專利名稱：固體堿性清潔組合物的制法的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種方法，它采用澆注品和/或介質(zhì)以制造均勻的固體清潔組合物，包括器皿或硬表面的清潔組合物，壺或盆的清潔劑，衛(wèi)生添加劑、去垢塊以及類似物。清潔組合物在制造時其組份基本上不分解、并且有改進的對環(huán)境、溫度和濕度的穩(wěn)定性。
發(fā)明的背景固體清潔組合物的發(fā)展已使洗滌劑生產(chǎn)、配制和使用方式發(fā)生了革命性的劇變。固體塊狀組合物提供了獨特的超過傳統(tǒng)的液體、顆?；蚍勰钕礈靹┑膬?yōu)點，包括改進了操作，提高了安全性，消除了在運輸和貯存期間組份的分離，以及提高了在組合物中活性組份的濃度。固體塊狀清潔組合物，諸如Fernholz等在美國專利Re32,763Re32,818和Heik等在美國專利4,680,134和4,595,520中所揭示者，都已經(jīng)很快替代了商品和公共機構(gòu)市場中的許多傳統(tǒng)的組合物形式。
尿素作為一種硬化劑已被使用于清潔和消毒組合物中，作為一種溶解度改良劑已被使用于有機漂清助劑中，其例Morganson等在美國專利4,624,713中所說明的。Morganson等指出，尿素可與聚氧化烯聚合物結(jié)合形成固化的配合物，稱作包合物。已知尿素能與聚氧化烯化合物互相反應(yīng)形成一種結(jié)晶形加合物，或稱“包合物”，其中的尿素分子與聚合物分子結(jié)合成螺旋狀的形式。要達到此種物理排列，聚合化合物必須具有一種構(gòu)造或立體化學(xué)，使其能嵌入尿素分子的螺旋中并有利于被尿素所包藏。一般尿素與六個或大于六個碳原子的長的直鏈分子能形成包合物而不與具有支鏈或龐大的分子形成夾雜化合物。Woodworth等在美國專利2,675,356中說明了用肥皂或其它合成有機洗滌劑制成的清潔劑組合物。Woodworth等采用尿素脂肪醇包合物形成一種適用于和皮膚接觸的清潔組合物。Shiraeff在美國專利2,927,900中說明了一種固體清潔塊或餅使用正常的液體聚乙二醇醚表面活性劑組分，將尿素與聚乙二醇醚熔融固化而成。Gemclolfo等在美國專利4,265,779中說明了含有一種抑泡劑組合物的顆粒清潔劑，它包括液體烴，非離子型的乙氧基化物和一種配伍劑，使能與乙氧基化物材料形成包合物，較佳的配伍劑為尿素。Hight在美國專利4,695,284中說明了在冷水中洗滌纖維用的材料和方法，它包括含有非離子型的清潔劑，飽和脂肪酸，助洗鹽和載體的復(fù)配清潔劑顆粒?？刹捎玫母鞣N載體，包括無機載體如三聚磷酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉，氯化鈉或鉀，優(yōu)選的有機載體包括，碳水化合物，膜形成材料，尿素等。在Hight的專利中的材料顯然地是微粒性質(zhì)的。
為了制備尿素基的固體塊組合物，將尿素與拼料在熔融溫度下結(jié)合，做成均勻混合物通常稱此為“熔融法”。然后，將熔融物傾入一模子中并冷卻成固體形狀。例如，Morganson等在美國專利4,624,713中揭示了一種固體漂洗助劑，它由尿素包藏組合物所形成，后在含尿素和可配伍的表面活性劑，例如聚氧丙烯或聚氧乙烯乙二醇化合物，該固體漂清助劑的制備系通過將這些成份在蒸汽夾套混合容器中在熔融溫度和有壓力的蒸汽下加熱混合物至約220°F，冷卻該混合物至約180°F再將冷卻的混合物傾入塑料容器中，將混合物冷卻至室溫(約15～32℃)固化，讓產(chǎn)品固化或硬化約2～4天。
尿素在堿性材料存在下是不穩(wěn)定的，此點已為眾所周知。尿素分解時已知是通過許多中間步驟而成為二氧化碳和氨的。堿性的提高、水份的存在和溫度的提高能促進尿素的分解。這種不穩(wěn)定性使尿素不適用于本技術(shù)領(lǐng)域中，既不適合作為活性清潔劑又不適合作為堿性材料制造時的操作或固化中的助劑。盡管在制造如上所述的有機材料如漂洗劑和有機清潔劑中業(yè)已發(fā)現(xiàn)尿素的某種實用性，但整個該技術(shù)領(lǐng)域并不考慮尿素是一種可用于制造大塊澆注固體堿性組合物時的供選擇的對象。任何顯著數(shù)量的堿性劑包括堿金屬氫氧化物、堿金屬硅酸鹽、堿金屬碳酸鹽、三乙醇胺或其它有機或無機胺的存在，通常均導(dǎo)致排除尿素作為一種合用拼料。
