JP2007016246A - ポリオキシアルキレン界面活性剤 - Google Patents

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トーマス、アンソニー、クリープ
Daniel Stedman Connor
ダニエル、ステドマン、コナー
Phillip Kyle Vinson
フィリップ、キール、ビンソン
Laurent James C T R Burckett-St
ジェームズ、チャールズ、テオフイル、ロージャー、ブルケット‐セント、ローレント
Kenneth William Willman
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    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66Non-ionic compounds
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    • C11D1/66Non-ionic compounds
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Abstract

【課題】クリーニング組成物、特に顆粒および液体洗剤組成物有用で、他の界面活性剤との処方にも適た界面活性剤を提供するとともに、特に低い水温洗浄条件を使う洗濯プロセスに用いられる洗剤組成物向けとして、改善された界面活性剤系を提供する。
【解決手段】特に顆粒および液体洗剤組成物に有用な界面活性剤として、中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤0.001〜99重量%、及び洗剤補助成分1〜99.999重量%を含んだ漂白洗浄剤組成物が得られた。
【選択図】なし

Description

発明の分野
本発明は、洗濯およびクリーニング組成物、特に顆粒および液体洗剤組成物に有用な中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤に関する。これらの界面活性剤は、特に低い水温洗浄条件を使う洗濯プロセスに用いられる洗剤組成物向けとして、改善された界面活性剤系を供する、他の界面活性剤との処方にも適している。本発明は、界面活性剤混合物での使用に適した、新規な中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤にも関する。
発明の背景
慣用的な洗浄界面活性剤は、水溶性置換基(親水基)および親油性置換基(疎水基)を有する分子からできている。このような界面活性剤は、約10〜約20の炭素原子を通常含むアルキル、アルケニルまたはアルカリール疎水性部分に結合された、カルボキシレート、サルフェート、スルホネート、アミンオキシド、ポリオキシエチレンなどのような親水基から典型的にできている。したがって、このような界面活性剤の製造業者は、望ましい親水性部分が化学的手段により結合されうる、疎水性部分基の供給源を入手しなければならない。疎水性部分基の最も初期の供給源は天然油脂であって、これは塩基でのケン化により石鹸(即ち、カルボキシレート親水性物質)に変換された。ココナツ油およびパーム油は、アルキルサルフェート(“AS”)クラスの界面活性剤を製造するためだけでなく、石鹸を製造するためにもなお用いられている。他の疎水性物質は、アルキルベンゼンスルホネート界面活性剤(“LAS”)を製造するために用いられるアルキル化ベンゼンを含めて、石油化学製品から入手することができる。
文献では、ある分岐疎水性物質がアルキルサルフェート洗浄界面活性剤の製造に際して有利に用いられる、と述べている;例えば、1969年11月25日付deWittらのU.S.3,480,556参照。しかしながら、その’556特許明細書に記載されたβ‐分岐界面活性剤は、それらのクラフト温度で証明されるように、ある溶解パラメーターの面で劣ることがわかった。疎水性物質の炭素鎖の中心の方で分岐を有する界面活性剤は、かなり低いクラフト温度を有することが、更にわかった。"The Aqueous Phase Behavior of Surfactants", R.G. Laughlin,Academic Press,N.Y.(1994),p.347参照。
通常、アルキルサルフェートは洗浄界面活性剤の業者に周知である。アルキルサルフェートは伝統的な石鹸界面活性剤に対する機能的改善として開発され、改善された溶解度および界面活性剤特徴を有することがわかった。直鎖アルキルサルフェートはアルキルサルフェート界面活性剤の中で最も汎用され、最も入手しやすい。例えば、タローアルキルサルフェートのような長い直鎖のアルキルサルフェートが洗濯洗剤に用いられてきた。しかしながら、これらは、特に低い洗浄温度という傾向に関して、重大なクリーニング性能面での制限を有している。
前記のように、2‐アルキルまたは“β”分岐アルキルサルフェートも知られている。前記U.S.3,480,556に加えて、更に最近になり、1991年7月31日付で公開されたEP439,316および1995年11月29日付で公開されたEP684,300でも、これらのβ‐分岐アルキルサルフェートについて記載している。分岐アルキルサルフェートの分野における他の最近の科学文献にはR.Varadaraj et al.,J.Phys.Chem.,Vol.95,(1991),pp.1671-1676があり、アルキルサルフェートを含めた様々な“直鎖 Guerbet”および“分岐Guerbet”クラス界面活性剤の表面張力について記載している。“直鎖 Guerbet”タイプは本質的に“Y字形”であって、その2位分岐は下記のように長い直鎖である:
Figure 2007016246
上記式中Zは例えばOSONaである。“分岐 Guerbet”タイプも同様に2位で分岐しているが、下記のような追加分岐置換も有している:
Figure 2007016246
上記式中Zは例えばOSONaである。3および4つのメチル分岐を各々有するC12およびC13アルキルサルフェートを含めた界面活性剤の起泡データに関する、Varadaraj et al., J.Colloid and Interface Sci., Vol.140,(1990),pp.31-34 も参照(特に32頁目参照)。
公知のアルキルサルフェートには以下もある:
1.例えばMobil Corp. に譲渡された米国特許第5,245,072号明細書に記載されたような、プロピレンまたはn‐ブチレンオリゴマーでオキソ反応により作られたアルコールから誘導される一級アルキルサルフェート;
2.オレイル含有脂質から誘導される一級アルキルサルフェート、例えばいわゆる“イソステアリル”タイプ;あるイソステアリルアルコールおよびエトキシル化イソステアリルアルコール、並びにナトリウムイソステアリルサルフェートのような対応アルキルサルフェートを製造するためのそれらの硫酸化について記載している、1990年12月12日付で公開され、Henkelに譲渡された、EP401,462A参照;
3.一級アルキルサルフェート、例えばプロピレンを酸触媒でオリゴマー化してからオキソ反応により誘導されるいわゆる“トリデシル”タイプ;
4."Neodol"または"Dobanol" プロセスアルコールから誘導される一級アルキルサルフェート:これらは直鎖内部オレフィンのオキソ産物であるか、または直鎖α‐オレフィンのオキソ産物である。そのオレフィンはエチレンオリゴマー化により誘導されてα‐オレフィンを形成するが、これは直接用いても、または内部オレフィンに異性化して複分解させ、異なる鎖長の内部オレフィンにしてもよい;
5."Neodol"または"Dobanol" アルコールを作るために通常用いられるものとは異なる原料から誘導された内部オレフィンにおいて"Neodol"または"Dobanol" タイプ触媒の使用から誘導される一級アルキルサルフェート(内部オレフィンは石油からパラフィンの脱水素により誘導される);
6.内部オレフィンで慣用的(例えば、高圧、コバルト触媒)オキソ反応から誘導される一級アルキルサルフェート(内部オレフィンは石油からパラフィンの脱水素により誘導される);
7.α‐オレフィンで慣用的(例えば、高圧、コバルト触媒)オキソ反応から誘導される一級アルキルサルフェート;
8.Procter & Gamble Co.から市販されているような天然直鎖脂肪アルコールから誘導される一級アルキルサルフェート;
9.Albemarle から市販されているような Zieglerアルコールから誘導される一級アルキルサルフェート;
10.ノルマルアルコールとGuerbet 触媒との反応から誘導される一級アルキルサルフェート(この周知触媒の機能は、すべて1つの反応“ポット”において、2モルのノルマルアルコールを対応アルデヒドに脱水素して、それらをアルドール縮合で縮合させ、α‐、β‐不飽和アルデヒドであるその産物を脱水して、その後2‐アルキル分岐一級アルコールに水素化することである);
11.2,4,4′‐トリメチル‐1‐ペンテンを形成させ、そのアルデヒドに対するオキソ反応、アルドール二量化、脱水および還元からアルコールを得るといった、イソブチレンの二量化から誘導される一級アルキルサルフェート;
12.α‐または内部オレフィンへの硫酸付加から誘導される二級アルキルサルフェート;
13.(a)パラフィンを酸化して脂肪カルボン酸を形成させ、(b)そのカルボン酸を対応一級アルコールに還元するステップによる、パラフィンの酸化から誘導される一級アルキルサルフェート;
14.二級アルコールを形成させるパラフィンの直接酸化から誘導される二級アルキルサルフェート;
15.典型的にはオレフィンのオキソ反応、アルドール二量化、脱水および水素化により様々な可塑剤アルコールから誘導される一級または二級アルキルサルフェート(適切なオキソ触媒の例は、慣用的なCo、または最近ではRh触媒である);および
16.直鎖一級タイプ以外の一級または二級アルキルサルフェート、例えば天然資源から単離されたフィトール、ファルネソール。
しかしながら、このような公知のアルキルサルフェート以外にも様々な他の可能なアルキルサルフェート化合物および混合物があり、その物理的性質がそれらを洗濯洗剤界面活性剤として有用にさせたりまたはさせなかったりしている。
(I)〜(XI)は可能なバリエーションの一部を示しているだけである(塩は通常のナトリウム塩としてのみ示されている)。
Figure 2007016246
