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CN110799634B - 洗衣应用中的无磷过渡金属控制 - Google Patents

洗衣应用中的无磷过渡金属控制 Download PDF

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CN110799634B CN201880035512.8A CN201880035512A CN110799634B CN 110799634 B CN110799634 B CN 110799634B CN 201880035512 A CN201880035512 A CN 201880035512A CN 110799634 B CN110799634 B CN 110799634B
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Abstract

通过洗衣添加剂组合物提供用于在包括去污力、漂白和废水操作的多个领域中改善洗衣质量的方法和组合物。所述洗衣添加剂组合物和使用所述组合物的方法控制洗衣应用中使用的水中的铁和其它过渡金属。

Description

洗衣应用中的无磷过渡金属控制
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求2017年6月27日提交的临时申请序列号62/525,237的优先权，所述临时申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
所公开的实施例涉及用于在包括去污力、漂白和废水操作的多个领域中改善洗衣质量的方法和组合物。具体地说，提供了用于控制在洗衣应用中使用的水中的过渡金属污染物的方法和组合物。在一个实施例中，包括螯合剂和聚合物的无磷洗衣添加剂组合物在整个洗衣过程中有益地控制过渡金属，所述洗衣过程包括但不限于：破碎步骤(初始碱性洗涤剂洗涤过程)、汽蒸或非汽蒸、漂白剂和/或氧化剂步骤、酸化和洗衣废水应用。
背景技术
在典型的商业或工业洗衣过程中，通常用碱性洗涤剂材料在高温下洗涤诸如床单、毛巾、抹布、衣服、桌布等纺织材料。这类洗涤剂材料通常含有碱度源，如碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属碳酸盐或其它这类碱组分。当用碱性洗涤剂组合物处理亚麻时，可能会发生一定量的残留碱度。残留碱度是指亚麻中所含的化学物质(尚未完全除去)，其可用于下一步。例如，当洗涤剂用溶液提供碱性环境时，预期洗涤剂用溶液将为随后的酸处理步骤提供一定量的残留碱度，除非通过漂洗除去了所有洗涤剂用溶液。留在洗涤后物品中或洗涤后物品上的碱性洗涤剂的残留组分可能会导致织物损坏，并使洗涤过的织物对穿着者的皮肤产生刺激。毛巾、床单和衣服的问题尤其严重。酸化材料含有可中和织物上的碱性残留物的酸组分。
洗衣过程中的另一个挑战是铁和其它金属。这类污染物可能是由于污渍(如锈)而存在，也可能是由于洗衣过程中使用的水(例如，由于输入的水源和/或加热洗衣过程的蒸汽而产生的过渡金属)而存在。铁可以从来源进入水中，也可以从腐蚀的水管(或处于各种腐蚀状态的管线)中而被取入。铁可能以称为亚铁的可溶性无色形式存在于水源中。当暴露于空气时，二价铁会迅速转化为不溶性三价铁，其颜色可能从黄色变为红棕色。如果未适当地除去，铁和其它金属可能导致织物永久变黄并由于抗拉强度降低而缩短织物寿命。金属含量可进一步导致洗涤剂失活和/或抑制、在洗衣过程中使用的氧化化学物质的加速损失、由于金属沉积引起的渐变以及由于荧光增白剂改性引起渐变以及其它不利的洗衣作用。
迄今为止，从洗衣过程中使用的水中除去金属的主要方法集中在水软化设备上，以减少铁杂质。此外，迄今为止，从污渍中去除金属的方法主要依赖于使用高浓度的苛性碱，苛性碱可能会损坏易碎的织物，并且如果不能适当除去并恢复到中性pH，则可能导致苛性碱暴露于人类皮肤。当前用于帮助除去残留的碱和控制铁的洗衣酸组合物通常包括强酸，如氟乙酸、磷酸、氢氟酸和六氟硅酸，这在环境上是不希望的和/或有害的。
可以看出，在本领域中持续需要开发在碱洗之后的铁和其它金属控制处理，其不仅防止洗涤的织物染黄，并去除残留的苛性碱，而且还对环境友好且可持续。此外，与可能还需要水调理和金属控制的餐具洗涤或其它硬表面清洁应用相比，用于洗衣应用的制剂提出了不同的挑战。洗衣提出了更大的表面积(相对于餐具洗涤或硬表面)的独特挑战，并且需要螯合剂来处理硬度离子和过渡金属(铁、铜、锰)。
此外，在餐具洗涤应用中常见的表面活性剂和/或螯合剂的使用在洗衣应用中不能轻易提供相同的益处。这主要是由于要处理的基材之间存在差异而导致的，即洗衣中的多孔纺织品与在餐具洗涤应用中处理过的硬表面相比面临着明显的挑战。例如，毛巾(如毛圈毛巾)将吸收污染物或具有沉积在基材上的污染物，并且可能难以去除；不同于餐具洗涤基材，其在表面上具有仅呈膜形式的沉积物，这更易于用洗涤剂组合物去除。在洗衣应用中，无机离子吸附在纤维和污垢上的甚至可以改变固体的表面电荷，并且从而与表面活性剂竞争吸附到表面或增强表面活性剂吸附到表面。与餐具洗涤硬表面相比，这在处理衣物基材方面存在另外的困难。一个目的是提供洗衣组合物和方法，其提供铁和其它金属控制和至少防止变黄的变黄预防以及可商购的、对环境不利的酸处理替代方案。
另一个目的是提供用于控制过渡金属和有益洗衣性能的无磷洗衣添加剂组合物。
另一个目的是提供用于在包括去污力、漂白和废水处理的多个领域中改善洗衣质量的方法和组合物。
本发明的其它目的、优点和特征将根据以下结合附图的说明而变得显而易见。
发明内容
根据实施例公开的方法和组合物的优点是控制金属的破坏作用，所述金属可从各种来源进入洗衣应用，包括例如供应到洗衣机的水、直接蒸汽注入加热的洗衣机和提供金属含量的污垢。
在一个实施例中，用于处理衣物的方法包括：使衣物与洗衣添加剂组合物接触，所述洗衣添加剂组合物包含葡萄糖酸盐螯合剂、至少一种另外的螯合剂、羧酸酯聚合物和水，其中洗衣添加剂组合物在整个洗衣过程中控制过渡金属污染物。在一方面，洗衣过程包含利用供应到洗衣机的过渡金属污染的水的初始洗涤过程。在一方面，衣物洗涤过程包含利用供应到洗衣机的过渡金属污染的污垢或衣物的初始洗涤过程。在一方面，洗衣过程包含被过渡金属污染的汽蒸或直接蒸汽注入，以加热在洗衣过程中利用的水。在一方面，葡萄糖酸盐螯合剂是葡萄糖酸盐，例如葡萄糖酸钠。在一方面，至少一种另外的螯合剂包含氨基羧酸类或其盐。在一方面，氨基羧酸类包含甲基甘氨酸二乙酸和/或二亚乙基三胺五乙酸。在一方面，羧酸酯聚合物是聚丙烯酸或聚马来酸。在一个方面，以以下比率提供洗衣添加剂调理组合物的投加：(a)每100磅亚麻约0.5流体盎司至约30流体盎司，(b)每100磅亚麻约3流体盎司至约30流体盎司，和/或(c)以在洗衣过程中控制至少0.1ppm过渡金属的比率。在一个方面，以约0.5至约5g/L的水调理组合物的溶液的比率提供洗衣添加剂组合物的投加，其中组合物包含约0.08至约0.8g/L葡萄糖酸盐螯合剂。在一方面，将洗衣添加剂组合物计量投加到洗衣机中、到洗衣过程中蒸汽注入加热的过程的蒸汽接收侧中和/或到水再利用或再循环存储容器或输出管线中。
