體清潔劑形狀相符的噴嘴產生。分配器外殼也可以密切地配合在分配系統中的清潔劑形狀以致防止不正確的清潔劑引入和分配。
當將固體清潔劑組合物作為單元劑量提供時，可以將固體清潔劑組合物引入清洗環境中以形成應用溶液。在洗器皿機器的情況下，可以將單元劑量滴入洗器皿機器中。可以將單元劑量手滴入洗器皿機器中或可以將它機械地分配到洗器皿機器中。另外，單元劑量可以用來形成濃縮物，然后將該濃縮物引入洗器皿機器中。
用途 固體清潔劑組合物可以稱為固體組合物、清潔組合物或組合物。固體清潔劑組合物可以用于在包括自動洗碗或洗器皿機器的環境中的清洗，在其中用作漂洗助劑、洗滌劑、炊事用具清洗劑、旋轉油炸鍋和熱油油炸鍋、地板的清洗劑和用于在洗滌盆中手工清洗玻璃、盤子等。另外，固體清潔劑組合物可以是指以濃縮物的形式提供或以應用組合物的形式提供的組合物。一般而言，濃縮物是將要用水稀釋來提供應用組合物的組合物，該應用組合物接觸表面以提供預期效果，例如清洗。另外，清潔劑組合物可以用于包括例如，洗瓶和洗車的環境中。
經溶解以便與待清洗的制品接觸的固體清潔劑組合物可以稱為應用組合物。應用組合物可以按提供所需水平的去污性能的固體濃度提供。固體濃度是指非水組分在應用組合物中的濃度。在提供應用組合物的稀釋之前，固體清潔劑組合物可以稱為固體組合物、固體清潔劑組合物或濃縮物。
可以通過在用來提供應用組合物的地點或場所用水或其它含水介質溶解濃縮物來使用固體清潔劑組合物。多數情況下，當在自動洗碗或洗器皿機器中使用固體清潔劑組合物時，預期使用地點或場所將是自動洗碗或洗器皿機器的內部。當在住宅或家庭型洗碗機中使用固體清潔劑組合物時，可以將組合物放入洗碗機的清潔劑隔室中。清潔劑隔室通常位于洗碗機的門中。固體清潔劑組合物可以按允許將單次劑量固體清潔劑組合物引入隔室中的形式提供。一般而言，單次劑量是指單個洗器皿周期所希望的固體清潔劑組合物的量。在許多商業洗碗或洗器皿機器中，并且甚至對于某些住宅或家庭型洗碗機，預期可以將大量固體清潔劑組合物提供在隔室中以致允許為每一洗器皿或洗碗周期釋放單次劑量的組合物。此種隔室可以作為洗器皿或洗碗機的一部分提供或它可以作為通過軟管與洗器皿或洗碗機連接的獨立結構提供，該軟管用于組合物向洗器皿或洗碗機的輸送。例如，可以將固體清潔劑組合物的塊體提供在加料斗中，并且可以對該塊體的表面噴水以提供可以引入到洗碗機中的液態濃縮物。該加料斗可以是洗碗機的一部分或它可以獨立于洗碗機提供。
用來稀釋濃縮物以形成應用組合物的水可以稱為稀釋水，并且可以來自不同場所。預期可在一個場所獲得的水可以具有較低的總溶解固體水平，而在另一個場所的水可以具有較高的總溶解固體水平。一般而言，硬水認為是總溶解固體含量超過200ppm的水。根據本發明的洗器皿清潔劑組合物可以經提供以致在是軟水的稀釋水或是硬水的稀釋水存在下提供去污性能。
應用組合物可以具有足以提供所需清洗水平同時避免由于使用太多而浪費固體清潔劑組合物的固體含量。在大多數實施方案中，應用溶液中存在的固體在溶解狀態下是穩定的，意指它們保持分散在應用溶液中而不會在使用過程中沉淀和快速降解。一般而言，應用組合物可以具有至少大約0.05wt％的固體含量以提供所需的清洗水平。另外，應用組合物可以具有小于大約1.0wt％的固體含量以避免使用過多組合物。另外，應用組合物可以具有大約0.05wt％-大約0.75wt％的固體含量。在某些實施方案中，固體清潔劑組合物容易地溶于含水介質中而形成固體含量為大約3-5wt％，在其它實施方案中，大約4wt％的應用溶液。應用組合物可以由濃縮物通過用水按以下稀釋比稀釋來制備該稀釋比提供濃縮物的便利使用并且提供具有所需去污性能的應用組合物的形成。可以按至少大約20∶1的水與濃縮物的比例稀釋濃縮物，并且該比例可以處于大約20∶1-大約2000∶1，以提供具有所需去污性能的應用組合物。
上述說明提供理解本發明的寬集合和邊界的基礎。以下實施例和試驗數據提供對本發明的某些特定實施方案的理解。這些實施例沒有限制已經在上面的描述中闡明的本發明的范圍的意圖。在本發明構思內的變型對本領域技術人員是顯而易見的。