これらの構造はこの分野の用語を説明するためにも有用である:(I)は“直鎖”アルキルサルフェートである。(I)は“一級”アルキルサルフェートであり、対照的に (VII)は“二級”アルキルサルフェートである。(II)も“一級”アルキルサルフェートであるが、それは“分岐”している。分岐はいわゆる“直鎖 Guerbet”アルキルサルフェートの場合のようにもっぱら“2位”である:炭素位置の番号付けは慣例的にC1から始めるが、それは硫酸部分に共有結合された炭素原子である。(III) は、eが1以上の数値を有する整数であるとき“非2位分岐”のみを有した、一連の分岐アルキルサルフェートのいずれか1つを表すために用いられる。従来からの知識によると、少くとも直鎖界面活性剤化合物の場合には、炭化水素部分は良好な洗浄力を獲得するために少くとも12、好ましくはそれ以上の炭素原子を有する必要がある。インデックスa、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、qは、原則として、この必要性を満たすように調整できる。化合物(VIII)は天然分岐アルコールのフィトールから誘導されるアルキルサルフェートである。化合物(IX)は高度分岐アルキルサルフェートであって、例えば、イソブチレンを二量化して、その生成物でオキソ反応を行い、その後Guerbet またはAldol 縮合により誘導されるアルコールを硫酸化することにより作られる。化合物(X)はq=14のときイソステアリルアルキルサルフェートである;もう1つのいわゆる“イソステアリル”アルキルサルフェートは一般構造(III) を有する‐このような化合物、即ち(III) でd+e=14の化合物は、18の炭素原子を有するオレイン酸の二量化によるモノマー副産物から誘導されるアルコールを硫酸化することにより作られる。化合物(XI)は“ネオ”アルキルサルフェートである。(XII) および(XIII)は、"vicinal”(XII)および"geminal" または"gem"(XIII) ジメチル分岐を各々表す構造である。このような構造は、原則として、アルキルサルフェートおよび他の界面活性剤で生じうる。更に、慣用的なアルキルサルフェートは飽和でもまたは不飽和でもよい。例えば、ナトリウムオレイルサルフェートは不飽和アルキルサルフェートである。オレイルサルフェートのような不飽和アルキルサルフェートは比較的高価であり、および/または、洗剤処方物、特にブリーチを含有したものとは比較的適合しない。
上記構造的バリエーションに加えて、疎水性部分に四級炭素原子を有する、複合的な高度分岐一級アルキルサルフェート混合物は、例えば酸触媒ポリガス反応で作られたオキソアルコールの硫酸化により製造しうる;しかも、多くの分岐アルキルサルフェートで可能な立体異性は種類の数を更に増加させる;市販アルキルサルフェートは対応アルコール、硫酸ナトリウムのような無機塩、炭化水素、およびそれら合成の環式副産物を含めた不純物を含有することがある。
1つの公知物質はナトリウムイソステアリルサルフェートであって、これは直鎖アルキル主鎖に沿ってメチルおよび/またはエチル分岐をもつ混合物であり、分子全体における炭素総数は約18である。このイソステアリル“混合物”は、分岐をコントロールできずに原料の供給源に応じて異なるプロセスにより、天然原料(即ち、トール油、大豆など)から低収率で製造される。1990年12月12日付で公開され、Henkelに譲渡された、EP401,462では、あるイソステアリルアルコールおよびエトキシル化イソステアリルアルコール、並びに“ナトリウムイソステアリルサルフェート”(CAS 34481-82-8 、ときには“ナトリウムイソオクタデシルサルフェート”と称される)のような対応アルキルサルフェートを製造するためのそれらの硫酸化について記載している。
更に、R.G.Laughlin,"The Aqueous Phase Behavior of Surfactants"(界面活性剤の水相挙動),Academic Press,N.Y.(1994),p.347では、分岐がアルキル疎水性部分の中心方向に2‐アルキル位から移動していくと、(15%溶液で)クラフト温度の低下がみられる、という観察を記載しているが、このような溶解度観察ではこれら化合物の界面活性力または洗剤組成物中への配合に際するそれらの利用性について何も開示していない。実際に、慣例および公開文献の双方によると、中間鎖領域における分岐の望ましさについてあいまいである。これには、望ましい分岐としてβ‐分岐アルキルサルフェートを記載した上記特許文献、並びに Finger et al., "Detergent alcohols - the effect of alcohol structure and molecular weight on surfactant properties"(洗剤アルコール‐界面活性剤の性質に対するアルコール構造および分子量の効果),J.Amer.Oil Chemist's Society,Vol.44,p.525 (1967) またはTechnical Bulletin,Shell Chemical Co.,SC: 364-80がある。これらの文献では、アルコールサルフェートで生じうる有害な構造的変化に関して、“CHの移動は小さな影響を有する”と述べている。表に示されたデータは、C13鎖長の未分岐一級アルコールサルフェートと比較して、29%のコットン洗浄力の減少、および77%の起泡減少を示している。更に、JP721232では、C11直鎖一級アルキルサルフェートを不特定分岐の分岐一級アルキルサルフェートに代えたときのネガティブな洗浄力について記載している。
加えて、K.R.Wormuth and S.Zushma,Langmuir,Vol.7,(1991),pp.2048-2053 では、Exxon により作られる高度分岐"Exxal" アルコールから誘導された、特に“分岐 Guerbet”タイプの、いくつかの分岐アルキルサルフェートに関するテクニカルな研究を記載している。フェースス研究では、次の
Figure 2007016246
のような親油性ランキング、即ち疎水性ランキングを確立した。その記載によると、分岐界面活性剤は直鎖界面活性剤ほど有効には油および水を混ぜない。効力ランキングは、
Figure 2007016246