在另一方面，方法可以包括测量水源或洗衣过程的输入物中的铁浓度的初始步骤。在另一方面，洗衣添加剂组合物的接触是在洗衣过程中的漂白和/或氧化步骤之前或之后。在另一方面，洗衣添加剂组合物的接触与洗衣过程中的漂白和/或氧化步骤同时进行。在另一方面，洗衣添加剂组合物的接触是在洗衣过程中的碱性洗涤剂洗涤步骤之前或之后。在另一方面，洗衣添加剂组合物的接触与洗衣过程中的碱性洗涤剂洗涤步骤同时进行。在另一方面，洗衣添加剂组合物的接触是在洗衣过程中的酸步骤之前或之后。在另一方面，洗衣添加剂组合物的接触与洗衣过程中的酸步骤同时进行。在另一实施例中，洗衣添加剂组合物包括葡萄糖酸盐螯合剂、包括氨基羧酸类的至少一种另外的螯合剂、羧酸酯聚合物、水。在一方面，组合物基本上不含磷或不含磷。在一方面，葡萄糖酸盐螯合剂是葡萄糖酸钠或葡萄糖酸。在一方面，至少一种另外的螯合剂包含氨基羧酸类或其盐，如甲基甘氨酸二乙酸和/或二亚乙基三胺五乙酸。在一方面，羧酸酯聚合物是聚丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚马来酸、其盐或其组合。在一方面，葡萄糖酸盐螯合剂占组合物的约1重量％至约30重量％，至少一种另外的螯合剂占组合物的约0.1重量％至约10重量％，聚合物占组合物的约1重量％至约30重量％，并且水占液体组合物的约20重量％至约80重量％。在一方面，组合物中的葡萄糖酸盐螯合剂与羧酸酯聚合物的比为约1:1至约3:1。在一方面，组合物包括至少一种另外的功能成分。在另一方面，组合物不含表面活性剂。
虽然公开了多个实施例，但根据以下示出并说明了本发明的说明性实施例的详细说明，本发明的仍其它实施例对本领域中技术人员而言将变得显而易见。因此，附图和详细说明在本质上被认为是说明性的而非限制性的。
附图说明
图1示出了从客户账户中采样的洗衣过程水的结果，以展示除常规的镁和钙的硬离子外，通过浓度(ppm)测量的示例性的过渡金属污染的频率，以表明在洗衣应用中对过渡金属控制的需要。
图2示出了在洗衣过程的各个点处从多个洗衣场所采样的另外的洗衣过程水的结果，以展示通过浓度(ppm)测量的示例性的过渡金属污染的频率，表明由于取决于洗衣过程中的位置的水质量的变化而在整个洗衣过程中对过渡金属控制的需要。
图3示出了与阴性和阳性对照物相比的洗衣添加剂组合物的实施例的比较白度评估。
图4示出了根据实施例的在评估中测量的在聚酯样本上的铁(金属沉积)的量。
图5示出了根据实施例的在评估中测量的棉样本上的铁(金属沉积)量。
图6示出了与阴性对照物相比的洗衣添加剂组合物的实施例的比较白度评估。
图7示出了与阴性对照物相比的洗衣添加剂组合物的实施例的比较的黄色/蓝色评估。
图8示出了基于洗衣添加剂组合物的添加顺序的白度的测量结果，表明在漂白步骤之前或与其同时添加洗衣添加剂组合物的益处。
图9示出了在不同的碱性pH范围下在洗衣添加剂组合物中使用各种聚合物进行的白度测量结果。
图10-15示出了用洗衣添加剂组合物处理的毛巾组(每个图10-15测试了单独的毛巾组)的白度测量结果，以评定与基线样品相比在延长的洗涤循环中的白度测量结果。
图16示出了评估的样本的黄度变化(无UV)的测量结果，以评定未螯合的铁在防止洗衣添加剂组合物的聚合物控制水硬度方面的影响。
图17示出了评估的样本的白度变化(无UV)的测量结果，以评定未螯合的铁在防止洗衣添加剂组合物的聚合物控制水硬度方面的影响。
图18示出来自评估的聚合物和描述的条件的白度(有铁和无铁)的测量结果。
图19示出了在评估的样本上作为沉积物的灰分百分率的测量结果，作为在各种洗涤条件下经处理的基材变色的原因的指标。
图20示出了在使用各种聚合物和螯合剂条件的20个洗涤循环中钙浓度(mg/L)的测量结果，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图21示出了在使用各种聚合物和螯合剂条件的20个洗涤循环中镁浓度(mg/L)的测量结果，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图22示出了在使用各种聚合物和螯合剂条件的20个洗涤循环中铁浓度(mg/L)的测量结果，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图23示出了在评估的样本上灰分百分率的测量结果(有或没有铁污染物)，作为在各种洗涤条件下经处理的基材变色的原因的指标。
图24示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的钙浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图25示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的镁浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图26示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的铁浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图27示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的钙和镁浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
将参考附图对本发明的各种实施例进行详述，其中几个附图中相同的附图标记表示相同的部件。提及各种实施例并不限制本发明的范围。本文表示的图不是对根据本发明的各种实施例的限制，并且是为了示例性说明本发明而呈现的。
具体实施方式
本文公开的实施例涉及用于控制金属从各种来源进入洗衣过程的破坏作用的方法和组合物，所述各种来源包括例如供应到洗衣机的水、直接蒸汽注入加热的洗衣机和提供金属含量的污垢。方法和组合物与常规洗衣应用相比具有许多优点，因为由于洗衣添加剂的配方，可以在洗衣过程的所有阶段中解决含金属(如铁、铜和锰)以及水硬度离子的水。有益的是，洗衣添加剂组合物提供污垢悬浮和去除(例如在棉织物上)、铁和其它金属控制、防膜、织物退色保护剂和使组合物可用于整个洗衣过程的其它配方益处。
实施例不限于洗涤的特定组合物和使用方法，这些可变化并且被熟练技术人员所了解。还应理解，本文所用的所有术语仅用于描述特定实施例的目的，并非旨在以任何方式或范围进行限制。例如，如在本说明书和所附权利要求书中所用，除非内容另外明确指明，否则单数形式的“一个(a)”、“一种(an)”以及“所述(the)”可以包括复数对象。此外，所有的单位、前缀和符号可按其SI接受的形式表示。
本说明书内列举的数值范围包括在限定的范围内的数值。在整个本公开中，方法和组合物各种方面以范围的格式给出。应当理解，呈范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁起见并且不应该被解释为是对本发明的范围的固定限制。因此，范围的描述应被看作是已经具体地公开了该范围内所有可能的子范围以及单独的数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
为了可以更容易地理解本发明，首先定义某些术语。除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语均具有与本发明的实施例所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。可以在无需过分实验的情况下在本发明的实施例的实践中使用与本文所述的方法和材料类似的、修改的或等效的许多方法和材料，本文描述优选的材料和方法。在描述和要求保护本发明的实施例时，将根据下面给出的定义来使用以下术语。
如本文所用，术语“约”是指可能发生的数量的变化，例如，通过用于在现实世界中制备浓缩物或使用溶液的典型测量和液体处理程序；通过在这些程序中的疏忽性错误；通过用于制备组合物或执行方法的成分的制造、来源或纯度的差异；等。术语“约”还涵盖由于由特定初始混合物产生的组合物的不同平衡条件而不同的量。不管是否被术语“约”修饰，权利要求均包括量的等效物。
术语“活性剂”或“活性剂百分比”或“活性剂重量百分比”或“活性剂浓度”在本文中可互换地使用并且是指涉及清洁的那些成分的浓度，表示为减去如水或盐的惰性成分之后的百分比。
“抗再沉积剂”是指帮助保持悬浮于水中，而不再沉积到所清洗物体上的化合物。抗再沉积剂可用于本发明组合物和方法中以有助于减少已去除的污垢再沉积到所清洗的表面上。
