JP2005097603A - 液体洗浄剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (a)陰イオン界面活性剤、(b)アルカリ金属の炭酸塩等、特定の水溶性無機塩、(c)水、(d)重量平均分子量3000〜800万の水溶性安定化ポリマー、(e)重量平均分子量3000未満の水混和性有機溶剤を特定比率で含有し、体積平均粒径0.1〜20μmの、界面活性剤を含有する液滴が存在し、界面活性剤相当分が10〜60質量%、(b)の量が界面活性剤の少なくとも一部を組成物中に析出させる量以上、(b)/(c)質量比が10/90〜60/40であり、粘度が10〜2000mPa・sである液体洗浄剤組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明の液体洗浄剤組成物は、(a)成分として、陰イオン界面活性剤を0.1〜50質量%含有する。洗浄性能、安定性、溶解性の点で、0.5〜40質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましい。
(a1)平均炭素数10〜20のアルキル基を有するアルキルベンゼンスルホン酸塩。
(a2)平均炭素数10〜20の直鎖1級アルコール又は直鎖2級アルコール由来のアルキル基又は分岐アルコール由来のアルキル基を有し、1分子内に平均0.5〜6モルのエチレンオキサイド(以下、EOと表記することもある)を付加したアルキルエーテル硫酸エステル塩。
(a3)平均炭素数10〜20のアルキル基又はアルケニル基を有するアルキル又はアルケニル硫酸エステル塩。
(a4)平均炭素数8〜20の脂肪酸塩。
本発明の液体洗浄剤組成物は、(b)成分として、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属のケイ酸塩、アルカリ金属の硫酸塩、及びアルカリ金属の塩化物から選ばれる少なくとも1種の水溶性無機塩を、好ましくは25℃の組成物において、界面活性剤の少なくとも一部を析出(塩析)させる量以上で含有する。(b)成分の具体的な含有量は、組成物中、洗浄性能、安定性、溶解性の点で、5〜40質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましく、10〜25質量%が更に好ましい。なお、(b)成分について、水溶性とは、25℃のイオン交換水に10g/L以上溶解することをいう。(b)成分は、(a)成分の陰イオン界面活性剤の少なくとも一部を水中で析出(塩析)させる量を超える量で配合されることが好ましい。
本発明の液体洗浄剤組成物は、(c)成分として、水を15〜80質量%含有する。洗浄性能、安定性、溶解性の点で、15〜70質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましく、30〜50質量%が更に好ましい。
本発明の液体洗浄剤組成物は、(d)成分として、重量平均分子量3000〜800万の水溶性安定化ポリマーを0.1〜10質量%含有する。安定性、溶解性の点で、0.2〜8質量%が好ましく、0.3〜7質量%がより好ましく、0.5〜5質量%が更に好ましい。
セグメント(イ)は、ポリマー鎖であることが好ましく、セグメント(ロ)は、ポリマー鎖又は有機基であることが好ましい。
セグメント(イ)は、アニオン性基又はその塩を構成単位中に有するポリマー鎖であることが好ましく、カルボキシ基又はその塩を構成単位中に有するポリマー鎖であることが更に好ましく、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基又はこれらの塩が含まれていても良い。
リン酸基もしくはホスホン酸基又はその塩を有する部位には、リン酸基又はその塩を有するビニルモノマーの(共)重合体が好ましい。
セグメント(ロ)は、(ロ1)非イオン性のポリマー鎖、(ロ2)有機基が挙げられる。
有機基としては、好ましくは炭素数8〜30、更に好ましくは炭素数12〜22の炭化水素基であり、特に好ましくはこれら炭素数を有する直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基である。このような炭化水素基は、当該炭化水素基を有するモノマーにより導入される。かかるモノマーとしては以下のものが挙げられる。