導(dǎo)致與澆注固體堿性材料的制造、貯存和應(yīng)用有關(guān)的某些問題的一個顯著的問題是澆注固體的環(huán)境穩(wěn)定性。當暴露在大氣中時堿性澆注固體材料可很快吸收大量的水份導(dǎo)致至少澆注固體的發(fā)軟或有可觀部分被溶解。水的吸收可導(dǎo)致堿性材料軟化層覆蓋澆注固體塊的表面使該材料難于取拿和分發(fā)。另外，在較高濕度和較高堿性的情況下，大氣水份的吸收可導(dǎo)致產(chǎn)生可觀部分的液體產(chǎn)物，它使?jié)沧⒐腆w表面坍落或從該表面流出，產(chǎn)生一種高堿性材料的坑洼。水份和穩(wěn)定性不僅是制造和操作物料時的一個問題，而且不穩(wěn)定性也可能導(dǎo)致分發(fā)時的很大問題。該軟化的表面或可從表面流出的液體物料可在材料分發(fā)時產(chǎn)生明顯又不能控制的物料的增量。物料被設(shè)計成使用一個裝在典型的分配器上的噴頭加以分發(fā)。在這樣的分配器中，有一股水流噴到澆注固體材料的表面。在操作正常時，這股噴灑的水去除小量的澆注固體，形成含水濃縮物，導(dǎo)向器皿洗滌機。該含水濃縮物補充使用地點的清潔劑的濃度。當該澆注固體材料與大氣水份互相作用后，軟化的表面或從澆注塊的表面流出的材料能引進數(shù)量不能控制的物料，其量會超過清洗溶液中需補充的洗清材料的濃度，造成清潔組合物的浪費，沾染和污染器皿，以及其它有關(guān)的工藝問題。
于是，很需要開發(fā)將尿素用于堿性澆注固體材料形式的方法和組合物。而且，很需要解決與制造、使用和分發(fā)澆注固體材料中有關(guān)的對溫度的不穩(wěn)定性問題。
發(fā)明的簡要說明本發(fā)明涉及制備包括尿素硬化劑和堿性清潔劑的堿性均勻的固體清潔組合物的方法?？筛鶕?jù)本發(fā)明制備的清潔組合物包括，例如用于洗滌器皿和清潔硬表面，衛(wèi)生清毒，去臭等的堿性組合物。
根據(jù)本發(fā)明的制造固體、尿素基的清潔組合物的方法包括混合步驟(a)在一混合系統(tǒng)中，將有效硬化數(shù)量的尿素和有效數(shù)量的堿性清潔劑，任選的較小/但有效數(shù)量的含水介質(zhì)混合形成基本均勻的混合物；(b)將該混合物從混合系統(tǒng)注入盒或容器中；以及(c)讓該混合物硬化成固體組合物。在混合物中的含水介質(zhì)的數(shù)量，如果需要，可使在混合物中的尿素溶解，并按照需要可用于分發(fā)和稀釋此混合物。本發(fā)明提高一種在環(huán)境工藝溫度40～70℃下制造均勻的尿素基的清潔組合物的方法。最少的但有效量的外源熱可施加于該混合物以利于工藝過程，例如，在混合階段為了保持該混合物于有效的粘度下。
為了提高均勻的混合物各組份可在能使組份在低或高剪切下進行混合的分批或連續(xù)的操作系統(tǒng)進行加工?；旌纤俾士烧{(diào)節(jié)到有利于延遲固化，以保持在生產(chǎn)時混合物為一種可流動的物料。分批混合可在傳統(tǒng)的罐和容器中進行。用于本發(fā)明的連續(xù)混合系統(tǒng)包括連續(xù)的流動混合器，更佳地為單或雙螺桿擠塑機而雙螺桿擠塑機是最佳的。
根據(jù)本發(fā)明的方法可生產(chǎn)各種尿素基的清潔組合物。組成特殊組合物的拼料的類型和數(shù)量可根據(jù)其目的和用途而變化。組合物包括有效清潔量的堿性清潔劑和必要時任選的其它成份。拼料可以是固體形狀，如，干燥微顆，或者是液體。一種拼料可以是單獨放進去的或作為與其它拼料預(yù)混合的部分?？刹捎靡环N或多種預(yù)混合物，且可包括一種拼料的一部分或全部。
尿素的顆粒尺寸應(yīng)達到有效地在少量外源加熱下與清潔劑和任選的其它成份結(jié)合成均勻混合物。可將尿素研磨成合適的顆粒尺寸。雖然可采用與混合器分離的研磨機，但為了做到混合物的連續(xù)生產(chǎn)，可采用在流水線內(nèi)的研磨機。加工后，從混合器用過泵送、倒出、澆注或擠塑將混合物出料。然后讓組合物硬化成固體形狀。較佳地，加工過的組合物在從混合物出來后在約1分鐘到3小時內(nèi)，更佳地為5分鐘至1小時內(nèi)變成固體狀。較佳的是從混合器出料后在約1～48小時內(nèi)加工過的組合物完全固化或平衡。更佳地約在1～36小時內(nèi)，最佳約在1～24小時內(nèi)。該組合物的固化基本上是整體物料同時固化的，沒有明顯的滯后固化而發(fā)生溶脹。
用于敘說加工過的組合物的術(shù)語“固體”意思是指每單位為50～500克物料的更化后的組合物。在適度的應(yīng)力或壓力或單是重力下，明顯不流動并基本上保持其形狀，例如，當其從模子中取出時，仍基本上保持模子的形狀，從擠塑機擠塑成制品時仍保持制品的形狀等。固體澆注組合物的硬度介于一種相對稠密和硬的有光澤的或結(jié)晶物質(zhì)的熔融固體塊，例如像混凝土似的，與用展延性的類似海綿的像膩子膠似的材料之間。發(fā)明的詳細說明本發(fā)明提供一種制造包含尿素作為硬化或固化劑的多種固體堿性清潔組合物的方法。按照本發(fā)明的方法制備的尿素基的清潔組合物包括，例如器皿或硬表面的清潔組合物，消毒輔助劑，除臭塊等。