如本文所用，术语“清洁”是指用来促进或帮助去污、漂白、微生物群体减少、漂洗及其任何组合的方法。如本文所用，术语“微生物”是指任何非细胞生物或单细胞(包括菌落)生物。微生物包括所有原核生物。微生物包括细菌(包括蓝藻细菌)、孢子、地衣类、真菌、原生动物、朊病毒、类病毒、病毒、噬菌体以及一些藻类。如本文所用，术语“微生物(microbe)”与微生物(microorganism)同义。
当参考材料列表使用时，术语“包括(include)”和“包括(including)”是指但不限于如此列出的材料。
术语“衣物”是指在洗衣机中清洗的物品或制品。一般来说，衣物是指由纺织材料、织造织物、非织造织物和针织织物制成或包括纺织材料、织造织物、非织造织物和针织织物的任何物品或制品。纺织材料可以包括天然或合成纤维，如真丝纤维、亚麻纤维、棉纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维如尼龙、丙烯酸纤维、乙酸酯纤维和其共混物，包括棉和聚酯共混物。纤维可以为经处理的或未经处理的。示例性经处理的纤维包括针对阻燃性进行处理的那些纤维。应当理解，术语“亚麻”通常用于描述包括床单、枕套、毛巾、亚麻台布、桌布、条形拖把和制服的某些类型的衣物物品。
术语“亚麻”是指在洗衣机中清洗的物品或制品。一般来说，亚麻是指由纺织材料、织造织物、非织造织物和针织织物制成或包括纺织材料、织造织物、非织造织物和针织织物的任何物品或制品。纺织材料可以包括天然或合成纤维，如真丝纤维、亚麻纤维、棉纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维如尼龙、丙烯酸纤维、乙酸酯纤维和其共混物，包括棉和聚酯共混物。纤维可以为经处理的或未经处理的。示例性经处理的纤维包括针对阻燃性进行处理的那些纤维。应当理解，术语“亚麻”通常用于描述包括床单、枕套、毛巾、亚麻台布、桌布、条形拖把和制服的某些类型的亚麻物品。
如本文所用，术语“不含磷酸盐”是指不含有磷酸盐或含磷酸盐化合物的组合物、混合物或成分或是指没有添加磷酸盐或含磷酸盐化合物。若磷酸盐或含磷酸盐化合物通过污染不含磷酸盐组合物、混合物或成分而存在，那么磷酸盐的量应小于约0.5重量％。更优选磷酸盐的量小于0.1重量％，并且最优选磷酸盐的量小于0.01重量％。在一方面，洗衣添加剂组合物不含磷酸盐。
如本文所用，术语“不含磷”或“基本上不含磷”是指组合物、混合物或成分不含磷或含磷化合物，或指没有添加磷或含磷化合物。若磷或含磷化合物通过不含磷的组合物、混合物、或成分的污染而存在，则磷的量应小于0.5重量％。更优选磷的量小于0.1重量％，并且最优选磷的量小于0.01重量％。在一方面，洗衣添加剂组合物不含磷。
术语“软表面”是指可清洗的弹性基材，例如由织造、非织造或针织纺织物、皮革、橡胶或柔性塑料制成的材料，包括织物(例如手术服、窗帘、被单和枕套、绷带等)、地毯、运输车辆座椅和内部组件等。
如本文所用，术语“污垢”是指极性或非极性有机或无机物质，包括但不限于碳水化合物、蛋白质、脂肪、油等。这些物质可以有机状态存在或与金属络合形成无机络合物。
如本文所用，术语“污渍”是指可以或可以不含有颗粒物质，如金属氧化物、金属氢氧化物、金属氧化物-氢氧化物、粘土、沙子、灰尘、天然物质、碳黑、石墨等的极性或非极性物质
如本文所用，术语“基本上不含”是指组合物完全没有所述组分或具有如此少量的所述组分，使得所述组分不影响组合物的性能。所述组分可以作为杂质或作为污染物而存在并且应小于0.5重量％。在另一个实施例中，所述组分的量小于0.1重量％，并且在又一个实施例中，所述组分的量小于0.01重量％。
术语“基本上类似的清洁性能”一般是指通过具有总体上相同程度(或至少程度不显著更小)的清洁度或总体上相同气力消耗(或至少消耗不显著更小)的或两方面的替代清洁产品或替代清洁系统来实现。
术语“阈值剂”是指抑制水硬离子从溶液结晶，但是不需要与水硬离子形成具体络合物的化合物。阈值剂包括但不限于聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、烯烃/马来酸共聚物等。
如本文所用，术语“重量百分比”、“wt％”、“按重量计的百分比”、“重量％”及其变体是指物质的重量除以组合物的总重量并乘以100的物质浓度。应理解，如在此所用，“百分比”、“％”等旨在与“重量百分比”、“wt％”等同义。
所述方法、系统和组合物可包含所述组分和成分以及本文所述的其它成分、基本上由所述组分和成分以及本文所述的其它成分组成、或者由所述组分和成分以及本文所述的其它成分组成。如本文所用，“基本上由……组成”意思是方法、系统和组合物可包括另外的步骤、组分或成分，但前提是另外的步骤、组分或成分不会实质性地改变所要求的方法、系统和组合物的基本特征和新颖特征。
还应当注意，如本说明书和所附权利要求书中所用，术语“配置”描述被构建成或被配置成执行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其它结构。术语“配置”可以与其它类似短语互换地使用，如布置和配置、构建和布置、适配和配置、适配、构建、制造和布置等。
使用方法
本文公开的组合物和方法适合于改善洗衣应用和性能。具体地说，本文公开的组合物和方法适合于控制过渡金属污染物以在整个洗衣过程中改善质量，包括例如改善的去污力、改善的漂白和废水操作。不受限于特定的作用机理，使用无磷洗衣添加剂组合物控制了在整个洗衣应用中采用的水源中过渡金属污染物的有害存在。
洗衣添加剂组合物适用于调理水源和污染洗衣过程的污垢。有益的是，洗衣添加剂组合物及其使用方法在整个洗衣过程中控制过渡金属污染物。例如，可以通过多种来源引入过渡金属污染物，而常规的洗涤剂不能完全克服这些污染物。在一方面，洗衣过程包括利用供应到洗衣机的过渡金属污染的水的初始洗涤过程。在另一方面，洗衣过程包含利用供应到洗衣机的过渡金属污染的污垢或衣物的初始洗涤过程。在另一方面，洗衣过程包含被过渡金属污染的汽蒸或直接蒸汽注入，以加热洗衣过程中使用的水。在另一方面，洗涤过程包含这些步骤中的一个或多个，这些步骤可能有害地将金属污染物引入到洗涤过程中。
可以将洗衣添加剂组合物的投加提供到洗衣过程的一个或多个输入。在一方面，可以在洗涤循环中将洗衣添加剂组合物投加到洗衣机中。在一方面，可将洗衣添加剂组合物投加到洗衣应用中的蒸汽注入加热过程的蒸汽接收侧中。有益的是，向与蒸气或接缝产生侧相反的蒸汽注入的水侧投加，有益地控制了蒸汽注入中使用的水中的过渡金属。在另一方面，可将洗衣添加剂组合物投加到水再利用或再循环存储容器或输出管线(即废水)中。有益的是，在再利用和/或处置水之前，投加到再利用或再循环或废水可除去污染性过渡金属。废水中过渡金属污染物的控制有益地去除了污染物，以减少或消除滤网、过滤器和/或类似物的堵塞或封堵。
如本领域技术人员基于本文提供的公开内容将确定的，洗衣添加剂组合物的投加率可以基于洗衣过程被过渡金属污染的程度而变化。在一方面，可以通过铁、铜和/或锰中一种或多种的存在来测量污染。在另外的方面，污染也可以通过碱土金属中的一种或多种的存在来测量，如钙和镁，它们是水硬度中常见的污染物。在另一方面，污染优选地通过铁的存在来测量。在另一方面，可以通过至少0.1ppm、至少0.2ppm、至少1ppm或至少10ppm的铁或另一种过渡金属污染物或碱土金属污染物的存在来测量污染。因此，本文公开的方法的初始步骤可以包含测量或检测步骤或用于检测的手段，以确定任何污染物，即过渡金属和任选地碱土金属的污染。
在一方面，以以下比率提供洗衣添加剂组合物的投加：每100磅亚麻约0.5至约30流体盎司、每100磅亚麻约3至约30流体盎司、每100磅亚麻约5至约30流体盎司、每100磅亚麻约10至约30液体盎司、每100磅亚麻约5至约25液体盎司、或每100磅亚麻约5至约20液体盎司。在另一方面，以在洗衣过程中控制所含过渡金属的浓度为至少约0.1ppm的比率提供洗衣添加剂组合物的投加。
在一方面，以约0.1至约5g/L，或优选约0.5至约1g/L的洗衣添加剂组合物溶液的比率提供洗衣添加剂组合物的投加，其中组合物包含约0.08至约0.8g/L的葡萄糖酸盐螯合剂。
