JP2003277795A - 塩素系洗浄剤用添加剤及び塩素系洗浄剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塩素系洗浄剤中に含まれる塩素放出物質の分解
を促進させることなく、且つ水やアニオン系及びノニオ
ン系界面活性剤との相溶性にも優れ、ビルダーや金属イ
オン封鎖剤として優れた性能を有する塩素系洗浄剤用添
加剤及び塩素系洗浄剤の提供。 【解決手段】カルボキシル基及び末端スルホン酸基を有
する重合体又はその塩からなる塩素系洗浄剤用添加剤、
並びにこれを含む塩素系洗浄剤。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

【０００１】本発明は、塩素系洗浄剤用添加剤に関する
もので、詳しくは、ビルダー又は金属イオン封鎖剤とも
呼称されている添加剤に関し、塩素系洗浄剤の保存中等
において該塩素系洗剤中に含まれる塩素放出物質の分解
を促進することの少ない添加剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に洗浄剤には、主剤としての界面活
性剤及び／又はアルカリ剤等と共に、この主剤の働きを
助けるビルダー又は金属イオン封鎖剤としてエチレン性
不飽和カルボン酸又はそのアルカリ塩の重合体又は共重
合体が配合されている。例えば、ポリアクリル酸、ポリ
マレイン酸等の不飽和カルボン酸系重合体はＣａイオン
等の金属イオンを捕捉する機能を有する化合物であっ
て、これを洗浄剤中に配合することにより洗浄力が向上
することが知られている。一方、いわゆる塩素系洗浄剤
には、殺菌や漂白等の目的で次亜塩素酸ナトリウム等の
塩素放出物質が配合されている。ところが、上記不飽和
カルボン酸系重合体は、塩素放出物質と共存すると、こ
の塩素放出物質を急速に分解させるという性質がある。
このため、塩素系洗浄剤においては、これらの不飽和カ
ルボン酸系重合体をビルダー等として添加使用すること
は困難であった。

【０００３】塩素放出物質を分解しにくい不飽和カルボ
ン酸系重合体として、特公平８−１３９９５号公報に
は、塩素放出物質を含有する自動食器洗浄機用液体洗浄
剤の金属イオン封鎖剤としてマレイン酸又はアクリル酸
とスルホン化スチレンとの共重合体を用いることが開示
されている。しかし、上記共重合体によれば塩素放出物
質の分解をある程度抑えることはできるものの、その効
果はなお不十分であり、又、ベンゼン環をもつスルホン
化スチレンが共重合されていることから、上記共重合体
は水やアニオン系及びノニオン系界面活性剤との相溶性
が低く、界面活性剤を主剤とする洗浄剤において、高濃
度の洗浄剤溶液とすると濁りを生じたり、場合によって
は液が分離するという問題が存在している。又、これを
改良するために特開平１０−２４５５９２号公報には、
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を構成
単位とする重合体を用いて、塩素放出物質の分解抑制と
界面活性剤との相溶性を向上させているが、さらに有効
な添加剤が要望されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、塩素
系洗浄剤中に含まれる塩素放出物質の分解を促進させる
ことなく、且つ水やアニオン系及びノニオン系界面活性
剤との相溶性にも優れ、ビルダーや金属イオン封鎖剤と
して優れた性能を有する塩素系洗浄剤用添加剤及び塩素
系洗浄剤を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意検討した結果、末端スルホン酸基を
有する不飽和カルボン酸の重合体又は塩が、前記課題を
解決し得ることを見出し、本発明を完成した。以下、本
発明を詳細に説明する。尚、本明細書においては、アク
リル酸又はメタクリル酸を（メタ）アクリル酸と表し、
アクリルアミド又はメタクリルアミドを（メタ）アクリ
ルアミドと表す。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の塩素系洗浄剤用添加剤を
構成するカルボキシル基及び末端スルホン酸基を有する
重合体又はその塩は、種々の方法で製造されたものが使
用できる。具体的には、還元剤又は連鎖移動剤として使
用する、スルホン酸基を有する化合物又はその塩〔以下
スルホン酸化合物（塩）という〕の存在下に、エチレ
ン性不飽和基及びカルボキシル基を有する化合物（以下
不飽和カルボン酸という）を重合したもの、不飽和カ
ルボン酸の塩を重合したもの、不飽和カルボン酸及び
その塩を重合したもの、及び又はの重合で得られ
た重合体を中和したもの等が挙げられる。