ポリアルキレングリコール(メタ)アクリル酸エステルとカルボキシ基又はその塩を有するビニルモノマーとの共重合体が更に好ましく、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸又はその塩との共重合体が特に好ましい。例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸又はその塩との共重合体、ポリ(エチレングリコール/プロピレングリコール)モノ(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸又はその塩との共重合体等が、好ましく挙げられる。
反応性不飽和基を有するポリアルキレングリコールエーテルと(メタ)アクリル酸又はその塩及び/又はマレイン酸系モノマーとの共重合体が好ましい。例えば、ポリエチレングリコールアリルエーテルとマレイン酸(又はその塩)との共重合体が挙げられる。
例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリ(エチレングリコール/プロピレングリコール)中でアクリル酸とマレイン酸又はそれらの塩とをラジカル重合して得られるグラフトポリマーが好ましく挙げられる。
好ましくは(メタ)アクリル酸又はその塩をラジカル重合して得られるブロックポリマーが挙げられる。
好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸又はその塩と、末端に水酸基を有するポリエチレングリコールを脱水反応によって連結して得られるグラフトポリマーが挙げられる。
(メタ)アクリル酸又はその塩と炭素数8〜30のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体が、好ましく挙げられる。
本発明の液体洗浄剤組成物は、JIS K 3362:1998記載の界面活性剤相当分が10〜60質量%であり、洗浄性能、溶解性の点で15〜50質量%が好ましく、20〜45質量%がより好ましく、20〜40質量%が更に好ましい。界面活性剤は、(a)成分、後述の(g)成分の非イオン界面活性剤、(h)成分の陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤等であり、特に後述の(g)非イオン界面活性剤と(a)成分を組み合わせることが洗浄性能、溶解性の点で好ましい。また、界面活性剤相当分100質量部中、(a)成分と(g)成分の合計は、70〜100質量部、更に80〜100質量部であることが好ましい。
洗浄性能の点で、更に(f)カルシウム捕捉量200〜600CaCO3mg/g且つカルシウム安定度定数2〜10である分子量1000以下のキレート剤〔以下、(f)成分という〕を含有することが好ましい。
緩衝液として0.1mol/リットルのNH4Cl-NH4OH (pH10.0)溶液を調製する。この緩衝液を用いて全ての試料溶液を調製する。Ca2+濃度の測定にはオリオン(株)製のイオンメーター920AとCa2+イオン電極を用いる。先ず、塩化カルシウム濃度と電極の電位の関係を求め、検量線を作成する。塩化カルシウムの5.36×10-2mol/リットル溶液、キレート剤試料の5.36×10-4mol/リットル溶液を調製する。キレート剤試料溶液100mlに塩化カルシウム溶液を1ml加え、5分間撹拌する。残存しているCa2+濃度を、Ca2+イオン電極を用いて測定する。キレート剤はCa2+と1:1でキレート錯体を形成すると仮定して下記の式からカルシウム安定度定数(Ca安定度定数)を求める。
溶液は全て以下の緩衝液を用いて調製する。また、適宜カルシウムイオン電極を用いた。
緩衝液:0.1M-NH4Cl-NH4OH buffer (pH10.0)
(1)検量線の作成
標準カルシウムイオン溶液を作製し、図1の如きカルシウムイオン濃度の対数と電位の関係を示す検量線を作成する。
(2)カルシウムイオンの捕捉量の測定
100mlメスフラスコに約0.1gのサンプル(キレート剤)を秤量し、上記の緩衝液でメスアップする。これに、20000ppm(CaCO3換算)に相当するCaCl2水溶液(pH10.0)をビュレットから滴下する(ブランクも測定する)。