在一方面，洗衣添加剂组合物在洗衣过程的所有阶段或步骤中控制铁和其它金属(包括过渡金属和碱土金属)。有益的是，由于葡萄糖酸盐螯合剂(特别适合于高pH)、另外的螯合剂(即氨基羧酸类(特别适合于较低pH))和羧酸酯聚合物(特别适合于氧化条件)的组合，洗衣添加剂组合物出乎意料地实现了相同的稳定性(即，螯合剂在所述pH范围内存活同时继续捕获过渡金属的的可存活性或能力)。在一方面，该洗衣添加剂组合物在约5至约12或优选约6至约12的pH下有益地控制铁和其它金属污染物，从而提供在酸性、中性和碱性pH下的功效。
在一方面，洗衣添加剂组合物的投加在洗衣过程中的初始碱性洗涤剂步骤(也称为分解步骤)之前、同时或之后进行。在优选的实施例中，洗衣添加剂组合物的投加在洗衣过程中的碱性洗涤剂步骤之后进行。在优选的方法中，洗衣添加剂组合物的投加与洗衣过程中的碱性洗涤剂洗涤步骤同时进行。
在一方面，洗衣添加剂组合物的投加在洗衣过程中的漂白(和/或氧化)步骤之前、同时或之后进行。在优选的实施例中，洗衣添加剂组合物的投加在洗衣过程中的漂白(或氧化)步骤之前进行。如本领域技术人员将确定的，衣物漂白剂和/或氧化浴(包括基于氯或基于氧的两者)的处理是复杂的，因为需要管理过渡金属和浊度以优化漂白效率，这带来了另外的挑战。
在一方面，洗衣添加剂组合物的投加在洗衣过程中的酸步骤之前、同时或之后进行。在优选的实施例中，洗衣添加剂组合物的投加在洗衣过程中的酸步骤之前进行。
在一方面，洗衣添加剂组合物的投加在具有直接蒸汽注入的洗衣系统中进行，所述洗衣系统由于加热系统而具有增加的污染。
使用根据实施例的洗衣添加剂组合物的方法提供了另外的益处，包括对各种亚麻和表面的改善的清洁效果，以及增强的污渍去除。
实施例
洗衣添加剂组合物的示例性范围以浓缩液组合物的重量百分比示于表1中。洗衣组合物通常被称为液体浓缩物，因为它们在投加给洗衣应用时被进一步稀释，其中存在另外的水以稀释浓缩组合物。
表1
Figure GDA0002344461940000141
洗衣添加剂组合物可包括浓缩物组合物，或者可被稀释以形成使用组合物。一般来说，浓缩物是指旨在用水稀释以提供接触物体从而提供期望清洁、漂洗等的使用溶液的组合物。取决于方法中使用的制剂，与待处理的水接触以控制过渡金属污染物的洗衣添加剂组合物可以被称为浓缩物或使用组合物(或使用溶液)。使用溶液可以由浓缩物，通过以提供具有期望洗衣添加剂特性的使用溶液的稀释比用水稀释浓缩物来制备。用于稀释浓缩物以形成使用组合物的水可以被称作稀释水或稀释剂，并且可以随不同地点变化。典型的稀释因子在约1和约10,000之间，但是将取决于包括过渡金属污染物的浓度等的因子。在一个实施例中，浓缩物以在约1:10和约1:10,000之间的浓缩物:水比率稀释。具体地说，浓缩物以在约1:10和约1:1,000之间的浓缩物:水比率稀释。更具体地说，浓缩物以在约1:10和约1:100之间的浓缩物:水比率稀释。
洗衣添加剂组合物
根据本公开的洗衣添加剂组合物有益地提供污垢悬浮和去除(例如在棉织物和其它洗衣基材上)、铁和其它过渡金属和碱土金属的控制、防膜、织物的退色保护剂和使组合物可用于整个洗衣过程的其它配方益处。洗衣添加剂组合物不是洗涤剂组合物，因为它们不含表面活性剂。在一方面，洗衣添加剂组合物包含以下、由以下组成和/或基本上由以下组成：葡萄糖酸盐螯合剂、至少一种另外的螯合剂(优选两种另外的螯合剂)、羧酸酯聚合物和水。
葡萄糖酸盐
洗衣添加剂组合物包括葡萄糖酸盐螯合剂。在示例性实施例中，葡萄糖酸盐螯合剂是葡萄糖酸钠。不受限于特定的作用机理，葡糖酸钠提供了对过渡金属铁和铜具有更大亲和力的益处，并且还提供了用于包括在洗衣添加剂组合物中的100％活性化合物。由于葡萄糖酸钠处理大多数过渡金属污染物浓度的功效，这进一步允许葡萄糖酸钠与较低浓度的另外的螯合剂的组合使用。另外的螯合剂选择为对另外的过渡金属污染物和/或传统的水硬度离子具有优选的亲和力。
在一方面，组合物包括约1重量％至约30重量％葡萄糖酸盐螯合剂、约1重量％至约20重量％的葡萄糖酸盐螯合剂、约5重量％至约20重量％葡萄糖酸盐螯合剂，或优选约10重量％至约20重量％葡萄糖酸盐螯合剂。另外，不受组合物的限制，所有列举的范围包括限定所述范围的数字并且包括所限定范围内的每个整数。
在一个实施例中，将葡萄糖酸盐螯合剂与至少一种另外的螯合剂以至少约1:1或更大，包括例如1.5:1或更大、2:1或更大、2.5:1或更大或3:1或更大的比率结合在洗衣添加剂组合物中。相对于另外的螯合剂而言，包含更大量的葡萄糖酸盐螯合剂的组合物提供有益的性能效果，包括但不限于由于葡萄糖酸盐螯合剂的出乎意料的稳定性(即，螯合剂在所述pH中存活同时继续捕获过渡金属的可存活性和能力)。含有与另外的螯合剂大于1:1比率的洗衣添加剂组合物确保螯合剂包在洗衣方法的全pH范围中存活，包括约5至约12之间的pH。
另外的螯合剂
洗衣添加剂组合物包括至少一种另外的螯合剂。螯合剂包括螯合试剂(螯合物)、掩蔽试剂(掩蔽剂)、助洗剂等。螯合剂的实例包括但不限于膦酸盐、磷酸盐、氨基羧酸类和其衍生物、焦磷酸盐、聚磷酸盐、乙二胺和乙三胺衍生物、羟基酸以及单羧酸盐、二羧酸盐和三羧酸盐以及其对应的酸。其它示例性螯合剂包括铝硅酸盐、硝酸乙酸盐和其衍生物以及其混合物。再其它示例性螯合剂包括氨基羧酸类，其包括甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)、乙二胺四乙酸(EDTA)(包括EDTA四钠)、羟基乙二胺四乙酸(HEDTA)和二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)的盐。螯合剂可以是水溶性的和/或可生物降解的。其它示例性螯合剂包括TKPP(焦磷酸四钾)、PAA(聚丙烯酸)及其盐、膦酰丁烷羧酸、N,N-双(羧甲基)丙氨酸三钠盐和葡萄糖酸钠。
其它合适的螯合剂包括氨基多羧酸类，包括但不限于二亚乙基三胺五乙酸盐、二亚乙基三胺五(甲基膦酸)、乙二胺-N'N'-二琥珀酸、乙二胺四乙酸盐、乙二胺四(亚甲基膦酸)和羟乙烷二(亚甲基膦酸)。优选地，螯合试剂是可生物降解的氨基多羧酸类，如谷氨酸(GLDA)、甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)、L-天冬氨酸N,N-二乙酸四钠盐(ASDA)、DEG/HEIDA(二乙醇甘氨酸钠/2-羟乙基亚氨基二乙酸二钠盐)、亚氨基二琥珀酸及其盐(IDS)和乙二胺二琥珀酸及其盐(EDDS)。
在一些实施例中，另外的一种或多种螯合剂基本不含磷。在更优选的实施例中，另外的一种或多种螯合剂不含磷。优选地，螯合剂是氨基羧酸类的钠盐。更优选地，螯合剂是甲基甘氨酸二乙酸和/或二亚乙基三胺五乙酸。
在一方面，组合物包括约0.1重量％至约10重量％另外的螯合剂、约1重量％至约10重量％另外的螯合剂、约1重量％至约7重量％另外的螯合剂，或优选约2重量％至约6重量％另外的螯合剂。另外，不受组合物的限制，所有列举的范围包括限定所述范围的数字并且包括所限定范围内的每个整数。
羧酸酯聚合物
洗衣添加剂组合物包括羧酸酯聚合物。羧酸酯聚合物，包括丙烯酸或马来酸的聚合物或共聚物，并且进一步包括其取代或官能化的类似物。
在一方面，羧酸酯聚合物是聚丙烯酸酯聚合物，包括聚丙烯酸聚合物，优选地低分子量丙烯酸酯聚合物。聚丙烯酸均聚物可以含有衍生自选自由以下组成的组的单体的聚合单元：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯及其混合物，其中丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯和甲基丙烯酸2-羟丙酯及其混合物是优选的。
优选的书聚丙烯酸、(C3H4O2)n或2-丙烯酸均聚物；丙烯酸聚合物；聚(丙烯酸)；丙烯酸聚合物；PAA具有以下结构式：
Figure GDA0002344461940000171