である。これらの結果からみて、分岐アルキルサルフェートで更に改善させようとする開発に際してどの方向に向かうべきかが直ちにはわからないのである。
そのため、他に対する1つの純粋な界面活性剤化合物のクリーニング優越性をどのように発揮させるかという単純な技術的理論とは別に、洗濯洗剤用界面活性剤の開発および処方業者は制限された(ときには矛盾した)情報から様々な可能性をみいだして、界面活性剤の複合混合物の存在下における性能、低い洗浄温度の傾向、ビルダー、酵素およびブリーチを含めた処方の違い、消費者の癖および習慣の様々な違い、および生分解性の必要性を含めた様々な基準のうち1以上において全体的な改善を行えるように努力しなければならない。これらの予備説明で示される関係からみて、洗濯洗剤およびクリーニング製品向けに改善された界面活性剤の開発は明らかに複雑なチャレンジである。本発明は改善されたアルキルポリオキシアルキレン界面活性剤に関する。
以下の開示からわかるように、中間鎖分岐を含んだあるアルキルポリオキシアルキレン組成物は、クリーニング製品、特に冷却または冷水洗浄条件下(例えば、20〜5℃)で用いられる洗濯組成物における使用上好ましいことが、意外にもわかったのである。界面活性力が高くて、良好な低温水溶性を有した界面活性剤混合物を供する、これら中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の2種以上の組合せが好ましい。製造されるこれらの混合物は本発明の界面活性剤への使用上望ましい中間鎖分岐を含んでいるか、または本明細書に開示された界面活性剤混合物は望ましい量の個別的な中間鎖分岐界面活性剤を混合することにより処方できる。このように優れた混合物は他の中間鎖分岐界面活性剤との組合せに限定されず、(好ましくは)それらは1種以上の他の伝統的な洗剤界面活性剤(例えば、一級アルキルサルフェート、直鎖アルキルベンゼンスルホネート、直鎖アルキルエトキシル化サルフェート、ノニオン性界面活性剤など)と適切に組み合わせて、改善された界面活性剤系を提供してもよい。
これらの中間鎖分岐界面活性剤は比較的高純度で得られ、それらの商品化コストを業者に有利なものにさせる。適切な製品混合物は化石燃料資源を利用したプロセスから得られる(“化石燃料に由来する”または“化石燃料由来”という語句は、石炭、天然ガス、石油および他の石油化学製品由来“合成”界面活性剤を、生きた天然資源、例えば家畜またはヤシのような植物に由来するものから区別するために用いられている)。
1つのこのようなプロセスは分岐反応産物を供するようにデザインされ、これは主に(85%以上)α‐オレフィンであって、オキソ反応経路で疎水性物質に変換される。このような分岐α‐オレフィンは約11〜約18(平均)の総炭素原子を有して、10〜18範囲の平均長さを有した直鎖を含んでいる。分岐は主にモノメチルであるが、一部ジメチルおよび一部エチルの分岐が存在してもよい。有利なことに、このようなプロセスではほとんど(1%以下)gem-分岐を、即ち、あるにしても、ほとんど“四級”炭素置換を生じない。更に、ほとんど(約20%以下)vic-分岐も生じない。もちろん、後のオキソプロセスで用いられる全原料のうち一部(約20%)は未分岐のままでもよい。典型的には、好ましくは、クリーニング性能および生分解性の観点から、このプロセスでは平均分岐数(最長鎖ベース)で0.4〜2.5範囲のα‐オレフィンを供するが、分岐物質のなかにおいて、分岐物質の最長鎖の1、2位炭素または末端(オメガ)炭素に結合された分岐部分は本質的に存在しない。
分岐鎖α‐オレフィンの形成および精製後に、原料はオキソカルボニル化プロセスに付される。このオキソステップでは、二重結合をその最初の位置から移動させない触媒(例えば、慣用的なコバルトカルボニル)が用いられる。これは(最終的に、好ましい界面活性剤を少なくさせる)ビニリデン中間体の形成を避けて、カルボニル化を#1および#2炭素原子で進行させる。
したがって、本発明の目的は、クリーニング組成物で有用な14.5より多い炭素原子を有した中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンノニオン性界面活性剤を提供することである。本発明のもう1つの目的は、低い使用温度で大きな界面活性力、水硬度に対する抵抗性の増加、界面活性剤系で大きな効力、布帛から油または体汚れの改善された除去性、洗剤酵素との改善された適合性などを含めて、1以上の利点を有したクリーニング組成物を提供するために、他の界面活性剤と一緒に処方しうる中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の混合物を提供することである。
1969年11月25日付deWittらのU.S.3,480,556、1991年7月31日付で公開されたLever のEP439,316、および1995年11月29日付で公開されたLever のEP684,300では、β‐分岐アルキルサルフェートについて記載している。EP439,316では、特定の市販C14/C15分岐一級アルキルサルフェート、即ちLIAL145サルフェートを含有したある洗濯洗剤について記載している。これは2位に61%分岐を有していると考えられ、このうち30%は4以上の炭素原子を有する炭化水素鎖で分岐している。U.S.3,480,556では、10〜90部の直鎖一級アルキルサルフェートと、90〜10部の下記式のβ‐分岐(2‐位分岐)一級アルコールサルフェートとの混合物について記載している:
Figure 2007016246