【０００７】スルホン酸化合物としては、亜硫酸、重亜
硫酸及び無水重亜硫酸等が挙げられ、その塩としては、
前記した化合物のナトリウム塩及びカリウム等のアルカ
リ金属塩等が挙げられる。スルホン酸化合物（塩）とし
ては、スルホン酸化合物の塩が好ましく、より好ましく
はアルカリ金属塩であり、特に好ましくは過硫酸のアル
カリ金属塩である。

【０００８】不飽和カルボン酸又はその塩〔以下不飽和
カルボン酸（塩）という〕の具体例としては、（メタ）
アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン
酸、フマル酸及びイタコン酸、並びにその塩が挙げられ
る。不飽和カルボン酸塩において、その形態としては、
アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアミン塩等が
挙げられる。アルカリ金属塩としては、Ｎａ及びＫ等の
塩、アルカリ土類金属塩としてはＣａ及びＭｇ等の塩、
並びにアミン塩としては、エチルアミン等の塩等が挙げ
られる。これらの中でも、アルカリ金属塩が好ましい。
これらの不飽和カルボン酸（塩）は、一種を単独で用い
てもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの不飽
和カルボン酸（塩）の中でも、金属イオン捕捉能に優れ
ることから、（メタ）アクリル酸（塩）から選択される
一種又は二種以上を用いることが好ましく、アクリル酸
（塩）を用いることが特に好ましい。

【０００９】粘性や相溶性の調整のために、不飽和カル
ボン酸（塩）と重合可能な単量体、例えば（メタ）アク
リル酸アルキルエステル、(メタ）アクリル酸ヒドロキ
シアルキルエステル、（メタ）アクリル酸アルキレング
リコールエステル、酢酸ビニル、スチレン、（メタ）ア
クリルアミド、スルホン化スチレン及びアクリルアミド
−２−メチルプロパンスルホン酸等を本発明の効果を損
なわない範囲で共重合体成分として使用することができ
る。

【００１０】本発明における重合体は、前記した通り、
スルホン酸化合物（塩）の存在下に、不飽和カルボン
酸、不飽和カルボン酸の塩、若しくは不飽和カルボ
ン酸及びその塩を重合するか、又は若しくはの重
合で得られた重合体を中和して製造することが好まし
い。この場合、重合開始剤の存在下に、水性媒体中で、
不飽和カルボン酸（塩）及び必要に応じてその他単量体
を重合する方法が好ましい。重合開始剤としては、酸化
及び還元剤からなるレドックス重合開始剤を使用して製
造することが好ましい。

【００１１】酸化剤としては、無機過酸化物及び有機過
酸化物等が挙げられる。無機過酸化物としては、過硫酸
ナトリウム及び過硫酸カリウム等の過硫酸塩、並びに過
酸化水素等が挙げられ、有機酸化剤としては、ターシャ
リーブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。酸
化剤の好ましい割合としては、単量体合計量１００質量
部に対して０．１〜１０質量部が好ましい。この割合
が、０．１質量部に満たない場合は、単量体が重合し難
くなることがあり、一方１０質量部を超えると、残留す
る酸化剤のため着色したり、又不純物により添加剤とし
ての性能が低下してしまうことがある。

【００１２】還元剤としては、スルホン酸化合物（塩）
として機能するものが好ましく、前記と同様のものが挙
げられる。還元剤の好ましい割合としては、単量体合計
量１００質量部に対して０．５〜２０質量部が好まし
い。この割合が、０．５質量部に満たない場合は、得ら
れる重合体が、塩素放出物質の分解を促進抑制し難くな
ることがあり、一方２０質量部を超えると、経済的でな
いばかりか、それ以上の本発明による改善効果が見られ
なくなってしまう。

