JP2009544869A - ナノサイズの粒子及びアニオン性洗剤キャリーオーバー許容度を有する布地向上組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で用いるとき、用語「洗濯残留物」とは、洗濯プロセスの洗浄サイクル中に布地上又は洗浄液中のどちらかに存在し得るあらゆる物質を意味し、すすぎ浴溶液中に洗濯された布地によってキャリーオーバーされる、あらゆる物質を意味する。従って、「洗濯残留物」には、残留汚れ、粒子状物質、洗剤界面活性剤、洗剤ビルダー、漂白剤、金属イオン、脂質、酵素、及び洗浄サイクル溶液中に存在し得た他のあらゆる物質が挙げられるが、これらに限定されない。
複数の粒子を含む少なくとも1つの布地柔軟化剤を含む布地向上組成物であって、前記粒子の少なくとも約50重量%が約170nm未満の粒径を有する(以下では「ナノサイズの粒子」)布地向上組成物が、界面活性剤スカベンジャー並びに尾部が1つ及び尾部が2つのカチオン性布地柔軟仕上げ活性物質の特定の混合物を含むがこれに限定されない添加剤を加えずに、良好なアニオン性洗剤キャリーオーバー許容度を提供することが驚くべきことに発見された。1つの実施形態では、前記ナノサイズの粒子は複数の層状小胞を含む。理論に束縛されるものではないが、ナノサイズの粒子は、ここに定義されるように、自動及びマニュアル手洗いシステムのすすぎ溶液中に存在する、少なくとも一部の任意の洗剤界面活性剤組成物及び/又は洗濯残留物を捕捉するのに十分なカチオン性電荷の曝露を提供すると考えられている。
本発明は、約10nm〜約170nm、あるいは約150nm未満、あるいは約120nm未満、あるいは約80nm未満の平均粒径を有する複数の粒子を含む、少なくとも1つの布地柔軟化活性物質を含む。1つの実施形態では、複数の粒子は強度で重み付けした粒径分布を有し、複数のこの粒子の少なくとも約50%、あるいは少なくとも80%、あるいは少なくとも90%、あるい99%まで、あるいは約99.9%までが、約170nm未満、あるいは約150nm未満、あるいは約120nm未満、あるいは約80nm未満の粒径を有する。ここで定義されるように、平均粒径及び強度で重み付けした粒径分布は、本明細書で定義される動的光散乱法により測定される。別の実施形態では、複数の粒子は層状小胞、ディスク、小板、層状シート、及びこれらの組合せを含む。
動的光散乱法は、光散乱データ技術により粒径を測定するのに使用できる。本明細書で用いるとき、粒径はマルバーン・ゼータサイザー・ナノ(Malvern Zetasizer Nano)ZSのモデルZEN 3600によって測定される。製造者:マルバーン・インスツルメント社(Malvern Instruments Ltd)、英国WR14 1XZ、ウスターシャー州マルバーン、グローヴウッドロード、エニグマビジネスパーク(Enigma Business Park, Grovewood Road, Malvern, Worcestershire WR141XZ, United Kingdom)。
本発明の布地向上組成物は布地柔軟化活性物質(FSA)又は1つ以上のFSAの混合物を含む。1つの実施形態では、布地向上組成物は少なくとも前記組成物の約1重量%、あるいは少なくとも約2重量%、あるいは少なくとも約3重量%、あるいは少なくとも約5重量%、あるいは少なくとも約10重量%、あるいは少なくとも約12重量%であって、約90重量%未満、あるいは40重量%未満、あるいは約30重量%未満、あるいは約20重量%未満、あるいは約18重量%未満、あるいは約15重量%未満、である前記FSAを含む。1つの実施形態ではFSAはカチオン性である。
{R4−m−N+−[(CH2)n−Y−R1]m}X− (1)
式中、各R置換基は水素、短鎖C1〜C6、好適なC1〜C3アルキル又はヒドロキシアルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ヒドロキシエチルなど)、ポリ(C2〜3アルコキシ)、好適なポリエトキシ、ベンジル、又はこれらの混合物のいずれかであり;各mは2又は3であり;各nは1〜約4で好適には2であり;各Yは、−O−(O)C−、−C(O)−O−、−NR−C(O)−、又は−C(O)−NR−であり;各R1中の炭素の合計数は(ただし、Yが−O−(O)C−又は−NR−C(O)−のときは+1)C12〜C22であり、好適にはC14〜C20であり、各R1はヒドロカルビル、又は置換ヒドロカルビル基であり、X−は塩化物、臭化物、硫酸メチル、硫酸エチル、硫酸塩及び硝酸塩などの柔軟仕上げ剤適合性アニオンである。
[R3N+CH2CH(YR1)(CH2YR1)]X−
式中、Y、R、R1及びX−はそれぞれ、上記と同じ意味を有する。このような化合物には、次式を有するものが挙げられる:
[CH3]3N(+)[CH2CH(CH2O(O)CR1)O(O)CR1]C1(−)(2)
式中、各Rはメチル又はエチル基であり、好適には各R1はC15〜C19の範囲内にある。本明細書で使用するとき、ジエステルが明記される場合、それは存在するモノエステルを包含することができる。
[R4−m−N+−R1 m]X− (3)
式中、R、R1及びX−はそれぞれ、上記と同じ意味を有する。
R1−C(O)−NH−R2−NH−R3−NH−C(O)−R1 (6)
式中、R1、R2は上記のように定義され、各R3はC1〜6アルキレン基であり、好適にはエチレン基であり、反応生成物は所望により硫酸ジメチルなどのアルキル化剤の添加によって四級化されてもよい。このような四級化反応生成物は米国特許第5,296,622号(アップヒューズ(Uphues)ら、1994年3月22日発行)に更に詳細に記載されている。
[R1−C(O)−NR−R2−N(R)2−R3−NR−C(O)−R1]+A− (7)
式中、R、R1、R2、R3及びA−は上記のように定義される。
R1−C(O)−NH−R2−N(R3OH)−C(O)−R1 (8)
式中、R1、R2及びR3は、上記のように定義される。
R1−C(O)−NH−CH2CH2−NH−CH2CH2−NH−C(O)−R1
式中、R1−C(O)は、ヘンケル社(Henkel Corporation)から入手可能なエマーソル(Emersol)(登録商標)223LL又はエマーソル(登録商標)7021などの、植物又は動物を供給源として得られた市販の脂肪酸のアルキル基であり、R2及びR3は二価のエチレン基である。
[R1−C(O)−NH−CH2CH2−N(CH3)(CH2CH2OH)−CH2CH2−NH−C(O)−R1]+CH3SO4 −
式中、R1−C(O)は、ウィトコ社(Witco Corporation)から商標名バリソフト(Varisoft)(登録商標)222LTとして市販されているアルキル基である。
R1−C(O)−NH−CH2CH2−N(CH2CH2OH)−C(O)−R1
式中、R1−C(O)は、ヘンケル社(Henkel Corporation)から入手可能なエマーソル(Emersol)(登録商標)223LL又はエマーソル(登録商標)7021などの、植物又は動物を供給源として得られた市販の脂肪酸のアルキル基である。
本明細書のカチオン性窒素系塩において、アニオンA−は柔軟仕上げ剤に相溶性のあるいずれかのアニオンであり、電気的に中性である。ほとんどの場合、これらの塩において電気的中性をもたらすために使用されるアニオンは、強酸由来のものであり、特に、塩化物、臭化物、又はヨウ化物のようなハロゲン化物由来のものである。硫酸メチル、硫酸エチル、酢酸塩、ギ酸塩、硫酸塩、炭酸塩などのような、他のアニオンを使用することもできる。塩化物及び硫酸メチルがアニオンAに好適な候補である。またアニオンは、二価の電荷を有することもでき、その場合、A−は、基の半分を表わす。
本明細書で用いるとき、アニオン性スカベンジャーは洗剤スカベンジャー及び/又は界面活性剤スカベンジャーを含む。本発明の布地向上組成物は、驚くべきことに、本明細書で定義する泡形成試験(Floc Formation Test)から決定されるように、アニオン性スカベンジャーの添加に頼らずに良好なアニオン性洗剤キャリーオーバー許容度を提供可能であることが観察されている。理論に束縛されるものではないが、洗剤キャリーオーバー許容度は本発明の粒子の、粒径分布及び/又は平均粒径に部分的によるものと考えられる。粒子及び/又は層状小胞の寸法は十分な量のカチオン性電荷を曝露して、自動及びマニュアル手洗いシステムのすすぎ溶液中に存在する、少なくとも一部の任意の洗剤界面活性剤及び/又は洗濯残留物を捕捉する。
本発明の1つの実施形態では、布地向上組成物は泡抑制系を含む。泡抑制系の好適な濃度は、組成物の約0.01重量%〜約10重量%、あるいは約0.02重量%〜約5重量%、あるいは約0.05重量%〜約2重量%である。このような泡抑制系は、従来のC11〜C18アルキルベンゼンスルホン酸塩(「LAS」)などの高発泡性界面活性剤からの洗濯残留物を含むすすぎ浴溶液を使用する際に、本発明の組成物で使用するのに好適である。
泡低減は次のようにして測定される:ドデシルベンゼンスルホン酸のナトリウム塩(工業銘柄、カタログナンバー28,995〜7でアルドリッチ(Aldrich)社により供給される)の約0.02%溶液(20℃〜25℃で硬度0.21g毎L(12米国g/g)mp水を使用)750gが1リットル円筒型広口瓶(直径:高さの比がおよそ5:8)に加えられる。この溶液は参照として働く。参照溶液及び泡形成試験(下記参照)から得られる濾液が約15秒間に亘って強く振盪される。これにより、参照溶液の上に約3cmの泡が生じる。振盪が終わってから15秒後に、試験溶液上に残っている泡の存在が目視により評価される。高さの%で表示される泡低減値は、15秒後の試験試料の泡の高さを振盪直後の参照試料の泡の高さ(〜3cm)と比較することで計算される。