上記式中炭素原子の総数は12〜20であり、Rは9〜17の炭素原子を有する直鎖アルキル基であり、Rは1〜9の炭素原子を有する直鎖アルキル基である(67%の2‐メチルおよび33%の2‐エチル分岐が例示されている)。
前記のように、R.G.Laughlin,"The Aqueous Phase Behavior of Surfactants",Academic Press,N.Y.(1994),p.347では、分岐が2‐アルキル位からアルキル疎 水性部分の中心方向に移動するほど、クラフト温度の低下がみられる、という観察について記載している。Finger et al., "Detergent alcohols - the effect of alcohol structure and molecular weight on surfactant properties",
J.Amer.Oil Chemists' Society,Vol.44,p.525(1967)およびTechnical Bulletin,Shell Chemical Co.,SC: 364-80も参照
1989年11月23日付で公開されたUnileverのEP342,917Aでは、主なアニオン性界面活性剤がいわば“広範囲”のアルキル鎖長を有したアルキルサルフェートである界面活性剤系を含有した洗濯洗剤について記載している(その実験では混合ココナツおよび獣脂鎖長界面活性剤を使っているようである)。
米国特許第4,102,823号およびGB1,399,966では、慣用的なアルキルサルフェートを含有した他の洗濯組成物について記載している。
1975年7月2日付で公開されたMathesonらのG.B.特許第1,299,966号明細書では、界面活性剤系がナトリウムタローアルキルサルフェートおよびノニオン性界面活性剤の混合物から構成されている洗剤組成物を開示している。
メチル置換サルフェートには公知の“イソステアリル”サルフェートがある;これらは典型的には全部で18の炭素原子を有した異性サルフェートの混合物である。例えば、Henkelに譲渡されて、1990年12月12日付で公開されたEP401,462Aでは、あるイソステアリルアルコールおよびエトキシル化イソステアリルアルコール、並びにナトリウムイソステアリルサルフェートのような対応アルキルサルフェートを製造するためのそれらの硫酸化について記載している。K.R.Wormuth and S.Zushma,Langmuir,Vol.7 (1991),pp.2048-2053 (いくつかの分岐アルキルサルフェート、特に“分岐 Guerbet”タイプに関する技術的研究);R.Varadaraj et al.,J.Phys.Chem.,Vol.95 (1991),pp.1671-1676(アルキルサルフェートを含めた様々な“直鎖 Guerbet”および“分岐 Guerbet”クラス界面活性剤の表面張力について記載している);Varadaraj et al.,J.Colloid and Interface Sci.,Vol.140 (1990),pp.31-34 (各々3および4つのメチル分岐を含むC12およびC13アルキルサルフェートを含有した界面活性剤の起泡データに関する);Varadaraj et al.,Langmuir,Vol.6 (1990),pp.1376-1378(分岐アルキルサルフェートを含有した界面活性剤のミセル水溶液のミクロ極性について記載している)も参照。
“直鎖 Guerbet”アルコール、例えばEUTANOL G-16は、Henkelから入手できる。
プロピレンまたはn‐ブチレンオリゴマーでオキソ反応により作られたアルコールから誘導される一級アルキルサルフェートは、Mobil Corp. に譲渡された米国特許第5,245,072号明細書に記載されている。Mobil Oil Corp. に譲渡された米国特許第5,284,989号(強制的中間孔珪質酸性ゼオライトにより高温で低級オレフィンをオリゴマー化させて実質的に直鎖の炭化水素を生産するための方法)、双方ともMobil Oil Corp. の米国特許第5,026,933号および第4,870,038号(珪質酸性ZSM‐23ゼオライトにより高温で低級オレフィンをオリゴマー化させて実質的に直鎖の炭化水素を生産するための方法)も参照。
Surfactant Science Series,Marcel Dekker,N.Y.(様々な巻の中には“アニオン性界面活性剤”および“界面活性剤生分解性”と題されたものがあり、後者はR.D.Swisher,Second Edition,publ.1987,Vol.18 ;特に p.20-24“疎水基およびそれらの供給源”;pp.28-29“アルコール”;pp.34-35“一級アルキルサルフェート”およびpp.35-36“二級アルキルサルフェート”参照);CEH Marketing Research Report "Detergent Alcohols", R.F.Modler et al., Chemical Economics Handbook, 1993,609.5000-609.5002 ;Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Wiley,N.Y., 1991, "Alcohols,Higher Aliphatic",Vol.1,pp.865-913およびそこで引用された文献を含めた、アルキルサルフェートが典型的に作られる“高級”または“洗剤”アルコールに関する文献も参照。
発明の要旨
本発明は、下記式を有する1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン(好ましくは2種以上の混合物)約0.001〜約100%を含んだ界面活性剤組成物に関する:
Figure 2007016246
上記において、この式の分岐一級アルキル部分における炭素原子の総数(R、RおよびR分岐は含むが、EO/POアルコキシ部分の炭素原子は含まない)は14〜20である;更にこの界面活性剤混合物において、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく約17.5まで(好ましくは約15〜約17)の範囲内である;R、RおよびRは各々独立して水素およびC‐Cアルキル(好ましくはメチル)から選択されるが、但しR、RおよびRがすべて水素であることはなく、zが1であるとき、少くともRまたはRは水素ではない;wは0〜13の整数である;xは0〜13の整数である;yは0〜13の整数である;zは少くとも1の整数である;w+x+y+zは8〜14である;EO/POは例えばエトキシ(約0〜約30)、プロポキシ(約0〜約30)、ブトキシ(約0〜約30)などを含めたアルコキシ部分であり、好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択され、最も好ましくはエトキシである;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。(EO/PO)部分はmに相当する平均アルコキシル化度で分布していても、または正確にmに相当する単位数のアルコキシル化(例えば、エトキシル化および/またはプロポキシル化)を有した単一の特定鎖であってもよいと考えられる。
本発明には、好ましくは、
(a)前記式を有する1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤約0.001〜約99%、および
(b)1種以上の洗剤補助成分約1〜約99.999重量%
を含んでなる洗剤組成物、例えば布帛を洗濯する、皿を洗う、および硬質表面をクリーニングするために有用なものも更に包含している。
好ましくは、上記洗剤組成物は中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の混合物を含んでおり、その混合物は下記式を有する2種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを少くとも約2重量%含んでいる:
Figure 2007016246
またはその混合;上記式中a、b、dおよびeは整数であり、a+bは10〜16であり、d+eは8〜14であって、更に
a+b=10のとき、aは2〜9の整数、bは1〜8の整数である;
a+b=11のとき、aは2〜10の整数、bは1〜9の整数である;
a+b=12のとき、aは2〜11の整数、bは1〜10の整数である;
a+b=13のとき、aは2〜12の整数、bは1〜11の整数である;
a+b=14のとき、aは2〜13の整数、bは1〜12の整数である;
a+b=15のとき、aは2〜14の整数、bは1〜13の整数である;
a+b=16のとき、aは2〜15の整数、bは1〜14の整数である;
d+e=8のとき、dは2〜7の整数、eは1〜6の整数である;
d+e=9のとき、dは2〜8の整数、eは1〜7の整数である;
d+e=10のとき、dは2〜9の整数、eは1〜8の整数である;
d+e=11のとき、dは2〜10の整数、eは1〜9の整数である;
d+e=12のとき、dは2〜11の整数、eは1〜10の整数である;
d+e=13のとき、dは2〜12の整数、eは1〜11の整数である;
d+e=14のとき、dは2〜13の整数、eは1〜12の整数である;
この界面活性剤混合物において、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく約17.5までの範囲内である;EO/POは、好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択される、アルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。
本明細書に記載された界面活性剤混合物で使用の新規な中間鎖分岐一級アルコキシル化界面活性剤を提供することも、本発明の目的である。そのため、本発明は好ましくは下記式の新規なポリオキシアルキレン化合物にも関する:
Figure 2007016246
上記式中:aは2〜11の整数、bは1〜10の整数、a+bは12または13である;EO/POは、好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択される、アルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。
下記式のポリオキシアルキレン化合物も本発明では好ましい:
Figure 2007016246
上記式中:
dおよびeは整数であって、d+eは10または11である;更に
d+e=10のとき、dは2〜9の整数、eは1〜8の整数である;
d+e=11のとき、dは2〜10の整数、eは1〜9の整数である;
EO/POは、好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択される、アルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。
本明細書におけるすべてのパーセンテージ、比率および割合は、別記されないかぎり重量による。すべての温度は、別記されないかぎり摂氏度(℃)である。引用されたすべての文献は、関連箇所で、参考のため本明細書に組み込まれる。
発明の具体的な説明