其中n为任何整数。
适用于组合物的可商购的聚丙烯酸酯(聚丙烯酸均聚物)的一个来源包括来自美国特拉华州威明顿的陶氏化学公司(The Dow Chemical Company,Wilmington Delaware,USA)的Acusol 445系列，包括例如
Figure GDA0002344461940000172
445(丙烯酸聚合物，48％总固体)(4500MW)、
Figure GDA0002344461940000173
445N(丙烯酸钠均聚物，45％总固体)(4500MW)和
Figure GDA0002344461940000174
445ND(粉末状丙烯酸钠均聚物，93％总固体)(4500MW)适合于组合物的可从陶氏化学公司商购的其它聚丙烯酸酯(聚丙烯酸均聚物)包括但不限于Acusol 929(10,000MW)和Acumer 1510。可商购的聚丙烯酸的又一实例为来自阿克苏诺贝尔(AkzoNobel)的AQUATREAT AR-6(100,000MW)。用于组合物中的其它合适的聚丙烯酸酯(聚丙烯酸均聚物)包括但不限于从另外的供应商如威斯康星州密尔沃基的奥德里奇化学(Aldrich Chemicals,Milwaukee,Wis.)和宾夕法尼亚州匹兹堡的安可乐斯有机物和精细化学品(ACROS Organics and Fine Chemicals,Pittsburg,Pa)、巴斯夫公司(BASF Corporation)和爱森公司(SNF Inc.)获得的那些。适合用于固体漂洗助剂组合物中的聚丙烯酸酯的另外公开内容在美国申请序列第62,043,572号中公开，所述申请通过引用以其整体并入本文。
聚马来酸(C4H2O3)x聚合物或水解的聚马来酸酐或顺式-2-丁烯二酸均聚物，具有以下结构式：
Figure GDA0002344461940000181
其中n和m是任何整数。优选的聚马来酸聚合物可以用于那些分子量约为400-800的组合物。可商购的聚马来酸包括Belclene 200系列马来酸均聚物。
在一方面，组合物包括约1重量％至约30重量％羧酸酯聚合物、约1重量％至约20重量％羧酸酯聚合物、约5重量％至约20重量％羧酸酯聚合物，或优选约10重量％至约20重量％羧酸酯聚合物。另外，不受组合物的限制，所有列举的范围包括限定所述范围的数字并且包括所限定范围内的每个整数。
水
洗衣添加剂组合物可以以含水的液体组合物的形式提供。使用的水源应不含过渡金属，以免将任何污染物引入洗衣过程中。在一方面，该组合物包括约20重量％至约80重量％水、约40重量％至约80重量％水、约45重量％至约75重量％水，或优选约50重量％至约65重量％水。另外，不受限制，所有列举的范围包括限定所述范围的数字并且包括所限定范围内的每个整数。如本领域技术人员将确定的，可以调节洗衣添加剂组合物中的水浓度以提供浓缩物组合物和/或固体组合物。
另外的任选成分
洗衣添加剂组合物的组分可进一步与适用于洗衣应用的各种功能组分组合。在一些实施例中，洗衣添加剂组合物包括葡萄糖酸盐螯合剂、另外的螯合剂、聚合物和水，这些构成组合物的总重量的大量，或甚至基本上全部。例如，在一些实施例中，在其中安排很少或没有另外的功能成分。
在其它实施例中，组合物中可包括另外的功能成分。功能成分为组合物提供期望特性和功能。出于本申请的目的，术语“功能成分”包括当分散或溶解于使用和/或浓缩物溶液，如水性溶液中时为具体用途提供有益特性的材料。功能材料的一些特定实例在以下进行了更详细的讨论，但是所讨论的特定材料仅以实例的方式给出，并且还可以使用宽范围的其它功能成分。
在优选的实施例中，组合物不包括膦酸盐。
在其它实施例中，组合物可包括抗再沉积剂、漂白剂、溶解度调节剂、分散剂、金属保护剂、稳定剂、腐蚀抑制剂、香料和/或染料、碱度源、流变改性剂或增稠剂、水溶助长剂或偶合剂、缓冲剂、溶剂等。在一方面，组合物可以包括另外的pH调节剂，包括碱度试剂，例如氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐等。
膦酸盐
在一些实施例中，本发明组合物包括膦酸盐。膦酸盐的实例包括但不限于：在美国专利8,871,699和9,255,242中描述的膦基琥珀酸低聚物(PSO)；2-膦基丁烷-1,2,4-三甲酸(PBTC)、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸，CH2C(OH)[PO(OH)2]2；氨基三(亚甲基膦酸)，N[CH2PO(OH)2]3；氨基三(亚甲基膦酸)钠盐(ATMP)，N[CH2PO(ONa)2]3；2-羟乙基亚氨基双(亚甲基膦酸)，HOCH2CH2N[CH2PO(OH)2]2；二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)，(HO)2POCH2N[CH2CH2N[CH2PO(OH)2]2]2；二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)钠盐(DTPMP)，C9H(28-x)N3NaxO15P5(x＝7)；六亚甲基二胺(四亚甲基膦酸)钾盐，C10H(28-x)N2KxO12P4(x＝6)；双(六亚甲基)三胺(五亚甲基膦酸)，(HO2)POCH2N[(CH2)2N[CH2PO(OH)2]2]2；单乙醇胺膦酸盐(MEAP)；二甘醇胺膦酸盐(DGAP)和亚磷酸，H3PO3。优选的膦酸盐是PBTC、HEDP、ATMP和DTPMP。当添加膦酸盐时，优选的是在被添加到混合物中之前经中和的或碱性膦酸盐或膦酸盐与碱金属源的组合，使得由中和反应所产生的热量或气体极少或没有。然而，在一个实施例中，组合物不含磷。
本说明书中的所有的出版物和专利申请表明了本发明所属领域的普通技术的水平。所有的出版物和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同将各个单独的出版物或专利申请明确且单独地指出为通过引用并入。
实例
在以下非限制性实例中进一步对本发明的实施例进行限定。应理解，尽管这些实例显示本发明的某些实施例，但是它们仅仅为了举例说明。从以上讨论和这些实例中，本领域技术人员可确定本发明的基本特征，并且可在不偏离其精神和范围的情况下对本发明的实施例进行各种改变和修改，以使其适合各种用途和条件。因此，除了本文示出和描述的那些之外，本发明的实施例的各种修改从前述描述对于本领域技术人员将是显而易见的。这些修改也旨在落入所附权利要求书的范围内。
实例1
收集了各个公司纺织品护理场所的水质测试样品。在洗衣过程的洗涤循环中，对水中的金属(包括过渡金属)进行了水采样测试。任何金属的存在均记录在案。结果表明，对于过渡金属，铁和铜是最普遍的并且通常以相对高的量存在，包括例如至少约0.1ppm或至少约0.5ppm。锰在市政和井水中的普遍程度较低。采样指示，过渡金属的出现频率为Fe>Cu>Mn，并且相应的污染物浓度(ppm)也遵循该模式，如图1所示。类似地，图1示出了镁和钙的常规硬度离子，它们在洗衣应用中常规使用的水源中占主导。该测试允许根据组合物和方法的实施例的使用制剂组合了螯合剂体系的使用，所述螯合剂体系除了常规的水硬度离子外，还适合于处理具有比锰多的铁和铜的过渡金属。
在考察洗衣过程中的各个水采样点的多个商业洗衣点处的另外的采样表明，在整个洗衣过程中，通过浓度(ppm)测量的过渡金属污染的变化。图2展示了各个采样点处，在热水、洗衣机的进水、再利用水(如回收/再利用水的隧道式洗衣机或资本密集型设备)和调温水中铁、铜和锰的变化，示出了数据点的累积。如本文所提及的，通过热交换器来对调温水进行加热，并且水源通常是新鲜的冷水，其被从外排流交换的热量所加热，并被捕获在“调温水箱”中以用于洗涤。这些结果在过渡金属的出现为Fe>Cu>Mn和对应的污染物浓度(ppm)方面，与图1所示的跨多个客户的更广泛的采样一致。另外，所评估的商业洗衣场所利用蒸汽注入过程，该过程只会增加在图2所描绘的再利用水中看到的过渡金属污染。该测试进一步表明，由于水质的变化取决于洗衣过程中的位置(或过程水的来源)，在整个洗衣过程中对过渡金属控制的需氧。