該組合物的生產(chǎn)采用分批或連續(xù)的混合系統(tǒng)包括單或雙螺桿擠出機將尿素與一種或多種清潔劑以及任選的其它成份，諸如少量的，但是有效量的水混合而加以生產(chǎn)。來自混合系統(tǒng)的加工好的混合物通過擠出、澆鑄或其它適當?shù)氖侄芜M行分裝.隨后該組合物硬化成固狀，其稠度介乎固體塊與一種可展延的，海綿性的，能自行支撐的形狀的卷狀，方塊，或其它形狀之間。可用改變工藝參數(shù)的方法以控制基質(zhì)的結(jié)晶大小和晶體結(jié)構(gòu)的發(fā)展從而控制最終產(chǎn)品的質(zhì)地?；|(zhì)的結(jié)構(gòu)的鑒定可根據(jù)它的硬度、熔點、物料分布、晶體構(gòu)造以及按照本領(lǐng)域已知方法測定的其它類似性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明方法制備的清潔組合物它的成份在整體中的分布基本上均勻的，同時基本上是不變形的。
除了另有說明，“wt—％”為基于組合物總重的某一成份的重量百分數(shù)。尿素硬化劑根據(jù)本發(fā)明制備的組合物的硬化率，將至少部分隨著尿素加到組合物中的數(shù)量，顆粒大小和形狀而變化。在本發(fā)明的方法中，微粒狀的尿素與堿性清潔劑和任意的其它成份，較佳的是一種有效數(shù)量的少量水相混合。該尿素的數(shù)量和顆粒大小以能有效地與堿性清潔劑和其它成份結(jié)合以形成一種均勻混合物為度。尿素會與清潔劑和其它成份形成基法，混合物從混合系統(tǒng)取出后，在環(huán)境溫度約30～50℃，較佳地為35～50℃下，于約2分鐘至約3小時，較佳地為約5分鐘至約2小時，最好為約10分鐘至約1小時，硬化成一種固體，可用來自外源的最少量的熱施加于該混合物以利于該混合物的加工。在組合物中尿素的數(shù)量以能有效地使?jié)茶T固體材料具有不受大氣濕度影響的表面為度。尿素也能幫助提供該組合物的硬度和使用時所需的組合物的溶解速率以便當將組合物置于含水介質(zhì)中時具有足夠的從固化的組合物中散發(fā)出清潔劑的速率。組合物較好是包含約5～90％(重量)尿素，約8～40％(重量)更好約10～30％(重量)尤好。
該尿素可以呈造粒過的粒狀或粉末狀。一般造粒過的珠狀尿素商業(yè)上可從例如，Arcadian Sobio Company，Nitrogen ChemicalsDivision，以顆粒尺寸約8～5U.S.目的混合物購買到。最好將造粒過的尿素經(jīng)過研磨，顆粒尺寸降至約50～125U.S.目，約75～100U.S.目更好；最好使用諸如，單或雙螺構(gòu)擠壓機，Teledyne混合器，Ross乳化器以及諸如此類的濕磨?；钚猿煞荼痉椒ㄟm于制備各種固體清潔組合物，例如，去垢組合物，衛(wèi)生洗滌組合物，運輸帶潤滑劑，地板清潔劑，除臭塊以及諸如此類。本發(fā)明的清潔組合物包括傳統(tǒng)的堿性清潔劑和按照制造的不同類型的組合物而定的活性成份。
尿素基的堿性清潔組合物可包括堿性源和較少的但是有效量的其它成份，諸如螯合劑多價螯合劑如亞乙基二胺四乙酸(EDTA)或三聚磷酸鈉；漂白劑如次氯酸鹽或過氧化氫，一種酶如蛋白酶或α—淀粉酶等。堿性源根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的清潔組合物可包括少量的但是有效量的一種或多種堿性源，以增加底物的洗凈并改善組合物的污垢去除性能。堿性基質(zhì)具有一種固化傾向，這是由于堿性源具有將存在于組合物中的游離水固定為其水合水的活性之故。過早硬化的組合物可能影響活性成份與尿素硬化劑的混合成為均勻的混合物，和/或影響加工過的組合物的澆注或擠塑。因此，包含在清潔組合物中的堿金屬氫氧化物或其它堿性源最好只以清潔作用所需的有效量存在，以避免由于堿性材料與其它成份反應(yīng)而使組合物過早硬化。然而，應(yīng)該意識到，堿金屬氫氧化物或其它可水合的堿性源可在一程度內(nèi)幫助組合物的硬化。組合物以包括約0.1～70％(重量)的堿性為好，約5～60％(重量)更好，約10～50％(重量)最好。
合適的堿金屬氫氧化包括，例如，氫氧化鈉或鉀。堿金屬氫氧化物可以固體顆粒的形式，溶于含水溶液中的形式，或兩者的結(jié)合物形式加到組合物中。堿金屬氫氧化物可作為一種造粒過的顆粒形狀的固體從商業(yè)上購得，其所具的混合顆粒尺寸約在12～100U.S.目的范圍，或用一種含水溶液例如，約50％(重量)和約73％(重量)的溶液。堿金屬氫氧化物以含水溶液形式加入為佳，最好是約50％(重量)氫氧化物溶液，以減少由于固體堿性材料的水合作用，而在組合物中產(chǎn)生的熱量。