本発明は中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤に関する。分岐界面活性剤組成物は、下記式を有する1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤を含んでいる:
Figure 2007016246
本発明の界面活性剤混合物は、直鎖一級ポリオキシアルキレン主鎖(即ち、アルコキシル化炭素原子を含んだ最長炭素直鎖)を有した分子を含んでいる。これらのアルキル主鎖は12〜19の炭素原子を含み、更にその分子は全部で少くとも14、但し20以下の炭素原子を有した分岐一級アルキル部分を含んでいる。加えて、界面活性剤混合物は、14.5より大きく約17.5までの範囲内で、分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数を有している。このため、本発明の混合物は、炭素原子12以上または炭素原子19以下の最長炭素直鎖を有する少くとも1種のポリオキシアルキレン化合物を含んでおり、分岐を含んだ炭素原子の総数は少くとも14でなければならず、更に分岐一級アルキル鎖における炭素原子の平均総数は14.5より大きく約17.5までの範囲内である。
例えば、主鎖に15の炭素原子を有するC16総炭素(アルキル鎖中)一級ポリオキシアルキレン界面活性剤はメチル分岐単位(R、RまたはRのうちいずれかはメチルである)を有していなければならず、そのとき分子中における炭素原子の総数は16である。
R、RおよびRは各々独立して水素およびC‐Cアルキル(好ましくは水素またはC‐Cアルキル、更に好ましくは水素またはメチル、最も好ましくはメチル)から選択されるが、但しR、RおよびRがすべて水素であることはない。更に、zが1であるとき、少くともRまたはRは水素ではない。
本発明界面活性剤組成物の目的にとり、上記式にはR、RおよびR単位がすべて水素である分子(即ち、直鎖非分岐一級ポリオキシアルキレン)を含まないが、本発明の組成物は少量であれば直鎖非分岐一級ポリオキシアルキレンを更に含んでいてもよいと考えられる。更に、この直鎖非分岐一級ポリオキシアルキレン界面活性剤は、本発明による必須の中間鎖分岐一級ポリオキシアルキレンを有した界面活性剤混合物を製造するために用いられるプロセスの結果として存在してもよく、あるいは洗剤組成物を処方する目的では、少量の直鎖非分岐一級ポリオキシアルキレンが最終製品処方物中に混入していてもよい。
更に、非アルコキシル化中間鎖分岐アルコールも本発明のポリオキシアルキレン含有組成物において少量であれば存在していてよいと、同様に考えられる。このような物質はポリオキシアルキレン界面活性剤を製造するために用いられるアルコールの不完全アルコキシル化の結果として存在してもよく、あるいはこれらのアルコールは本発明による中間鎖分岐ポリオキシアルキレン界面活性剤と一緒に本発明の洗剤組成物に別に加えてもよい。
更に上記式に関して、wは0〜13の整数である;xは0〜13の整数である;yは0〜13の整数である;zは少くとも1の整数である;w+x+y+zは8〜14の整数である。
EO/POは、好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択される、アルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。(EO/PO)部分はmに相当する平均アルコキシル化(例えば、エトキシル化および/またはプロポキシル化)度で分布していても、または正確にmに相当する単位数のアルコキシル化(例えば、エトキシル化および/またはプロポキシル化)を有した単一の特定鎖であってもよい。
ある箇所の分岐(即ち、上記式中でR、Rおよび/またはR部分の鎖に沿った位置)は界面活性剤の主鎖沿いにおける他の箇所の分岐よりも好ましい。下記式は、本発明のモノメチル置換直鎖アルキルポリオキシアルキレンに関する中間鎖分岐範囲(即ち、分岐点が存在する箇所)、好ましい中間鎖分岐範囲、更に好ましい中間鎖分岐範囲を示している。
Figure 2007016246
モノメチル置換界面活性剤の場合に、これらの範囲からは、鎖の2つの末端炭素原子およびEO/PO部分のすぐ隣の2つの炭素原子を除くことに留意すべきである。R、RまたはRのうち2以上が水素以外である界面活性剤混合物では、2位炭素原子におけるアルキル分岐も本発明界面活性剤の範囲内である。しかしながら、2位炭素原子でエチルより長い鎖(即ち、Cアルキル置換基)を有した界面活性剤はさほど好ましくない。
下記式は、本発明のジメチル置換直鎖アルキルポリオキシアルキレンに関する中間鎖分岐範囲、好ましい中間鎖分岐範囲、更に好ましい中間鎖分岐範囲を示している。
Figure 2007016246
ジアルキル置換一級アルキルポリオキシアルキレンがモノ置換中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンと組み合わされたときには、2位炭素に1つのメチル置換および上記された好ましい範囲にもう1つのメチル置換を有するジアルキル置換一級ポリオキシアルキレンも本組成物界面活性剤内に属する。
本発明の好ましい界面活性剤混合物は、混合物の少くとも0.001重量%、更に好ましくは少くとも5%、最も好ましくは少くとも20%で、下記式を有する1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを有している:
Figure 2007016246