以下實施例是出于說明而非限制目的提供的。
實施例 材料和供應商 Colatrope或Colatrope-INC異壬酸鈉ColonialChemical，Inc.Chattanooga，TN，以商品名稱

TROPE-INC。下表中還命名為″INN″。
Mironal FBS二羧酸椰子(coconut)衍生物鈉鹽，38％。
Dehypon LS-36低發泡脂肪醇C12-C14EO/PO衍生物表面活性劑，Fitz Chem Corporation。
D-500乙氧基-丙氧基共聚物，商品名稱SURFONICD-500，Huntsman International LLC。
Versenol 120螯合劑羥基乙叉基三乙酸40％(HEDTA)，DowChemical Company。
Genapol w-030支化非離子表面活性劑，Clariant FunctionalChemicals，Muttenz，Switzerland。
Genapol UD-030支化非離子表面活性劑，Clariant FunctionalChemicals，Muttenz，Switzerland. 溶解速率試驗程序 用于本發明的試驗程序包括三個開發的試驗程序。第一個試驗程序是溶解速率試驗程序。這一試驗程序測量當將固體添加到各種溫度下的水中時它的溶解速率。試驗程序如下 1.在熱板上使在4000ml燒杯中的3500ml軟水達到指定溫度。
2.將篩網支架添加到燒杯中(篩網支架使樣品離燒杯底部7.5cm)。
3.記錄待試驗的固體樣品的重量。
4.當水達到指定溫度時，添加樣品并啟動秒表。
5.記錄當篩網上無樣品保留時的時間。
除非另作說明，下面提供的所有溶解速率試驗結果是根據上述程序在155°F下進行的。溶解速率試驗程序也可以在等于或大于室溫且小于水溶液的沸點的其它指定溫度下進行。實施例指定溫度包括例如，但不限于130°F和190°F。
標準室溫、壓力等條件也是可應用的。
在平行的溶解試驗中，將根據本發明的包括異壬酸鈉的固體清潔劑組合物與類似但不存在支化脂肪酸崩解劑的清潔劑組合物配方進行比較。
實施例A-B和對比實施例C-E 實施例A和B是包括異壬酸鈉(Colonial Chemical，Co.)的固體清潔劑配方。與實施例C、D和E中提供的不包括支化脂肪酸崩解劑，例如異壬酸鈉的類似配方對比。溶解速率試驗結果證實包括支化脂肪酸崩解劑的實施例A和B在改進的速率溶解。實施例A比對比實施例D溶解快3倍，比實施例C溶解快4倍，比實施例E溶解快超過5倍。
表1 實施例A的溶解速率處于100g/min。依靠灰分和水的組合而不是支化脂肪酸崩解劑的類似配方具有15g/min的更慢溶解速率。因此，在這一具體的實施例中，支化脂肪酸崩解劑(異壬酸鈉)的存在與沒有支化脂肪酸崩解劑時的速率相比改進溶解速率大約三倍，更優選五倍。
實施例F-M固體清潔劑組合物和對比實施例N-Q 表2-5所示附加的數據證實各種支化脂肪酸崩解劑與線性(非支化)脂肪酸相比的崩解活性。實施例F-M是包括支化脂肪酸崩解劑的固體清潔劑組合物，而對比實施例N-Q具有類似的配方，只是用線性脂肪酸替換。如在各種實施例F-M中注意到的那樣，將按各種量將異壬酸、異辛酸、新癸酸、新戊酸連同異壬酸鈉一起使用。根據上面描述的溶解速率試驗測量溶解速率。實施例F-M的固體清潔劑組合物證實用密實灰分固化的固體清潔劑組合物的至少15g/分鐘的改進的溶解。使用主鏈是辛酸或更長(例如，C9-C12支化脂肪酸崩解劑)的支化脂肪酸崩解劑的實施例F-L證實在試驗條件下大于30g/分鐘的溶解。
表2 表3 表4 實施例S&U固體清潔劑組合物和對比實施例R&T 固體清潔劑組合物S和U被配制為包括支化脂肪酸崩解劑連同有機粘結劑的漂洗助劑。通過與類似配制但沒有支化脂肪酸崩解劑的對比實施例R和T比較看出，顯示了崩解速率的改進。
表5
實施例W固體金屬保護性機器洗器皿清潔劑組合物和對比實施例V 表6 實施例Y固體機器洗器皿清潔劑組合物和對比實施例X 表7 實施例AA和AC固體手動炊事用具清潔劑組合物和對比實施例Z和AB 表8 實施例AE和AG固體地板清洗劑清潔劑組合物和對比實施例AD和AF 表9