【００１３】酸化剤及び還元剤は、それぞれ1種類以上
を組み合わせて用いる。これらの中でも、末端スルホン
酸基又はその塩を重合体に安定して導入することができ
るため、酸化剤として過硫酸塩を使用し、還元剤として
重亜硫酸塩を使用することが好ましい。

【００１４】本発明における重合体は、好ましくはその
カルボキシル基の一部又は全部が塩、即ちアルカリ塩型
の重合体として洗浄剤に配合される。アルカリ塩型の重
合体を得る方法としては、不飽和カルボン酸（塩）を重
合した後、得られた重合体の一部又は全部をアルカリ金
属水酸化物等により中和する方法、不飽和カルボン酸塩
を必須とする単量体を重合させる方法のいずれでもよい
が、重合後に中和する方法が好ましい。

【００１５】重合体は、その重量平均分子量が５００〜
２００，０００の範囲にあることが塩素安定化機能、ビ
ルダー及び金属イオン封鎖剤としての性能と相溶性に優
れるため好ましい。重量平均分子量は、５００〜２０，
０００がより好ましい。尚、本発明における重量平均分
子量とは、水系ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ー（以下ＧＰＣと略す）によるポリアクリル酸ナトリウ
ム換算の分子量を意味する。

【００１６】本発明で使用する重合体は、上述のように
塩素放出成分を分解させるものであるが、その末端にス
ルホン酸（塩）基を有することにより、カルボキシル基
又はその塩による金属イオン捕捉能を損なうことなく、
塩素放出成分の分解を抑える機能（以下塩素安定化機能
という）が付与されるものである。又、スルホン化スチ
レンやアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
を構成単位に含む必要がなく、洗浄物への汚れの再付着
や洗浄装置へのスケール付着を効果的に防止し、更に、
アニオン系及び／又はノニオン系界面活性剤との相溶性
が良いため、これらを主剤とする塩素系洗浄剤を高濃度
溶液とした場合にも液が濁ったり分離したりしにくいと
いう利点を有する。

【００１７】本発明の添加剤が配合される塩素系洗浄剤
としては、自動食器洗い機用、衣類用、トイレ用、台所
用、家具用及び各種水系配管等の各種塩素系洗浄剤が挙
げられる。これらの洗浄剤は、塩素放出物質として次亜
塩素酸塩、亜塩素酸塩及び塩素化イソシアヌル酸等を含
有するものである。本発明の添加剤の塩素系洗浄剤への
配合量としては、塩素系洗浄剤全体に対して、一般的に
は０．１〜５０質量％であり、好ましくは０．５〜１０
質量％である。配合量が上記範囲未満では、十分な金属
イオン捕捉能が得られず、ビルダーとしての機能が不足
する場合があり、一方、上記範囲を超えて配合しても、
その効果が飽和する傾向にあるため経済的ではない。

【００１８】本発明の添加剤が配合される上記塩素系洗
浄剤は、塩素放出物質に加えて、従来公知の成分を必要
に応じて配合することができる。具体的には、界面活性
剤、アルカリ剤、リン酸塩及び珪酸塩等の無機ビルダ
ー、酵素、蛍光剤、相溶化剤、泡抑制剤、酸素系漂白
剤、柔軟剤、並びにその他のビルダー用重合体等が挙げ
られる。本発明の添加剤は、粉末状及び液状等いずれの
性状の塩素系洗浄剤にも配合可能である。液状の塩素系
洗浄剤に配合する場合、本発明の添加剤はアニオン系及
びノニオン系界面活性剤との相溶性が高いため、透明性
が良く分離しにくい洗浄剤溶液が得られるという利点が
ある。

【００１９】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をよ
り具体的に説明する。尚、以下において、「％」は「質
量％」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。