清潔組合物可包括除堿金屬氫氧化物以外的堿性源。有用的堿性源的例子包括金屬硅酸鹽例如，硅酸鈉或鉀(具有的M2O∶SiO2比為1∶1～5∶1，M代表堿金屬)或偏硅酸鹽，金屬碳酸鹽例如，碳酸鈉或鉀，碳酸氫鈉或鉀，倍半碳酸鈉或鉀以及諸如此類；金屬硼酸鹽例如，硼酸鈉或鉀，以及諸如此類；乙醇胺和胺類；以及其它類似的堿性源。通常可購到的次要的堿性劑即可以水溶液形式又可以粉末形式用于本清潔組合物的配方中。組合物可包括的次要的堿性源的量為約1～30％(重量)，較佳的是約10～20％(重量)。清潔劑組合物可以包括至少一種清潔劑，它較佳地為一種表面活性劑或表面活性劑系統(tǒng)。各種表面活性劑可被使用于清潔組合物中，包括陰離子型，陽離子型，非離子型和兩性離子型的表面活性劑，它們可從商業(yè)上的一系列來源購得。對于表面活性劑的討論，可參見KirK-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology第3版，第8卷，第900～912頁。較佳的是，清潔組合物包括有效量的一種清潔劑，以提供所需水平的清潔作用，較佳的為約30～95％(重量)，更佳的為約50～85％(重量)。
對本發(fā)明的尿素基清潔組合物有用的陰離子表面活性劑包括例如，羧酸酯類如，羧酸烷基脂和聚烷氧基羧酸烷酯、醇乙氧基羧酸酯類，壬基酚乙氧基羧酸酯類以及諸如此類?；撬猁}類諸如，烷基磺酸鹽類，烷基苯磺酸鹽類，烷基芳基磺酸鹽類，磺化的脂肪酸酯類，以及諸如此類；硫酸酯類諸如，硫酸化的脂肪醇類，硫酸化的脂肪醇乙氧基酯類、硫酸化的烷基酚類，烷基硫酸酯鹽類，磺基琥珀酸鹽，烷基醚硫酸鹽以及諸如此類，以及磷酸酯類諸如烷基磷酸酯類，以及諸如此類。較佳的陰離子類為烷基芳基磺酸鈉，α—烯屬磺酸酯和脂肪醇的硫酸酯。
用于清潔組合物的非離子型的表面活性劑包括那些具有聚氧乙烯聚合物作為分子的一部分的表面活性劑。這類非離子型的表面活性劑包括例如以Cl—，苯基—，甲基—，乙基—，丙基—，丁基—以及諸如此類的烷基封端的脂肪醇的聚乙二醇醚；不含聚氧乙烯的非離子型諸如，烷基聚糖苷；脫水山梨糖醇和庶糖酯以及它們的乙氧基化物；烷氧基化的乙二胺；脂肪醇烷氧基化物類，諸如，脂肪醇乙氧基丙氧基化物，脂肪醇丙氧基化物，脂肪醇丙氧基乙氧基丙氧基化物，腈肪醇乙氧基丁氧基化物以及諸如此類，壬基苯酚乙氧基化物，聚氧乙烯乙二醇醚以及諸如此類；羧酸酯類諸如，甘油酯，聚氧乙烯酯，乙氧基化的脂肪酸和脂肪酸乙二醇酯以及諸如此類；羧酸酰胺類諸如，二乙醇胺的縮合物，單乙醇胺的縮合物，聚氧乙烯脂肪酸酰胺，以及諸如此類；以及聚氧乙烯嵌段共聚物包括環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物，諸如那些商業(yè)上可購到的商品名為PLURONICTM(BASF-Wyandotte)以及諸如此類和其它類似的非離子型化合物。
用于包含于清潔組合物中的作為衛(wèi)生洗滌用或纖維軟化用的陽離子型表面活性劑包括胺類，諸如，具有C18烷基或鏈烯基的伯、仲、叔一元胺，乙氧基化的烷基胺類，烷氧基化乙二胺的，咪型類，諸如，1—(2—羥乙基)—2—咪型啉，2—烷基—1—(2—羥乙基)—2—咪型啉以及諸如此類；以及季銨鹽，例如，烷基季銨氯化物表面活性劑，諸如，正—(C12～C18)烷基二甲基芐基氯化銨，正十四烷基二甲基芐基氯化銨一水合物，萘基取代的季銨氯化物，例如，二甲基—1—萘甲基氨化銨以及諸如此類；以及其它類似的陽離子型表面活性劑。
同時也可用諸如β—N—烷基氨基丙酸，N—烷基—β—亞氨基二丙酸，味唑啉羧酸鹽類，N—烷基甜菜、堿類、磺內(nèi)酰胺類以及諸如此類的二性表面活性劑；以及諸如此類。其它添加劑
按照本發(fā)明制備的尿素基的組合物可以進一步包括傳統(tǒng)的添加劑，諸如，螯合/多價螯合劑，漂白劑，堿性源，二級硬化劑或溶解度改進劑，去垢填充料，去泡劑，抗再沉淀劑，閾限劑或系統(tǒng)，美學(xué)上的增強劑(即，染料，香料)以及諸如此類。輔助劑和其它添加劑隨所要制成的組合物的類型而變。組合物可包括一種螯合/多價螯合劑諸如，氨基羧酸，縮合的磷酸酯，膦酸酯，聚丙烯酸酯以及諸如此類。一般，螯合劑是一種可與通常存在于天然水平的金屬離子配位的分子，以防止金屬離子干擾清潔組合物中的其它洗滌成份的作用。當所包括的螯合/多價螯合劑為有效量時它們也可起閾限劑的作用。較佳的是，清潔組合物包括約0.1～70％(重量)，更佳為約5～50％(重量)的螯合/多價螯合劑。
有用的氨基酸包括諸如，n—羥乙基亞氨基乙酸，氮三乙酸(NTA)，乙二胺四醋酸(EDTA)，N—羥乙基乙二胺三乙酸(HED-TA)，二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)以及諸如此類。
用于本組合物的縮合磷酸鹽包括正磷酸鈉和鉀，焦磷酸鈉和鉀，三聚磷酸鈉，六偏磷酸鈉以及諸如此類?？s合磷酸鹽也能通過固定存在于組合物中的游離水成為水合水而對組合物的固化起一種程度有限的協(xié)助作用。
組合物可包括膦酸鹽，諸如，氨基三(亞甲基膦酸)，羥亞乙基二膦酸，亞乙基二胺四(亞甲基膦酸)，二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)以及諸如此類。較佳的是采用一種中和過的或堿性的膦酸鹽，或者在加入到混合物中之前將膦酸與堿性源混合，這樣在加入膦酸鹽時只有極少量或者沒有因中和所產(chǎn)生的熱。