滴下は、CaCl2水溶液を0.1〜0.2mlずつ加えて行い、その時の電位を読み取り、図1の検量線よりカルシウムイオン濃度を求める。図2中のサンプルの滴下量Aにおけるカルシウムイオン濃度がサンプルのカルシウムイオン捕捉量となる。
本発明の液体洗浄剤組成物は、洗浄性能、安定性の向上の点で、(g)成分として、非イオン界面活性剤を40質量%以下含有することが好ましく、1〜40質量%がより好ましく、5〜35質量%が更に好ましく、10〜30質量%が特に好ましい。
〔式中、R1は平均炭素数8〜20、好ましくは10〜18の、一級及び/又は二級アルコールより水酸基を除いた残基である、アルキル基及び/又はアルケニル基を示す。EOはエチレンオキシ基を示す。mは平均値であり5〜20の数を示す。〕
〔式中、R2は平均炭素数8〜20、好ましくは10〜18の、一級及び/又は二級アルコールより水酸基を除いた残基である、アルキル基及び/又はアルケニル基を示す。EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基を示す。kは平均値であり5〜15の数、lは平均値であり1〜5の数を示す。なお、EOとPOはランダム付加、又はEOを付加した後、POを付加したブロック付加、若しくはその逆のようなブロック付加の何れでもよい。〕
〔式中、R3は平均炭素数8〜20、好ましくは10〜18の、一級及び/又は二級アルコールより水酸基を除いた残基である、アルキル基及び/又はアルケニル基を示す。EO、POは前記の意味を示す。p、q、rは、平均付加モル数であり、p>0、q=1〜4、r>0となる数を示し、p+q+r=6〜14、p+r=5〜12である。好ましくはp+q+r=7〜14、p+r=6〜12、q=1〜2である。〕
〔式中、R4は直鎖又は分岐鎖の炭素数8〜18のアルキル基、アルケニル基、又はアルキルフェニル基、R5は炭素数2〜4のアルキレン基、Gは炭素数5又は6の還元糖に由来する残基、xは平均値であり0〜6の数、yは平均値であり1〜10の数を示す。〕
本発明の液体洗浄剤組成物は、任意成分として、パラトルエンスルホン酸、安息香酸塩(防腐剤としての効果もある)などの可溶化剤;ポリビニルピロリドンなどの色移り防止剤;塩化カルシウム、硫酸カルシウム、ギ酸、ホウ酸(ホウ素化合物)などの酵素安定化剤;チノパールCBS−X(チバスペシャリティケミカルス社製)などの蛍光染料;柔軟性付与を目的としたシリコーン;消泡剤としのてシリカ、シリコーン;ブチルヒドロキシトルエン、ジスチレン化クレゾールなどの酸化防止剤;そのほか蛍光染料;青味付け剤;香料;抗菌防腐剤;酵素;着色剤などを含有することができる。
(I−1)実施例1〜14
全量で300gになるように、500ccビーカー(内径90mm)中に、表1の組成の全成分を量り採り、20℃水浴中で、ホモミキサー(TKロボミックスfモデル、TKホモミクサー MARKII 2.5型攪拌部、特殊機化社製)にて、9000r/min、10分攪拌を行い、液体洗浄剤組成物を調製した。
全量で300gになるように、500ccビーカー(内径90mm)中に、表1の組成の全成分を量り採り、20℃水浴中で、攪拌羽根(SUS製、45°ピッチドバドル 4枚羽根、羽根の幅10mm、直径60mm)にて、300r/min、10分攪拌を行い、液体洗浄剤組成物を調製した。なお、羽根の位置は、ビーカーの底部より液高さの1/3の箇所とした。
全量で300gになるように、500ccビーカー(内径90mm)中に、表1の組成の全成分を量り採り、20℃水浴中で、攪拌羽根(SUS製、45°ピッチドバドル 4枚羽根、羽根の幅10mm、直径60mm)にて、均一透明になるまで攪拌を行い、液体洗浄剤組成物を調製した。なお、羽根の位置は、ビーカーの底部より液高さの1/3の箇所とした。
全量で300gになるように、500ccビーカー(内径90mm)中に(e)成分とクエン酸を除いた成分を測り取り、20℃水浴中で、撹拌羽根(SUS製、45°ピッチドパドル 4枚羽根、羽根の幅10mm、直径60mm)にて、均一透明になるまで撹拌を行った。次に、同一撹拌条件でクエン酸を3g/minの速度で添加し、アルキルベンゼンスルホン酸の液晶を析出させた。更に(e)成分を混合し、同一撹拌条件で30分撹拌を行い、液体洗浄剤組成物を調製した。これらは、LAS液晶分散系に(f)成分が分散した系である。