1.香料添加物
1つの実施形態では、布地向上組成物は香料添加物を含む。本明細書で使用するとき、「香料添加物」は、水槽中に及び/又はそれと接触した布地上に後で放出されるいずれかの発香性物質を意味する。本明細書の香料添加物は、それらの組成物が比較的単純なものであることもでき、又はすべて任意の所望の香りを提供するように選択される、天然及び合成の化学香料構成成分の高度に洗練された複雑な混合物を含むこともできる。異なる香料組成物の非限定的な例を含む香料添加物についての更なる情報は米国特許公開第2003/0104969 A1号(2003年6月5日発行、キャズウェル(Caswell)ら)、米国特許第5,714,137号(1998年2月3日発行、トリン(Trinh)ら)、及び米国特許第6,048,830号(2000年4月11日発行、ギャロン(Gallon)ら)で入手可能である。
本発明の1つの実施形態では、布地向上組成物は、布地向上組成物を酸性にする(約6を下回る、あるいは約2〜約5、あるいは2.5〜4のpHを有する)のに適切な量のpH緩衝剤を更に含む。pH緩衝剤の好適な濃度は、布地向上組成物の約ゼロ重量%〜約4重量%、あるいは約0.01重量%〜約2重量%である。好適なpH緩衝剤は、塩化水素、クエン酸、他の有機又は無機酸、及びこれらの混合物を含む。
追加添加物は任意であるが、布地向上組成物によく使用されることは当業者であれば理解するであろう。布地向上組成物は、水、着色剤、香料、ブルーミング香料、香料マイクロカプセル、シクロデキストリン、臭気抑制剤、電解質、防腐剤、蛍光増白剤、乳白剤、構造剤、粘度調節剤、付着助剤、粘土のような固体形状の布地コンディショニング剤、乳化剤、安定剤、縮み防止剤、染み付き防止剤、殺菌剤、殺真菌剤、腐食防止剤、及びこれらの混合物などを含む追加添加物を更に含む。例えば、米国特許第4,157,307号(イエーガー(Jaeger)ら)、同第5,942,217号(ウー(Woo)ら)、及び同第6,875,735号(フランケンバック(Frankenbach)ら)を参照されたい。追加の好適な添加物は既知であり、必要に応じて本処方に含めることができる。例えば、米国特許公開第2004/0204337号を参照されたい。1つの実施形態では、布地向上組成物は、前述の添加物のいずれも全く含まないか又は実質的に含まない。
アニオン性洗剤キャリーオーバー許容度及び泡の形成防止は、本明細書で定義される泡形成試験により測定できる。本発明の1つの実施形態は、アニオン性界面活性剤キャリーオーバー条件下の第一すすぎ浴溶液中に泡形成がないこと、又は実質的に泡形成が存在しないことを提供する。好適な凝集塊形成試験方法は米国特許出願公開第2003/0060390号の段落227〜228に詳しい。
A.すすぎプロセス
本組成物はいわゆるすすぎプロセスに使用でき、このプロセスにおいて組成物は上記に定義したように、最初に水性すすぎ浴溶液中に希釈される。続いて、洗剤液で洗浄済みの洗濯された布地は任意で第一の非効率的なすすぎ工程ですすがれる。ここで定義されるように、「非効率的な工程」とは残留洗剤、洗濯残留物、及び/又は汚れが依然として布地の中に保持されたままであり得ることを意味する。これらの洗濯された布地は希釈された組成物を有するすすぎ溶液中に定置される。もちろん、組成物はまた、いったん布地が水槽中に浸されてから加えられてもよい。この工程に続いて、すすぎ浴溶液中の布地に攪拌が適用され、これにより泡が破砕する。次に布地は任意で絞られ、その後乾燥にかけられる。
本発明の組成物は、超音波ホモジナイザーによって生成される組成物中に、キャビテーションを伴うプロセスを使用して製造され得る。本明細書で用いるとき、超音波ホモジナイザーは、流体力学キャビテーション反応器を含む。理論に束縛されるものではないが、流体力学又は超音波キャビテーションは組成物内に十分な破砕を生じさせて好適な寸法のナノ粒子を形成する。
エネルギー密度は、混合チャンバ内の供給物に滞留時間に亘って出力密度をかけることによって生み出される。本発明の1つの実施形態では、前述の混合チャンバ内で前述の供給物にキャビテーションをかける工程が行われるが、これは約1J/mL〜約100J/mLの、あるいは約1J/mL〜約50J/mLの、あるいは約5J/mL〜約35J/mLの、エネルギー密度を有する。エネルギー密度は次式で表すことができる:
E=W×ΔT