適用于清潔劑的聚丙烯酸酯是包括諸如，聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，丙烯酸—甲基丙烯酸共聚物，水解過的聚丙烯酰胺，水解過的聚甲基丙烯酰胺，水解過的聚酰胺—甲基丙烯酰胺共聚物，水解過的聚丙烯腈，水解過的聚甲基丙烯腈，水解過的丙烯腈—甲基丙烯腈共聚物以及諸如此類；關(guān)于螯合/多價螯合劑的進一步討論可參見(KirK-Othemer Encyclopedia of Chemical Technology，第三版，第5卷，第339～366頁和第23卷，第319～320頁，其內(nèi)容在此引作參考。
用于使底物光亮和增白的清潔組合物中的漂白劑包括可以在清潔過程中通常所遇到的條件下，釋放出活性鹵素諸如Cl2，Br2，—OCl—和/或—OBr—的漂白化合物。用于本清潔組合物中的適宜的漂白劑包括諸如，含氯化合物如，氯、次氯酸鹽，氯胺。較佳的釋放鹵素的化合物包括二氯異氰酸堿金屬鹽，氯代磷酸三鈉，次氯酸堿金屬鹽，單氯胺和雙氯胺以及諸如此類。也可用包囊的氯源可以提高氯源在組合物中的穩(wěn)定性(參見諸如美國專利4,618,914，其內(nèi)容在此引作參考)。漂白劑也可為過氧或活性氧源諸如，過氧化氫，過硼酸鹽類，過氧化碳酸鈉水合物，過氧化磷酸鹽水合物類，過一硫酸鉀以及過硼酸鈉—水合物和四水合物，與或不與活化劑如，四乙酰基亞乙基二胺共用，以及諸如此類。清潔組合物可包括少量但有效量的漂白劑，較佳的為約0.1～10％(重量)，更佳的為約1～6％(重量)。二次硬化劑/溶解性改進劑。
本組合物可以包括少量的但是有效量的二次硬化劑如，一種酰胺諸如，硬脂酸單乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺，或烷酰胺以及諸如此類；一種固體的聚乙二醇或丙二醇以及諸如此類；通過酸或堿處理工藝的已被制成水溶性的淀粉類；能賦于加熱過的組合物于冷卻后硬化的性能的各種無機物，以及諸如此類。這類化合物也可改變組合物在使用時應(yīng)含水介質(zhì)中的溶解度，使清潔劑和/或其它活性成份可在一段延續(xù)的時間內(nèi)從固態(tài)組合物中發(fā)散出來。組合物可包括的二次硬化劑的量約為5～20％(重量)，較佳的為約10～15％(重量)。去垢填充料清潔組合物可包括少量的但有效量的一種或多種去垢填充料，它本身不起清潔劑作用)，但與清潔劑一起能在提高組合物的整個清潔能力。適用于本清潔組合物的填充料的例子包括硫酸鈉，氯化鈉，淀粉、糖類，C1～C10以二醇諸如，丙二醇，以及諸如此類。較佳的是，去垢填充料的數(shù)量約為1～20％(重量)，較佳的約為3～15％(重量)。消泡劑在尿素基的清潔組合物中也可包括少量的但有效量的降低泡沫穩(wěn)定性的消泡劑。較佳的是，清潔組合物包括約0.0001～5％(重量)的消泡劑，更佳的是約為0.01～1％(重量)。
適用于該組合物的消泡劑的例子包括聚硅氧烷化合物例如，分散在聚二甲基硅氧烷中的二氧化硅脂肪酰胺類，烴蠟類，脂肪酸、脂肪酯，脂肪醇，脂肪酸皂，乙氧基化物類，礦物油，聚乙二醇酯，烷基磷酸酯類如磷酸單硬脂酯以及諸如此類關(guān)于消泡劑的討論，可見例如Martin等的美國專利3,048,548，Brunelle等的美國專利3,334,147和Rue等的美國專利3,442,242，在此引作參考?？乖俪恋韯┣鍧嵔M合物可以包括一種抗再沉淀劑，它能有利于保持不斷生成的污物懸浮在清潔溶液中并防止已去除的污物重新再沉淀在清洗過的底物上。適宜的抗再沉淀劑的例子包括脂肪酸酰胺，含氟烴表面活性劑，復(fù)合磷酸酯類，苯乙烯馬來酸酐共聚物以及纖維素衍生物如羥乙基纖維素，羥丙基纖維素以及諸如此類。清潔組合物可包括約0.5～10％(重量)，較佳的為約1～5％(重量)的抗再洗滌劑。染料/增味劑(香料)各種染料，增味劑、香料包括香料以及其它美學(xué)上的增強劑也可包括在該組合物中。包括的染料可改變組合物的外觀，例如，直接蘭86(Miles)，F(xiàn)astusol蘭(Mobay Chemical Corp)，酸性橙7(美國氰胺)，堿性紫10(Sandoz)、酸性黃23(GAF)，酸性黃17(Sigma Chem-ical)Sap Green(Keyston Analine and Chemical)，Metanil黃(Keystono Analine and Chemical)，酸性蘭9(Hilton Davis)，San-dolan蘭/酸性蘭182(Sandoz)，Hisol Fast Red(Capitol Color andChemical)，F(xiàn)luorescein(Capitol Color and Chemical)，酸性綠25(Ciba-Geigy)以及諸如此類、可包括在組合物中的芳香劑和香料諸如，萜類化合物如香茅醇，醛類如戊基肉桂醛，茉莉類諸如順式茉莉或茉莉油，香草醛以及諸如此類。