上記で調製された液体洗浄剤組成物の溶解性、襟汚れの洗浄力の評価を行った。また、組成物中の液滴の体積平均粒径を以下の方法で測定した。それらの結果を表1に示す。なお、比較例1、2、4、5の組成物は2層分離しているため、使用直前に手で振盪して用いた。
組成物をメタルコンタクト法で急速凍結させた後、光学顕微鏡用ダイヤモンドナイフを用いてクライオミクロトームで断面を作製し、Cryo-SEMで試料断面の観察を行い、液滴の体積平均粒径を測定した。装置は、電界放射形走査電子顕微鏡(日立製作所製、S-4000)、クライオユニット(日立製作所製)、ウルトラミクロトーム(LKB社製、LKB2188 Ultrotome Nova)、クライオユニット(LKB社製)を用いた。表中、比較例1、2、4、5の体積平均粒径は、使用直前に手で振盪した組成物についてのものである。
(1)1穴ホールスライドガラス(MATSUNAMI製)のホール部分に0.05gサンプルを載せる。
(2)スライドガラスをSUS円柱(直径5cm、高さ20cm)の上部にセットし、動かないよう輪ゴムで固定する。この際、スライドガラスの一方の端が、円柱の端に接する様にする。
(3)2Lビーカー(IWAKI製)にスターラーピース(直径8mm、長さ40mm)を入れ、マグネティックスターラー(島津製マグネティックスターラーSST172)上に設置し、5℃の水道水を1.5L入れる。
(4)(2)で用意したものを(3)の水中にゆっくりと沈める。その際、スライドガラス上のサンプルが生じる水流によって流れないよう注意する。円柱はビーカーの内壁にほとんど接する位置に置き、さらにプレパラートが中心方向に向くようセットする。
(5)500r/minで撹拌を開始し、プレパラート上のサンプルがすべて液中に流出するまでの時間を測定する。測定は5回行い、その平均値を溶出時間とする。
(襟あか布の調製)JIS K3362:1998 記載の襟あか布を調製する。
(洗浄条件及び評価方法)JIS K 3362:1998記載の衣料用合成洗剤の洗浄力評価方法に準じ、表1の液体洗浄剤組成物と洗浄力判定用指標洗剤の洗浄力を比較した。表1の液体洗浄剤組成物の使用濃度を1.33g/Lとした。
実施例1〜14の液体洗浄剤組成物を50℃で1カ月保存したが、上層部分に透明な分離層は観察されなかった。また、保存後の液滴の体積平均粒径はいずれも1〜20μmの範囲にあった。これに対し、比較例1、2、4、5は分離が見られた。これは、比較例1、4は、液滴径が大きく、経時的に液滴が合一しやすいためと考えられる。また、比較例2、5は安定化ポリマーが配合されていないため、やはり経時的な液滴の合一を抑制できないものと考えられる。
・非イオン界面活性剤(1):炭素数10〜14の1級アルコールにEOを平均8モル付加させたもの
・非イオン界面活性剤(2):炭素数12〜14の2級アルコールにEOを平均7モル付加させたもの
・非イオン界面活性剤(3):炭素数10〜14の1級アルコールにEOを平均7モル、プロピレンオキサイド(以下、POという)を平均2モル、EOを平均3モルの順にブロック付加させたもの
・非イオン界面活性剤(4):炭素数12〜14の2級アルコールにEOを平均9モル、POを平均1モルの順にブロック付加させたもの
・陰イオン界面活性剤(1):ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩(炭素数10〜14の直鎖アルキル、EO平均付加モル数3、ナトリウム塩)
・陰イオン界面活性剤(2):炭素数10〜14の直鎖アルキルベンゼンスルホン酸
・陰イオン界面活性剤(3):脂肪酸、ルナックL−55(花王株式会社製)
・ゼオライト:トヨビルダー(東洋曹達株式会社製)
・POEモノフェニルエーテル:ポリオキシエチレンモノフェニルエーテル(EO平均3モル付加)
・ポリマー(1):ポリエチレングリコールモノメタクリル酸エステル(EO平均付加モル数90)/メタクリル酸=50/50(質量比)共重合体(重量平均分子量5万;GPCによる測定、ポリエチレングリコール換算)
・ポリマー(2):ポリアクリル酸(重量平均分子量1.5万;GPCによる測定、ポリエチレングリコール換算)
・ポリマー(3):特開平10-60476号公報の4頁段落0020の合成例1の方法で合成した高分子化合物(重量平均分子量10000;GPCによる測定、ポリエチレングリコール換算)
・ポリマー(4):ポリエチレングリコール(重量平均分子量10000)