式中、Eはエネルギー密度を表し、Wは出力密度を表し、ΔTは滞留時間を表す。ここで定義されるように、「滞留時間」とは小胞が混合チャンバ内に留まる時間の平均量を意味する。滞留時間は空洞寸法を布地向上剤の流量で除す計算により決定される。
本発明の布地柔軟仕上げ剤組成物は従来の高せん断混合よりも比較的高い出力密度を必要とする。本明細書で使用される超音波混合又は流体力学キャビテーション反応器について、出力密度は次式で決定される:
W=ΔP/ΔT
式中、Wは出力密度であり、ΔPは混合チャンバ内に適用された圧力であり、ΔTは滞留時間である。
(実施例1):
14%の布地柔軟化活性物質と酸性の水とを有する溶液は二段供給を介して、ソノレーター(Sonolator)(商標)(供給元はコネティカット州のソニック・コーポレーション(Sonic Corporation))に供給される。第四級アンモニウム化合物及び水の両方が70℃に予め熱せられる。次に、2つの流れが、ソノレーター(登録商標)を1回で貫流する。この走行のための開口部寸法は、0.3mm2(0.0005インチ2)である。得られた出力密度は次の通りである:
試料2A〜2Fは、布地柔軟化活性物質と酸性の水を混合して調製して、上述した二段供給プロセスを使用してソノレーター(商標)(供給元はコネティカット州のソニック・コーポレーション、)中に入れる。試料2G及び2Hは、IKA社のオーバーヘッド・ミキサーを使用して液体布地コンディショナー活性物質を酸性の水の中に分散することで調製される。これらの混合物の粒径は、動的光散乱法を使用して測定される。香油及び泡抑制剤が後から加えられて、下表に与えられた組成物を生じる。これらの組成物の洗剤キャリーオーバー許容度は、上記で定義したような凝集塊形成試験方法を使用して測定される。
(2)デグサ社(Degussa)から商標レボクワート(Rewoquat)V3282として入手可能なジアルキル四級化物
(3)ワッカー社(Wacker)から入手可能な泡抑制剤
(4)標準的な混合装置(流体力学又は超音波キャビテーション以外)を使用して行われる分散
(5)TNTC:計数するには多すぎる、すなわち50超
Claims (10)
- 布地向上組成物であって、前記布地向上組成物の1重量%〜90重量%の少なくとも1つの布地柔軟化活性物質を含み、前記布地柔軟化活性物質が複数の粒子を含み、少なくとも50%あるいは少なくとも80%の前記粒子が170nm未満の粒径を有する、布地向上組成物。
- 前記布地柔軟化活性物質が、少なくとも1つの第四級アンモニウム化合物、少なくとも1つのエステル−第四級アンモニウム化合物、又はこれらの混合物を含む、請求項1に記載の布地向上組成物。
- 前記布地柔軟化活性物質が、N,N−ジ(アシル−オキシエチル)−N,N−ジメチルアンモニウムクロリドを含む、請求項1又は2に記載の布地向上組成物。
- 前記布地向上組成物が、アニオン性スカベンジャーを実質的に含まないか、あるいは前記布地向上組成物の0〜10重量%のアニオン性スカベンジャーを含み、前記組成物が残留洗剤界面活性剤を含むすすぎ浴溶液中に分与される場合に前記すすぎ溶液が可視の泡を実質的に含まない、請求項1〜3のいずれか一項に記載の布地向上組成物。
- 前記布地向上組成物が、前記布地向上組成物の0.01重量%〜10重量%の泡抑制剤と、前記布地向上組成物が残留洗剤界面活性剤を含むすすぎ浴溶液中に分与される場合に少なくとも90%の泡低減値と、を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の布地向上組成物。
- 布地をすすぐ方法であって、予め水性洗剤液と接触していた布地を、請求項1〜6のいずれか一項に記載の布地向上組成物を含有するすすぎ溶液と接触させる工程を含む、方法。
- マニュアルすすぎプロセス中に消費される水の容量を減らす方法であって、
(a)請求項1に記載の布地向上組成物を水槽内に加える工程と、
(b)前記水槽内に前記布地を浸漬させて次に洗剤液と接触させる工程と、
を含む、方法。 - 前記布地向上組成物が、泡低減試験の下で少なくとも90%の泡低減を提供する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記水槽内に前記布地を浸漬させて次に洗剤液と接触させる前記工程が、凝集塊形成試験方法の下で凝集塊形成を実質的に生じない、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記布地をマニュアルですすぐ工程を更に含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
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