實施例AI固體預浸漬清潔劑組合物和對比實施例AK 表10
實施例AJ固體脫脂劑清潔劑組合物和對比實施例AK-AM 表11 實施例AN-AQ和對比實施例AR-AV包括支化和直鏈脂肪酸的清潔劑組合物的對比 表12所示的實施例AN-AQ的固體清潔劑組合物證實各種支化脂肪酸崩解劑與表13所示的含有線性(非支化)脂肪酸的類似配方相比的崩解活性。如在各種實施例F-M中注意到的那樣，將按各種量將異壬酸、異辛酸、新癸酸、新戊酸連同異壬酸鈉一起使用。根據上面描述的溶解速率試驗測量溶解速率。實施例F-M的固體清潔劑組合物證實用密實灰分固化的固體清潔劑組合物的至少15g/分鐘的改進的溶解。使用主鏈是辛酸或更長(例如，C9-C12支化脂肪酸崩解劑)的支化脂肪酸崩解劑的實施例F-L證實在試驗條件下大于30g/分鐘的溶解。
表12 對比實施例包括直鏈脂肪酸的清潔劑組合物 表13
游離油從不銹鋼滑塊的除去 本發明開發的下一個程序試驗溶解溶液從不銹鋼滑塊除去游離油的能力。以下程序經開發并用來產生本專利申請中的數據。
1.在250mL燒杯中準備100mL用過的油炸鍋油和油炸鍋清洗劑溶液的溶液。該溶液按體積應該為2％油。對于試驗固體清潔劑組合物，油炸鍋清洗劑溶液應該為大約5wt％清洗劑。對于100mL溶液的構成，參見下表14。
表14 2.洗滌、干燥并稱量不銹鋼滑塊。該滑塊尺寸應該為大約1.5英寸長和1.0英寸寬。使用天平稱量該滑塊，可以量測到小數點后面四位。對于每一燒杯的清洗劑溶液，準備兩個滑塊。
3.使用熱板，加熱該油/清洗劑溶液到沸騰。
4.當溶液沸騰時，將兩個預稱量的滑塊放置在每一燒杯溶液中。
5.允許滑塊達到溶液的溫度。
6.用夾具取出滑塊，并允許它們風干。在斜面上干燥該滑塊以致任一側面在臺面上都不是平坦的。
7.再次稱量該滑塊，并計算油殘留的克數/平方英寸。
8.最成功的清洗產品將具有最低的油殘留克數/平方英寸。
表15提供了按對于崩解劑和水溶助劑功能而言足夠的量包括異壬酸鈉鹽的固體清潔劑組合物的若干配方。根據上述試驗步驟在與其它清潔劑組合物的對比試驗中使用表15的固體清潔劑配方，以降低附著到滑塊上的游離油的量。結果在表16中給出。
表16

從上述應當理解，雖然本文已經出于說明目的描述了本發明的特定實施方案，但是在不背離本發明精神和范圍的情況下可以作出各種修改。因此，本發明不限于此，而受所附權利要求書限制。
權利要求
1.固體清潔劑組合物，包含
以有效提供pH值至少大約8的應用溶液的量存在的堿性源；
包括1-20wt％表面活性劑或表面活性劑體系的清洗劑；
固化劑；和
至少0.2wt％支化脂肪酸崩解劑，
其中該固體清潔劑組合物當暴露于4000mL處于155°F的水溶液中時具有至少15g/分鐘的溶解速率。
2.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑由通式CH3(CH2)m(CH)n(CH2)o(CH)p(CH2)qCOOH表示，其中m、n、o、p和q各自是選自0-17的整數，n+p是1或2，和m+n+o+p+q在3-18之間。
3.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑由通式CH3(CH2)m(CH)n(CH2)o(CH)p(CH2)qCOOH表示，其中m、n、o、p和q各自是選自0-17的整數，n+p是1或2，和m+n+o+p+q在6-12之間。
4.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑是C8-C12支化脂肪酸。
5.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑選自異壬酸鈉、異壬酸、異辛酸鈉、異辛酸、新癸酸鈉、新癸酸、新戊酸鈉、新戊酸、新庚酸鈉、新庚酸、3，5，5-三甲基己酸、6-甲基-庚酸、2，2-二甲基辛酸、新戊酸(2，2-二甲基丙酸)、2，2-二甲基戊酸和它們的鹽，或它們的混合物。