ポリマー(5)は、下記合成例1で合成されたポリマー溶液(1)を使用した。また、液体洗浄剤組成物への配合にあたっては、重合反応が完全に進行したものとしてポリマー溶液中のポリマーの含有率を求め、ポリマーの質量に換算して配合した。
イオン交換水122g、プロピレングリコール122gを窒素雰囲気下で80℃に昇温したところに、メトキシポリエチレングリコール(EO付加モル数90)モノメタクリル酸エステル(NK−エステルM−900G、新中村化学(株)製)150g、メタクリル酸150g、2−メルカプトエタノール4.2gをイオン交換水50gとプロピレングリコール100gの混合液に溶解したものと、過硫酸ナトリウム4.2g、35%過酸化水素水1.7gをイオン交換水50gに溶解したものとを、80〜85℃に保ちながら、別々に2時間かけて滴下し、その後80℃に保ちながらさらに4時間攪拌を続けた。これを冷却してポリマー溶液(1)を得た。
溶離液:0.2Mリン酸緩衝液(pH6.9)/アセトニトリル=9/1(容量比)、
検出器:示差屈折率計、
温度:40℃、
標準:ポリエチレングリコール
測定濃度:5mg/ml、
注入量:100μl
ポリマー(6)は、下記合成例2で合成されたポリマー溶液(2)を使用した。また、液体洗浄剤組成物への配合にあたっては、重合反応が完全に進行したものとしてポリマー溶液中のポリマーの含有率を求め、ポリマーの質量に換算して配合した。
(2−1)オートクレーブ内にエチレングリコールモノアリルエーテル(日本乳化剤(株)製)350質量部、および水酸化カリウム3.9質量部を入れ、系内の空気を窒素に置換してから密封し、攪拌しながら加熱し、内温を130℃、内圧を0.08MPaに保った。ここに、EOの導入を開始し、内温が150℃を越えず、内圧が0.4MPaを超えないように徐々に導入した。発熱による内温の上昇が見られなくなってから、内温を150℃、内圧を0.4MPaに保ってEOの導入を続け、最終的に5736質量部のEOをおよそ4.5時間掛けて導入した。続いて内温を150℃に保って約30分間攪拌を続けた。その後内温を80℃に下げて生成物を抜き出し、室温に冷やして白色ワックス状固体を得た。GPC測定を行ったところ、重量平均分子量は2530であった。EOやPOの付加重合反応は、ステンレススチール製のオートクレーブ中で行った。触媒に用いた水酸化カリウムは工業用グレードの板状ペレットであり、純度約96質量%(他は主に水分)である。
・蛍光染料:チノパールCBS−X(チバスペシャリティケミカルズ製)
なお、表中の組成物のpH(JIS K 3362:1998、20℃)は、何れも6〜12であった。
Claims (5)
- (a)陰イオン界面活性剤0.1〜50質量%、(b)アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ金属のケイ酸塩、アルカリ金属の硫酸塩、及びアルカリ金属の塩化物から選ばれる少なくとも1種の水溶性無機塩、(c)水15〜80質量%、(d)重量平均分子量3000〜800万の水溶性安定化ポリマー0.1〜10質量%、(e)重量平均分子量3000未満の水混和性有機溶剤0.1〜20質量%を含有し、組成物中に体積平均粒径0.1〜20μmの、界面活性剤を含有する液滴が存在し、JIS K 3362:1998記載の界面活性剤相当分が10〜60質量%であり、(b)の量が界面活性剤の少なくとも一部を組成物中に析出させる量以上であり、(b)と(c)の質量比が(b)/(c)=10/90〜60/40であり、粘度が10〜2000mPa・s(B型粘度計、60r/min、60秒、20℃)である液体洗浄剤組成物。
- JIS K 3362:1998記載の方法による20℃のpHが6〜12である請求項1記載の液体洗浄剤組成物。
- 更に(f)カルシウム捕捉量200〜600CaCO3mg/g且つカルシウム安定度定数2〜10である分子量1000以下のキレート剤を含有する請求項1又は2記載の液体洗浄剤組成物。
- (g)非イオン界面活性剤の含有量が1〜40質量%である請求項1〜3の何れか1項記載の液体洗浄剤組成物。
- (a)と(g)の質量比が、(a)/(g)=1/50〜10/1である請求項4記載の液体洗浄剤組成物。
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