水性介質(zhì)拼料可任選地在包括少量的但是有效量的水性介質(zhì)諸如水中進行加工的溶解尿素和其它成分，以制成一種均勻的混合物，以有助于尿素的包藏反應(yīng)，以提供加工混合物時的有效水平的粘度，以保證加工過的組合物有所需的堅實度以及在排放中和硬化期間有一定的粘結(jié)力。較好的是，加工期間的混合物包括約2～15％(重量)較好的為約3～5％(重量)的水性介質(zhì)。較好的是混合物中的水與尿素的比約為0.5∶3至1∶6，約1∶3至1∶5更好，1∶4最好。從混合物中排放出時的組合物以包含約2～5％(重量)的水為好，約3～5％(重量)的水更好。組合物的加工方法本發(fā)明提供一種生產(chǎn)尿素基清潔組合物的方法。根據(jù)本發(fā)明，將一種清潔劑和任選的其它組份與一種有效固化量的尿素在水性介質(zhì)中混合。為了有利于該混合物的生產(chǎn)可以從外部施加少量熱。
本發(fā)明的尿素基的堿性澆鑄固體材料可以用分批法生產(chǎn)。在這種工藝中，將一種或多種用于制造該澆鑄固體材料的組份加入混合容器中，該混合容器可以裝備有諸如，熱水、水蒸汽，電加熱器等的熱源。將容器和物料加熱至有效混合的溫度，并加入余下的配料包括尿素或其它組份。一俟混合均勻，可將攪動的內(nèi)容物從分批混合器中移至模子或容器中固化。另一種辦法是，組份的混合物可在二個或多個每一個備有攪拌器和熱源的分批混合器中完成。各組份可單獨地加至任何一個混合設(shè)備中，或者在添加其它組份前在混合設(shè)備中先制成一個預(yù)混合物，或者一個個地或幾個地將組份加入混合設(shè)備中。
任選的混合系統(tǒng)提供在高剪切力下將各組份連續(xù)混合，成為基本上均勻的液體或單固體混合物，其中的組份充分分布在整體物料中。較佳的是，混合系統(tǒng)包括能提供保持混合物于可流動的粘稠下的剪切效果的裝置，使在加工過程期間的粘度為1,000～1,000，000cps，5,000～200,000cps更好。該混合系統(tǒng)較佳的為連續(xù)流動混合器，例如，Teleclyne連續(xù)混合器或Breddsley管式混合器，更佳的為單或雙螺桿擠出機，而雙螺桿擠出機是更佳，如，Buhler Miag多條雙螺構(gòu)擠出機。為了保持組份的穩(wěn)定性，混合物在環(huán)境溫度約30～80℃下加工是較佳的，在約35～50℃下更佳。盡管對混合物可施加有限的外部熱量，但在加工期間由于環(huán)境狀況的變化和/或組份之間的放熱反應(yīng)可使混合物溫度達到一定高度。任選地，該混合物的溫度，例如在混合系統(tǒng)的進出管處，通過從外部施加熱，達到約50～150℃，較佳的為約55～70℃的溫度，以利于混合物的加工。
任意地，混合體系可以包括研磨尿素的裝置，將顆粒尿素磨成所需的顆粒大小。較佳的是，通過裝在流線內(nèi)的一個例如雙螺桿擠出機，Teledyne混合器，Ross乳化器之類的機器將尿素進行濕磨。較好的是，將尿素研磨到一定的細度使其顆粒能很好地與清潔劑和任選的其它組份在不需外部加熱下形成均勻的混合物。較佳的是，在混合物中的尿素顆粒尺寸約為100～103微米(50～125U.S.目)，更佳的約為101～102微米(75～100U.S.目)。
組份可以呈液體形式或如干燥微粒的固體形式可以分別地加到混合物中或作為與其它成份相混而得的預(yù)混物的一部分，這些其它成份，清潔劑，尿素，水性介質(zhì)和附加成份如第二清潔劑，洗滌輔助劑或其它添加劑，二次硬化劑以及諸如此類。混合物中可以加入一種或多種預(yù)混合物。
在混合物中可以包括少量的但能溶解尿素有效量的一種水性介質(zhì)，以保持混合物在加工期間所需的粘度，以及為加工過的組合物和最終產(chǎn)品提供所需的堅固性和粘結(jié)力。水性介質(zhì)可以一種分開的成份，或作為液體成份或預(yù)混合物的一部分而被包含在混合物中。
將各組份混合成基本上均勻一致的形式，其中的各成份均勻分布于整體物料中。然后，將混合物從混合系統(tǒng)中出料，澆注在模子中或其它容器中，或?qū)⒒旌衔镌跀D塑機中擠出，以及諸如此類的處理。較佳的是，將混合物澆注或擠塑至一個模子中或另一包裝系統(tǒng)中，后者是可任選的，但是優(yōu)選的，它可被用作組合物的分裝器。較好的是，當混合物從混合系統(tǒng)排出時其溫度低至足能使混合物在包裝系統(tǒng)中進行澆注或擠塑，無需首先冷卻該混合物。較好的是混合物的出料處的溫度約為環(huán)境溫度，約為30～50℃，較佳的是約35～45℃。然后，讓組合物硬化成固體形狀，成為從一種低密度的、海綿狀的、有展延性的、有膩子膠的稠度的物質(zhì)到高密度、熔融的固體，似混凝土狀的固體物質(zhì)。