【００２０】○製造例 以下に、実施例及び比較例で使用した重合体の製造方法
について記載する。 〔製造例１〕攪拌機、還流冷却管、温度計及び滴下口を
備えた容量２０００ｍＬの丸底フラスコに、水２００ｇ
を仕込み、反応液温度を７０℃に保持した。その後、水
４５０ｇとアクリル酸５００ｇとを混合することにより
調製したモノマー水溶液を、定量ポンプにより４．０時
間で滴下供給した。同時に、３０％過硫酸ナトリウム２
７．５ｇ及び２８．８％重亜硫酸ナトリウム２６０ｇと
の混合液を、それぞれ別の定量ポンプにより４．０時間
で滴下供給した。供給終了時の反応液ｐＨは１．８〜
２．２であった。上述の供給が終了した後、４８％水酸
化ナトリウムで中和を行い、最終的にｐＨ７．０に調整
した。

【００２１】〔製造例２〕製造例１において、２８．８
％重亜硫酸ナトリウムを２１０ｇに変更した以外は製造
例１と同様にして重合体を製造した。

【００２２】〔製造例３〕製造例１において、２８．８
％重亜硫酸ナトリウムを１２５ｇに変更した以外は製造
例１と同様にして重合体を製造した。

【００２３】〔製造例４〕製造例１において、２８．８
％重亜硫酸ナトリウム１００ｇに変更した以外は製造例
１と同様にして重合体を製造した。

【００２４】〔製造例５〕製造例１において、２８．８
％重亜硫酸ナトリウムを１３５ｇに変更し、モノマー水
溶液をアクリル酸４００ｇ、アクリルアミドターシャリ
ーブチルスルホン酸（以下ＡＴＢＳと略す）１００ｇ及
び水４５０ｇの混合溶液に変更した以外は製造例１と同
様にして重合体を製造した。

【００２５】〔製造例６〕製造例５において、２８．８
％重亜硫酸ナトリウムを１２ｇに変更し、モノマー水溶
液をアクリル酸４００ｇ、ＡＴＢＳの１００ｇ及び水４
５０ｇの混合溶液に変更した以外は製造例５と同様にし
て重合体を製造した。

【００２６】〔製造例７〕実施例１と同様の丸底フラス
コに水２００ｇ及び連鎖移動剤としてイソプロピルアル
コール（ＩＰＡ）３５０ｇを仕込み、反応液温度を７０
℃に保持した。その後、水４５０ｇとアクリル酸５００
ｇとを混合することにより調製したモノマー水溶液を、
定量ポンプにより４．０時間で滴下供給した。同時に、
重合開始剤として３０％過硫酸ナトリウム５０ｇ水溶液
を、それぞれ別の定量ポンプにより４．０時間で滴下供
給した。供給終了後、ＩＰＡを減圧除去して、４８％水
酸化ナトリウムで中和を行い、最終的にｐＨ７．０に調
整した。

【００２７】〔製造例８〕製造例７において、モノマー
水溶液をアクリル酸３００ｇ、ＡＴＢＳの２００ｇ及び
水４５０ｇの混合溶液に変更した以外は製造例７と同様
にして重合体を製造した。

【００２８】〔製造例９〕製造例１において、重合開始
剤を３０％過硫酸ナトリウム５０ｇ水溶液に変更し、連
鎖移動剤をメルカプトエタノール５０ｇに変更した以外
は製造例１と同様にして重合体を製造した。

【００２９】〔製造例１０〕製造例９において、モノマ
ー水溶液をアクリル酸４００ｇ、スチレンスルホン酸Ｎ
ａ（以下ＳＳＳという）１００ｇ及び水４５０ｇの混合
溶液に変更し、連鎖移動剤をメルカプトエタノールの２
５ｇに変更した以外は製造例９と同様にして行なった。

【００３０】○実施例及び比較例 各製造例で得られた重合体について、重量平均分子量、
塩素安定化機能、金属イオン捕捉能及び界面活性剤との
相溶性を、以下に示す方法により測定又は定量した。そ
れら結果を表１〜表３に示す。