因为测试证实了过渡金属在洗衣加工水中的污染，所以除了钙和镁的水硬性度离子外，还进行了评估，以评估各种螯合剂对过渡金属铁、铜和锰的相对亲和力。结果指示，葡萄糖酸，即葡萄糖酸盐的钠盐，对所关注的洗衣金属(铁、铜)展示出最大的螯合亲和力。然而，葡萄糖酸盐螯合剂对过渡金属锰和/或常规水硬度离子没有提供足够的亲和力。结果表明了对洗衣过程中在各种洗涤过程条件(例如，pH变化和氧化剂的存在/不存在)下水调理的多管齐下的方法、铁控制和其它金属控制的需要。
实例2
在商业洗衣过程中观察到亚麻的退色(粉红色和黄色)染色(或渐变)。将亚麻样品切成片，在常规洗涤过程中以尽可能多的循环次数测试亚麻，以重新产生退色。观察结果包括有效的污垢去除和在任何100％棉麻中均未见到着色。还评估了来自洗涤过程的水。在洗涤设施的破碎步骤(初始碱性洗涤剂洗涤步骤)排液中检测到的铁含量高于0.5ppm；然而在任何后续步骤中均未检测到铁。基于在汽蒸步骤中存在的铁的鉴定，在多种洗烫应用中评估了铁的存在，包括在多个洗衣机中使用不同亚麻样品进行多种配方分类的不同位置。
在非汽蒸洗涤步骤样品(即漂白剂)或最终洗涤步骤样品中未检测到铁。将汽蒸洗涤步骤中铁的存在与非汽蒸洗涤步骤中铁的缺乏进行分析处理以确定铁的浓度水平。
为了证实来自汽蒸步骤的铁的有害影响，将汽蒸步骤从洗涤过程中移除，并再次在洗涤步骤样品中测量铁。仅检测到少量铁水平。之后，将汽蒸步骤重新引入洗衣过程，并在洗涤步骤样品中再次检测到铁。该测试证实了对应用于进入洗涤过程的汽蒸应用的水调理处理、铁控制和其它金属控制的需要。
实例3
根据利用洗衣添加剂组合物的实施例，进行另外的测试以可视化变黄预防。当将已知量的污染应用于洗涤水时，评估了铁沉积的变黄预防。ICP-MS(电感耦合等离子体(ICP)质谱(MS))，一种能够在无干扰的低背景同位素上检测浓度低至1015分之一(每万亿分之一，ppq)的金属和几种非金属的质谱类型。该方法用电感耦合等离子体来电离样品，然后使用质谱仪来分离和定量离子。
根据实施例的新颖组合物与现有产品进行比较。
■对照物–无提升剂
■洗衣添加剂组合物，其中包含含有DTPA(氨基多羧酸类螯合剂)4重量％、葡萄糖酸钠15重量％、MGDA 1.7重量％、聚丙烯酸和聚马来酸聚合物16.2重量％以及水(余量)，与对照物相比，在配制物中整体上含有更大量和更多数量的螯合剂
■阳性对照物1–市售提升剂(MGDA 8.8重量％和聚丙烯酸24重量％)
■阳性对照物2–市售提升剂(TKPP 39重量％和聚丙烯酸5重量％)
使用以下条件：5GPG水、铁(2ppm)、35磅洗衣机(填充率为80％)(100％涤纶)。铁源：七水硫酸亚铁。运行15个循环，每5个循环进行测量(在使用提升剂加热器的情况下洗衣机12次。两种测试条件交替。第一对照物和对照物2。然后，洗衣添加剂组合物和对照物1)。完整的循环显示在表2A中，其中化学物质的投加率显示在表2B中。
表2A
Figure GDA0002344461940000231
*仅限实验组
表2B
化学物质 Oz/cwt
碱性洗涤剂(E-Max碱) 6
碱性洗涤剂(Luminate洗涤剂) 3
阳性对照物2(液体补贴物) 2.64
阳性对照物1(Luminate提升剂) 3.9
洗衣添加剂组合物 3
消泡剂 0.09g
市售漂白脱色剂(Laundri脱色剂) 12
市售液体除臭剂(Bannish II) 1
市售浓缩洗衣液酸(Sour VII) 1
结果示于图3，其描绘了织物的白度(未使用UV)。各个标准差用于计算间隔。对于洗衣添加剂组合物，随着循环次数的增加而显示的白度的测量结果有益地保持在95以上。白度测量结果显示为在没有UV的情况下的CIE标准照明D65，其中普通用户可以在白度标度上目视检测到5或更大的增量变化。如图4-5所示，测量了织物样本上的实际金属沉积量。图4示出了聚酯样本上的铁的量。图5示出了棉样本上的铁的量。
与对照物(阴性)相比，进一步评估了织物样本的相对白度，以显示随着循环次数增加，保持的白度。图6示出了与白度急剧下降(这在视觉上对应于织物的变黄)的对照物相比，在至少30个循环中保持的白度。白度测量结果显示为在没有UV的情况下的CIE标准照明D65，其中普通用户可以在白度标度上目视检测到5或更大的增量变化。
类似的分析示于图7中，其中在至少30个循环中的b*值(评估黄色/蓝色，如根据CIE L*a*b*色标计算，1996年7月1日至15日，第8卷，第7期，可从http://cobra.rdsor.ro/cursuri/cielab.pdf获得，其通过引用整体并入本文)与对照物进行比较。期望在整个循环中保持Δb*恒定。再次，洗衣添加剂组合物展示出保持的低b*值(目标为Δb*＝0，对于普通使用者的视觉评估而言，1单位的变化是明显的)，这对应于织物的商业期望的白度。
该数据有益地证明了洗衣添加剂组合物控制(防止)亚麻变黄，并且表现优于含有氨基羧酸类螯合剂和羧酸酯聚合物两者的商业对照物。在不受特定作用机理限制的情况下，由于在包括碱性pH的整个洗衣过程中控制铁和其它金属的能力，因此含有葡萄糖酸盐螯合剂以及另外的螯合剂(包括氨基羧酸类螯合剂)和羧酸酯聚合物的洗衣添加剂组合物表现优于对照物，在碱性pH下常规螯合剂不够稳定，包括在使用降低浓度的氨基羧酸类螯合剂时。
实例4
评估了在洗衣过程中洗衣添加剂组合物相对于漂白步骤的添加顺序。该测试使用Tergotometer交错了漂白剂和洗衣添加剂组合物(描述于实例3中)。评估了四个条件，包括：洗衣添加剂组合物，之后漂白剂；洗衣添加剂组合物与漂白剂一起投加；漂白剂，之后洗衣添加剂组合物；和对照物，无洗衣添加剂组合物。使用Hunterlab分光光度计通过反射率评估来自测试织物的聚酯样本。报告了白度和b*值。
使用了两个单独组的聚酯样本。第一组使用的浓度与洗涤轮测试的浓度相似，并且第二组与典型的Tergotometer实验室测试一致，如表3所示(用于Tergotometer测试的浓度)。组1(116L/cwt)比组2(227L/cwt)浓度更高。这样做是为了确定从一种浓度到另一种浓度是否可以观察到更大的差异。
表3
化学物质 oz/cwt 组1(g/L) 组2(g/L)
洗衣添加剂组合物 3 0.88 0.45
市售漂白脱色剂(Laundri脱色剂) 12 3.48 1.80
程序如下：将Tergotometer水浴加热到150℉。在四个锅中添加1升5GPG冷水和2ppm铁(FeSO4·7H2O)。将溶液加热到150℉。表4列出了各个锅的测试条件。对于每种条件，总共重复5个循环。
表4
Figure GDA0002344461940000251
基于此实例的结果，洗衣添加剂组合物应在漂白剂步骤之前或与漂白剂同时添加(如在图8中所描绘的)。图8示出了在漂白剂步骤之前添加洗衣添加剂组合物的增加的益处，并且尽管在漂白剂之后添加洗衣添加剂组合物确实提供了一些增白，但是基于展示变色的幅度和方向的数据，优选在漂白剂之前或与漂白剂一起投加。
实例5
进行了测试，以在氧化步骤中用聚合物控制金属，在所述氧化步骤中由于氧化剂缺乏氯稳定性而使螯合剂无效。洗衣添加剂组合物包括两种螯合剂和聚合物的组合，以允许在整个洗涤过程的所有步骤中进行投加以控制金属。该评估证实了在组合物中使用聚合物的益处。
使用含有不同聚合物(Acusol 445N、Acusol 448、焦磷酸盐)的洗衣添加剂组合物，进行白度测试，以调节循环中的使用pH。测试溶液的pH被测量为约pH 8，并且还使用50％的NaOH在pH 10.3下评估以验证聚合物仍将起作用。使用20ppm，聚合物保持了如图9所示的性能。数据示出，聚合物在洗衣添加剂组合物中表现优于膦酸盐。