任選地，可將加熱和冷卻裝置放置于混合裝置附近以施加或去除熱量，達到在混合器中所需的溫度分布。例如，一種外源熱可施加于混合器的一個或多個筒形段，如成份的進口段，最終出口段以及諸如此類，以增加加工期間混合物的流動性。較佳的是，加工期間的混合物溫度，包括在出料口，保持于或低于尿素和其它形份的熔融溫度，可最好在約20～150℃。
完成成份的加工后，可通過出料口將混合物從混合器排出。該澆注組合物最終由于，至少部分由于冷卻和/或成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而硬化。固化過程可能歷時幾分鐘至約2～3小時，取決于諸如澆注或擠塑組合物的尺寸大小，組合物的成份，組合物的溫度，以及諸如此類的因素。較佳的是，澆注或擠塑過的組合物約在1分鐘至3小時內(nèi)“固定”或硬化成固體形狀，2分鐘到2小時更好，5分鐘到1小時最好。包裝系統(tǒng)本發(fā)明的加工后的組合物可澆注在臨時的模子中，將固化后的組合物從模子中取出，并交付包裝，也可直接將組合物澆注在包裝容器中，也可將擠塑過的物料堆成所需的大小并進行包裝，或者貯存起來然后再包裝。
包裝容器可以是剛性或柔性的，并可用任何適于容納按照本發(fā)明制造的組合物的材料構(gòu)成，作為例子，如玻璃，鋼鐵，塑料，薄紙板，薄紙板復(fù)合材料，紙等。
有利的一點是，由于該組合物是在或接近環(huán)境溫度下加工的，產(chǎn)生的混合物的溫度低至足可將混合物直接澆注或注入容器或其它包裝容器中而不會使容器材料有結(jié)構(gòu)性的損傷。所以，除了供在熔融條件下加工和分裝的組合物用的容器外，可用各種各樣的材料制造容器。
用于盛裝該組合物的較佳的包裝由在使用時生物可降解的和/或水可溶的材料制成。這類包裝對提供所含清潔組合物的可控釋放和配發(fā)是有用的，對本發(fā)明的組合物的包裝有用的生物可降解的材料包括如水溶性聚合物薄膜，包括聚乙烯醇，如揭示在美國專利4,474,967(Yang)；4,692,494(Sonen Stein)；4,608,187(Chang)；4,416,793(Haz)；4,348,293(Clarke)；4,289,815(Lee)；和3,695,989(Albert)中的在此作為參考。
當組合物中包括一種強堿性材料時，在生產(chǎn)、貯存、分裝和包裝該加工過的組合物時應(yīng)考慮安全措施。尤其是操作者與固體澆注組合物以及與含組合物的洗滌溶液應(yīng)采取措施減少直接接觸的危險。加工過的組合物的配發(fā)按照本發(fā)明制造的清潔組合物用例如在美國專利4,826,661；4,690,305；4,687,121和4,426,362中揭示的噴灑型分配器配發(fā)。簡述之，該噴灑型分配器是通過將一股水流噴射在固體組合物的外表面，以溶解一部分組合物，然后立即將包含該組合物的濃的溶液導(dǎo)出分配器進入貯存器或直接導(dǎo)向應(yīng)用點。
本發(fā)明將通過以下具體實施例作進一步的說明。這些實施例并不是為限定本發(fā)明在以上所作出的說明的范圍。在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)的各種變化，對領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。實施例1制備一種用于硬表面清潔的去垢組合物。將組份在一混合器中混合，加熱至105～110°F，并混和七分鐘，溫升至110°F。均勻后，將尿素加入。繼續(xù)混合至均勻，從混合器中排出，并在塑料容器中澆注和固化，約重8磅。組合物的成份如下類目 百分數(shù)(％) 重量HF-05526.00039.00磅NPE 9.52.909 4.36磅NPE 6.51.091 1.64磅尿素 17.48126.22磅染料 0.060 40.9克染料 0.015 10.2克消泡劑544 0.009 6.1克NACAP 1.000 1.5克單乙醇胺 40.00060.00磅NaEDTA 5.860 8.79磅芳香劑 0.500 0.75磅水 5.075 7.61磅實施例2用應(yīng)下成份正確重復(fù)實施例1。
類目百分數(shù)(％) 重量NPE9.59.136 4.57磅NPE6.53.364 1.68磅尿素 22.89211.45磅HF-05522.00011.00磅單乙醇胺 32.00016.00克芳香劑0.200 45克染料 0.060 13克水5.048 2.52磅丁基纖維素5.500 2.75磅實施例3用以下成份正確重復(fù)實施例1。