6.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑選自異壬酸、異辛酸、新癸酸、新戊酸或它們的組合。
7.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑是異壬酸鈉。
8.權利要求1的固體清潔劑組合物，包含0.5wt％-5wt％支化脂肪酸崩解劑。
9.權利要求1的固體清潔劑組合物，包含5wt％-20wt％支化脂肪酸崩解劑。
10.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述固化劑包含10-80wt％碳酸鈉、氫氧化鈉或偏硅酸鈉或它們的組合。
11.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中總組合物含20wt％-40wt％碳酸鈉。
12.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中總組合物含20-40wt％碳酸鈉和15-40wt％氫氧化鈉。
13.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述固化劑包括至少30wt％氫氧化鈉。
14.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述溶解速率是至少30g/分鐘。
15.權利要求1的固體清潔劑組合物，其中所述固體清潔劑組合物呈尺寸至少大約5千克的塊體形式。
16.溶于水溶液形成應用溶液的固體清潔劑組合物，該固體清潔劑包含
以有效提供pH值至少大約8的應用溶液的量存在的堿性源；
包括1-20wt％表面活性劑或表面活性劑體系的清洗劑；
固化劑；和
至少0.2wt％支化脂肪酸崩解劑，
其中所述固體清潔劑組合物與類似但沒有所述支化脂肪酸崩解劑的固體組合物相比當暴露于4000mL處于155°F的水中時具有更快的溶解速率。
17.權利要求16的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑由通式CH3(CH2)m(CH)n(CH2)o(CH)p(CH2)qCOOH表示，其中m、n、o、p和q各自是選自0-17的整數，n+p是1或2，和m+n+o+p+q在6-12之間。
18.權利要求16的固體清潔劑組合物，其中所述支化脂肪酸崩解劑選自異壬酸鈉、異壬酸、異辛酸鈉、異辛酸、新癸酸鈉、新癸酸、新戊酸鈉、新戊酸、新庚酸鈉、新庚酸、3，5，5-三甲基己酸、6-甲基-庚酸、2，2-二甲基辛酸、新戊酸(2，2-二甲基丙酸)、2，2-二甲基戊酸和它們的鹽，或它們的混合物。
19.權利要求16的固體清潔劑組合物，其中包含至少0.5wt％支化脂肪酸崩解劑的所述固體組合物的溶解速率是所述類似的固體組合物的三倍。
20.速溶性固體清潔劑組合物的制造方法，包括將以下物質與足夠的水共混以形成漿料
以有效提供pH值至少大約8的應用溶液的量存在的堿性源，
包括1-20wt％表面活性劑或表面活性劑體系的清洗劑，
固化劑；和
至少0.2wt％支化脂肪酸崩解劑；和
將該漿料形成固體清潔劑組合物；
其中所述固體清潔劑組合物與類似但沒有所述支化脂肪酸崩解劑的固體組合物相比當暴露于水溶液中時具有更大的溶解速率。
21.權利要求20的方法，其中將該漿料形成固體清潔劑組合物是通過擠出方法。
22.權利要求20的方法，其中將該漿料形成固體清潔劑組合物是通過澆鑄方法。
23.權利要求20的方法，其中將該漿料形成固體清潔劑組合物是通過壓片方法。
全文摘要
描述了固體塊或單元劑量清潔劑組合物，它可以用于清潔表面和物體，除去懸浮污物和容易沖洗的各種應用。該清潔劑組合物當暴露于水溶液例如水中時迅速且完全地溶解而產生應用溶液。
文檔編號C11D7/08GK101611126SQ200880004058
公開日2009年12月23日 申請日期2008年1月21日 優先權日2007年2月15日
發明者M·巴特爾米, J·馬夸特, S·E·倫切, V·F·曼, B·R·利夫布萊德 申請人:埃科萊布有限公司