有益的是，洗衣添加剂组合物展示出在所有洗衣过程中控制铁和其它金属的能力，如此处在各种pH范围下所展示。洗衣添加剂组合物的稳定性对于能够投加到洗衣应用中和各种条件(例如pH)下的各个点是很重要的。这是很重要的，并且现有的含磷酸盐的组合物在酸至碱性pH和洗衣过程中的氧化步骤中是稳定的(pH功效和无论是否存在氯)。有益的是，由于葡萄糖酸盐螯合剂(特别适合于高pH)、另外的螯合剂，即氨基羧酸类(特别适合于较低pH)和羧酸酯聚合物(特别适合于氧化条件)的组合，洗衣添加剂组合物出乎意料地实现了相同的稳定性。
实例6
对从各种客户帐户中选择的六种不同制造的毛巾进行另外的评估，将其分成两半，获取白度读数，洗涤29次，并以选定的时间间隔获取白度读数。毛巾样品取自已确定水质条件对洗涤构成挑战的地方，即硬水和/或过渡金属污染物。组成分析：将样品1、4和6的每半条毛巾的样品切下并灰化。灰化去除了织物的有机部分，以定量无机物含量。进行电感耦合等离子体(ICP)以确定从毛巾中提取的无机物的水平。结果示于表6中，其中A是指使用根据表5的洗衣添加剂组合物29次洗涤后的结果，B是指基线(之前和洗涤循环)。
表5
洗衣添加剂组合物 重量％
DTPA(氨基多羧酸类螯合剂) 4
聚丙烯酸和聚马来酸聚合物 16.2
葡萄糖酸钠 16
MGDA 1.7
水 62.1
表6
Figure GDA0002344461940000271
另外，使用Hitachi S-3400VP扫描电子显微镜(SEM)进行扫描电子显微镜(SEM)分析，并使用3倍放大倍率收集图像。此后，使用Hunter UltraScan进行实验室颜色变化/白度测试，对所有毛巾半体A和B测量“L”、“a”、“b”、“WI”和“YI”值。计算Delta E(ΔE)以与基线(标有B的样品)进行比较。用紫外线(UV)滤光器IN和UV滤光器OUT测量样品。UV滤光器用于检查荧光增白剂的效果。当UV滤光器处于IN时，将从光源中去除UV光线。
“L”值是纺织品的白色对黑色水平的量度；值越高，纺织品越白，越低，越黑。
“a”值是纺织品的红色对绿色水平的量度。值越高，纺织品中存在越多的红色；值越低，纺织品看起来越绿。
“b”值衡量纺织品的蓝色对黄色水平，值越高(+)，纺织品越黄；值越低(-)，越蓝。
“WI”-白度指数值衡量总体白度。数字越高，样品越白。人眼可以看到标度中4个单位的变化。
“YI”-黄度指数值衡量也考虑到了“b”值(蓝色对黄色)的总体黄度。数字越高，样品越黄。
表7A-7B中示出了每个毛巾样品的29次洗涤后的UV滤光器的结果。
表7A
Figure GDA0002344461940000281
表7B
Figure GDA0002344461940000282
Figure GDA0002344461940000291
如表7A-7B所示，根据标有B的基线毛巾，在29次洗涤之后，白度指数(WI)、黄色指数(YI)和b*值显著改善。经过29次洗涤，毛巾5A值改善。UV滤光器OUT的b*和YI值的结果指示，洗涤并未对光学增白剂产生负面影响。b*和YI值降低，指示经过29次洗涤，黄色较少。
数据示出，使用设计的螯合剂组合物在洗衣应用中铁控制的重要性，所述螯合剂组合物不会导致水硬度控制所需的聚丙烯酸聚合物失活。有益的是，通过控制铁污染物，聚丙烯酸能够控制水硬度并防止在洗涤过程中使用的设备上结垢和/或堆积。
实例7
用便携式Kinolta Minolta分光光度计在各种洗涤下进行了另外的场白度测试。基准测试使用EDTA螯合剂产品进行清洁。毛巾已在各种客户帐户处使用过，因此在现场处于不同条件下。该测试被设计成显示使用洗衣添加剂组合物经过多个(29)循环的改善。由于每个客户帐户可能使用不同的水源、pH、氧化剂化学物质等，从而在测试条件中提供了很大的差异，因此很明显需要在所有洗涤条件下都兼容的洗衣添加剂组合物。
表8示出了经过29个循环，来自客户站点的白度测试。
表8
Figure GDA0002344461940000301
结果也描绘于图10中，其示出了与基线(不使用洗衣添加剂组合物)相比改善的白度性能。
表9示出了经过29个循环，来自另外的客户站点的白度测试。
表9
Figure GDA0002344461940000302
结果也描绘于图11中，其示出了与基线(不使用洗衣添加剂组合物)相比改善的白度性能。
表10示出了来自客户站点的白度测试。
表10
Figure GDA0002344461940000303
结果也描绘于图12中，其示出了与基线(不使用洗衣添加剂组合物)相比改善的白度性能。
表11示出了来自客户站点的白度测试。
表11
Figure GDA0002344461940000311
结果也描绘于图13中，其示出了与基线(不使用洗衣添加剂组合物)相比改善的白度性能。
表12示出了来自客户站点的白度测试。
表12
Figure GDA0002344461940000312
结果也描绘于图14中，其示出了与基线(不使用洗衣添加剂组合物)相比改善的白度性能。
表13示出了来自客户站点的白度测试。
表13
Figure GDA0002344461940000313
结果也描绘于图15中，其示出显示了与基线(不使用洗衣添加剂组合物)相比改善的白度性能。
实例8
进行了另外的测试，以证明未螯合的铁对防止聚合物适当控制水硬度的影响。黄色指数值和灰化均根据以下程序进行：
使用洗涤计进行测试。用DI和20GPG人造水硬度与所需化学物质运行样品20个循环，并在5、10、15和20个循环下取出样品。使用Hunterlab扫描样品并获得白度指数和黄色指数值，然后将样品灰化并进行ICP以确定总灰分和铁。
-温度：140℉
-水硬度：DI+2.5g螯合溶液(20GPG)(33.45g CaCl2.2H2O+23.24gMgCl2.6H2O)
-化学物质：所有锅中加1.5g/L NaOH(50％)+所需化学物质
-时间：10分钟
-在循环之间用17GPG水漂洗样本。每个循环都使用新的洗涤浴液。
-每个锅12个样本
-每个条件20个循环
-在第0、5、10、15和20个循环进行采样
-目标水与亚麻重量的比率为10:1-250g水用于12个带有20个钢球的样本。
-将洗涤计设置为50rpm。
表14示出了分析的因素，其中以g/L(克/升)为基础的活性相匹配。
表14
因素1 因素2 因素3 因素4
批次 A：FeCl2 B：Acusol 445 C：MGDA D：葡萄糖酸钠
ppm Fe g/L g/L g/L
1 10 0 1.25 0
2 0 0 0 0.5
3 0 0 1.25 0
4 10 0 1.25 0.5
5 0 0 0 0
6 0 0.5 1.25 0
7 0 0.5 0 0.5
8 10 0.5 0 0
9 10 0.5 0 0.5
10 0 0 1.25 0.5
11 0 0.5 0 0
12 0 0.5 1.25 0.5
13 10 0 0 0
14 10 0 0 0.5
15 10 0.5 1.25 0.5
16 10 0.5 1.25 0
MGDA和葡萄糖酸钠以相等的活性水平使用。白度指数变化和黄色指数变化的结果具有相似的趋势。所有其它化学物质表现优于MGDA与铁。结果证实聚丙烯酸正在破坏铁沉积在亚麻上。总体而言，与葡萄糖酸盐和另外的螯合剂组合的Acusol 445表现良好。
结果进一步描绘于图16-27，其中各种评定在20个循环中进行。
图16示出了根据黄度指数值评估的毛巾样本的黄度的变化的测量结果(无UV)，所述黄度指数值衡量了也考虑了“b”值(蓝色对黄色)的整体黄度。结果在表15中示出。如所示，具有铁且无螯合剂/聚合物包的样品的YI最大，指示是最黄的样品。单独使用螯合剂和/或聚合物不能在铁存在下充分降低YI。
表15
Figure GDA0002344461940000331
Figure GDA0002344461940000341
图17示出了评估的样本的白度变化(无UV)的测量结果，以评定未螯合的铁在防止洗衣添加剂组合物的聚合物控制水硬度方面的影响。白度指数值衡量整体白度，并且数字越高，样品越白。接近零的结果是期望的。结果也示于表16中，并且示出，在无的情况下聚合物、MGDA和葡萄糖酸盐的组合是优选的实施例，因为白度得到改善(正值或最终值大于初始值)。表16中的所有运行均在硬水存在下(水硬度：DI+2.5g螯合溶液(20GPG)(33.45gCaCl2.2H2O+23.24g MgCl2.6H2O))。