原料 百分數(shù)(％)重量(磅)尿素27.000 21.600軟水 9.8007.840NAS-8D 0.2500.200直接蘭86 0.0600.048檸檬香料 0.2100.168NPE9.5 3.0002.400LAS-90F 4.0003.200ADMOS 1485 3.5002.800三聚磷酸鈉 24.180 19.344碳酸鈉 28.000 22.400實施例4用以下成份正確重復(fù)實施例1。
原料 重量％ 每批2500克尿素22.00 550.00軟水5.48 137.00PEG1450 10.00 250.00NAS 8D 0.25 6.25LAS 90 F5.00 125.00ADMOX 1485 5.00 125.00己二醇 3.00 75.00染料0.06 1.50芳香劑 0.21 5.25STPP22.00 550.00Na2CO327.00 675.00100.002500.00測試實施例4的碳酸鈉基的清潔材料的環(huán)境穩(wěn)定性將該澆注的材料暴露于高溫度濕度37.78℃(100°F)和相對濕度100的條件下。記錄澆注的材料對吸收大氣水份的反應(yīng)。材料重量變化的結(jié)果示于表1中，系該材料原來重量隨時間變化的百分數(shù)。
表1原來重量％吸水試驗時間(小時)實施例3無尿素的產(chǎn)物0 10010020109824011071
65 109 6680 108 65140 102 60該表清楚地說明尿素基的材料與不用尿素制的相同的材料相比，基本上對溫度和濕度條件更為穩(wěn)定。無尿素的材料顯示該材料吸收大量的水，結(jié)果造成一種該材料的濃厚的溶液流，由于水份吸收導(dǎo)致澆注固體可觀的物料損失。而尿素材料從空氣中吸收水分后，如隨時間增加而增加重量所示者，仍基本上保持無損傷，表面輪廓完整。
在進一步比較實施例3中的清潔組合物和不用尿素的相同產(chǎn)品后，可知含尿素的產(chǎn)品在除污垢和分散性能上相當于或優(yōu)于不用尿素的產(chǎn)品。
本發(fā)明的材料被證明可以以可控的價格以有效方式從噴水式分配器進行配發(fā)。
權(quán)利要求
1.在化學(xué)上和尺寸上穩(wěn)定的均勻的堿性澆注固體組合物，其特征在于該組合物包括(a)至少5％重量的包括一種堿金屬氫氧化物，一種堿金屬硅酸鹽，一種堿金屬碳酸鹽或一種強有機堿中的一種堿性清潔組合物；(b)選自由去污劑組份或多價螯合劑組成的組中的一種有效清潔或螯合量的化學(xué)組合物；(c)約0.1至70％(重量)的尿素化合物澆注劑，以及(d)約1至20％(重量)的結(jié)合水，其中的結(jié)合水與本發(fā)明的一種或多種固體組份締合；所述的澆注固體在一塑料容器中澆注和固化。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于進一步包括一種包在囊中的鹵素漂白劑源。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的澆注組合物約大于0.5kg。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于在于進一步包括一種有效量的有機表面活性劑。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物物，其特征在于多價螯合劑為一種有機多價螯合劑。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于堿性源包括氫氧鈉。
7.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于堿性源包括碳酸鈉。
8.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于堿性源包括一種硅酸鈉，所述的硅酸鈉具有的Na2∶SiO2比約大于1。
9.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于堿性源包括選自單乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺及其混合物中的一種胺。
全文摘要
本發(fā)明提供一種尿素基的組合物以及制備均勻的尿素基的固體清潔組合物的方法。還提供一種用于器皿洗滌和清潔硬表面，清洗，衛(wèi)生消毒，去臭等的清潔組合物的制法。將組分在一加熱混合物器中混合，混合均勻后轉(zhuǎn)移到一模子或其它包裝系統(tǒng)中以分裝該清潔劑。該組合物的堅實度介乎于熔融固體塊到有展延性的物品之間。
文檔編號C11D7/32GK1128544SQ94192912
公開日1996年8月7日 申請日期1994年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月30日
發(fā)明者約翰·J·羅蘭多, 伯納德·J·赫利, 肯特·R·布里頓 申請人:生態(tài)實驗室股份有限公司