【００３１】（１）重量平均分子量（以下、Ｍｗと略
す） Ｍｗは、ＧＰＣにより測定した。ＧＰＣは東ソー社製Ｈ
ＬＣ８０２０システム、使用カラムはＧ４０００ＰＷｘ
ｌ＋Ｇ３０００ＰＷｘｌ＋Ｇ２５００ＰＷｘｌ〔東ソー
（株）製〕、溶離液は０．１ＭＮａＣｌ＋リン酸バッフ
ァー（ｐＨ７）、検量線はポリアクリル酸Ｎａ〔創和科
学（株）製〕を用いて作成した。

【００３２】（２）塩素安定化機能 各重合体を使用して、下記組成で水に溶解して塩素系洗
浄剤を調製した。 〔配合組成〕 重合体（塩素系洗浄剤用添加剤；ビルダー）：２％ 水酸化カリウム：１％ 次亜塩素酸ナトリウム：２％ 得られた洗浄剤につき、その保存中における塩素放出物
質（次亜塩素酸ナトリウム）の安定性を示す目安となる
「有効塩素残存率（％）」を評価した。この有効塩素残
存率（％）は、調整直後及び５０℃×１日間保存後の有
効塩素残存量の比として求めた。尚、有効塩素残存量は
下記の方法により測定した。

【００３３】〔有効塩素残存量の測定〕 各洗浄剤５ｇを１００ｍｌコニカルビーカーにとり、
１０％ＫＩ溶液５ｍｌ及び５０％酢酸溶液３ｍｌを添加
する。 ０．１規定のチオ硫酸ナトリウム溶液にて滴定し、下
記式（Ｉ）により有効塩素残存量（質量％；塩素原子換
算）を算出する。

【００３４】

【式１】 有効塩素（％：Ｃｌとして）＝（０．３５４５×Ａ）×ｆ／Ｓ ・・・（Ｉ）

【００３５】但し、上記式（Ｉ）において、Ａは滴定に
要したチオ硫酸ナトリウム溶液量、Ｓは試料量、ｆはチ
オ硫酸ナトリウム溶液のファクターである。

【００３６】（３）金属イオン捕捉能〔Ｃａ²⁺イオン捕
捉能の測定〕 下記の方法により重合体のＣａイオン捕捉能を評価し
た。 ８００ｐｐｍ塩化カルシウム溶液１００ｍｌをｐＨ
８．５に調整した後、４Ｍ塩化カリウム溶液１ｍｌを加
え、更に重合体を純分濃度で４００ｐｐｍとなるように
添加した。 この溶液を３０℃にて１０分間放置した後、Ｃａ²⁺イ
オンメータにて溶液中に残存するＣａ²⁺イオン濃度を測
定し、重合体に捕捉されたＣａ²⁺イオンの量を求めた。

【００３７】〔界面活性剤との相溶性測定〕ドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム（アニオン系界面活性剤）
の２５％水溶液中に、重合体を純分濃度で３％添加し
て、液の濁りを目視にて次の３段階で評価した。試験は
液温２５℃にて行った。 ○；濁りなし、△；多少の濁りあり、×；明らかに濁り
あり、の３段階で表した。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【発明の効果】本発明の添加剤は、塩素放出物質と共存
してもこれを分解しにくく、さらに優れた金属イオン捕
捉能を備えるとともに、界面活性剤との優れた相溶性を
有するものであり、塩素系洗浄剤用の添加剤として非常
に有用なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カルボキシル基及び末端スルホン酸基を有
   する重合体又はその塩からなることを特徴とする塩素系
   洗浄剤用添加剤。
2. 【請求項２】前記重合体又はその塩の重量平均分子量が
   ５００〜２００，０００である請求項１記載の塩素系洗
   浄剤用添加剤。
3. 【請求項３】請求項２記載の添加剤を含有することを特
   徴とする塩素系洗浄剤。