在铁的存在下，大多数样品由于较负的德尔塔白度值的结果而退化。聚合物、MGDA和葡萄糖酸盐的相同组合是较小的变化之一，也表明这是硬水和过渡金属污染源中的优选平衡。
表16
Figure GDA0002344461940000342
Figure GDA0002344461940000351
图18示出了根据白度指数值的来自评估的聚合物和条件的白度(有铁和无铁)的测量结果。在结果的此描述中，图中示出了在制剂中有铁和无铁的情况下的WI，证实了铁对洗衣基材的有害影响。
图19和表17示出了在所评估的样本上作为沉积物的灰分百分率的测量结果，作为在各种评估的条件下经处理的基材变色的原因的指标。灰分的测量考虑了所有沉积物–基材上的过渡金属污染物和碱土金属(如水硬度)沉积物两者。
表17
Figure GDA0002344461940000352
图20和表18示出了在使用各种聚合物和螯合剂条件的20个洗涤循环中基材上的钙沉积物浓度(mg/L)的测量结果，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。小于约500ppm(mg/L)或优选300ppm(mg/L)的钙污染物是优选的，其通过洗衣添加剂组合物(铁+Acusol445+MGDA+葡萄糖酸盐)实现。
表18
Figure GDA0002344461940000361
图21和表19示出了在使用各种聚合物和螯合剂条件的20个洗涤循环中基材上的镁沉积物浓度(mg/L)的测量结果，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。小于约500ppm(mg/L)或优选为300ppm(mg/L)的镁污染物是优选的，其通过洗衣添加剂组合物(铁+Acusol445+MGDA+葡萄糖酸盐)实现。
表19
Figure GDA0002344461940000362
Figure GDA0002344461940000371
图22和表20示出了在使用各种聚合物和螯合剂条件的20个洗涤循环中铁浓度(mg/L)的测量结果，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。小于约35ppm(mg/L)的铁污染物是优选，其通过洗衣添加剂组合物(铁+Acusol 445+MGDA+葡萄糖酸盐)实现。
表20
Figure GDA0002344461940000372
Figure GDA0002344461940000381
图23示出了在评估的样本上灰分百分率的测量结果(有或没有铁污染物)，作为在各种洗涤条件下经处理的基材变色的原因的指标。
图24示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的基材上的钙沉积物浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图25示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的基材上的镁沉积物浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图26示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的基材上的铁沉积物浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
图25示出了使用各种聚合物和螯合剂条件的基材上的钙和镁沉积物浓度(mg/L)的测量结果(有或没有铁污染物)，以评定被污染的水和/或污垢源的影响。
此处显示的结果证实了铁污染物会对衣物基材的黄度得分(以及相应的白度得分)产生负面影响。钙和镁(由于水硬度而产生的碱土金属)沉积物影响衣物基材的白度得分，因为它们会导致基材变灰。
对本发明如此进行了描述，将显而易见的是，可以以许多方式改变本发明。这些变化不会被视为脱离本发明的精神和范围，并且所有这类修改旨在包括于以下权利要求书的范围内。以上说明书提供了所公开的组合物和方法的制造和使用的描述。由于许多实施例可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行，因此本发明归属于权利要求书。

Claims (11)

1.一种处理衣物的方法，其包含：
使所述衣物与洗衣添加剂组合物接触，所述洗衣添加剂组合物包含：
a)葡萄糖酸盐螯合剂；
b)至少一种氨基羧酸类或其盐，其中所述至少一种氨基羧酸类或其盐包含甲基甘氨酸二乙酸和/或二亚乙基三胺五乙酸；
c)约16重量％至约30重量％的羧酸酯聚合物，所述羧酸酯聚合物选自：聚丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚马来酸、其盐或其组合，其中所述葡萄糖酸盐螯合剂与所述羧酸酯聚合物的比为约1:1至约3:1；和
d)水；其中：
i)所述组合物基本上不含磷；
ii)所述洗衣添加剂与衣物之间的接触发生在漂白步骤之前或与漂白步骤一起发生；以及
iii)其中所述洗衣添加剂组合物在碱性至酸性pH条件下并且任选在氧化剂存在下在整个洗衣过程中控制过渡金属污染物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述洗衣过程包含初始洗涤过程，所述初始洗涤过程利用供应到洗衣机的过渡金属污染的水和/或供应到所述洗衣机的过渡金属污染的污垢或衣物。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述洗衣过程包含汽蒸或被过渡金属污染的直接蒸汽注入，以加热所述洗衣过程中使用的水。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述葡萄糖酸盐螯合剂是葡萄糖酸盐。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述葡萄糖酸盐螯合剂是葡萄糖酸钠。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中以以下比率提供所述洗衣添加剂调理组合物的投加：(a)每100磅亚麻约0.5流体盎司至约30流体盎司，(b)每100磅亚麻约3流体盎司至约30流体盎司，或(c)以在所述洗衣过程中控制至少0.1ppm过渡金属的比率。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中以约0.5至约5g/L的水调理组合物溶液的比率提供所述洗衣添加剂组合物的投加，其中所述组合物包含约0.08至约0.8g/L葡萄糖酸盐螯合剂。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中将所述洗衣添加剂组合物投加到洗衣机中、投加到所述洗衣过程中的蒸汽注入加热过程的蒸汽接收侧中，和/或投加到水再利用或再循环存储容器或输出管线中。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其包含测量水源或所述洗衣过程的输入中的铁浓度的初始步骤。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述洗衣添加剂组合物的所述接触：在所述洗衣过程中的氧化步骤之前；和/或与所述洗衣过程中的碱性洗涤剂洗涤步骤同时进行。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述洗衣添加剂组合物将所述洗衣过程中的铁污染物沉积物减少至小于约35ppm，并且将水硬度金属离子沉积物减少至小于约300ppm。
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