上記において、分岐を含めた(この分子の親油性部分における)炭素原子の総数は15〜18であり、更にこの界面活性剤混合物において、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく約17.5までの範囲内である;RおよびRは各々独立して水素またはC‐C(好ましくはC‐C)アルキルである;xは0〜11である;yは0〜11である;zは少くとも2である;x+y+zは9〜13である;但しRおよびRが双方とも水素であることはない;EO/POはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択されるアルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。
好ましくは、界面活性剤の混合物は、RおよびRが独立して水素またはメチルであるが、但しRおよびRが双方とも水素であることはなく、x+yが8、9または10であって、zが少くとも2である、中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを、少くとも5%、好ましくは少くとも約20%で含んでいる。
本発明による好ましい洗剤組成物、例えば布帛を洗濯する上で有用なものは、約0.001〜約99%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の混合物を含んでおり、その混合物は下記式を有する1種以上の中間鎖分岐アルキルポリオキシアルキレンを少くとも約2重量%含んでいる:
Figure 2007016246
またはその混合;上記式中a、b、dおよびeは整数であり、a+bは10〜16であり、d+eは8〜14であり、更に
a+b=10のとき、aは2〜9の整数、bは1〜8の整数である;
a+b=11のとき、aは2〜10の整数、bは1〜9の整数である;
a+b=12のとき、aは2〜11の整数、bは1〜10の整数である;
a+b=13のとき、aは2〜12の整数、bは1〜11の整数である;
a+b=14のとき、aは2〜13の整数、bは1〜12の整数である;
a+b=15のとき、aは2〜14の整数、bは1〜13の整数である;
a+b=16のとき、aは2〜15の整数、bは1〜14の整数である;
d+e=8のとき、dは2〜7の整数、eは1〜6の整数である;
d+e=9のとき、dは2〜8の整数、eは1〜7の整数である;
d+e=10のとき、dは2〜9の整数、eは1〜8の整数である;
d+e=11のとき、dは2〜10の整数、eは1〜9の整数である;
d+e=12のとき、dは2〜11の整数、eは1〜10の整数である;
d+e=13のとき、dは2〜12の整数、eは1〜11の整数である;
d+e=14のとき、dは2〜13の整数、eは1〜12の整数である;
この界面活性剤混合物において、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく約17.5までの範囲内である;EO/POはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択されるアルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。
更に、本発明の界面活性剤組成物は下記式を有する分岐一級アルキルポリオキシアルキレンの混合物を含んでいてもよい:
Figure 2007016246
上記において、分岐を含めた分子当たりの炭素原子の総数は14〜20である;更にこの界面活性剤混合物において、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく約17.5までの範囲内である;R、RおよびRは各々独立して水素およびC‐Cアルキルから選択されるが、但しR、RおよびRがすべて水素であることはない;wは0〜13の整数である;xは0〜13の整数である;yは0〜13の整数である;zは少くとも1の整数である;w+x+y+zは8〜14である;EO/POは、好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択される、アルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である;但しRがC‐Cアルキルであるとき、2以上のzを有する界面活性剤対1のzを有する界面活性剤の比率は少くとも約1:1、好ましくは少くとも約1.5:1、更に好ましくは少くとも約3:1、最も好ましくは少くとも約4:1である。RがC‐Cアルキルであるときに、zが1の上記式を有する分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを約50%未満、好ましくは約40%未満、更に好ましくは約25%未満、最も好ましくは約20%未満で含んでなる界面活性剤組成物も好ましい。
本発明は下記式を有する新規な中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤にも更に関する:
Figure 2007016246
上記において、RおよびRは各々独立して水素またはC‐Cアルキルである;xは0〜14である;yは0〜14である;zは少くとも2である;x+y+zは7〜17である;EO/POはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択されるアルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である;但しRおよびRが双方とも水素であることはない。
およびR単位は独立して水素またはC‐Cアルキル(好ましくは水素またはC‐Cアルキル、更に好ましくは水素またはメチル)から選択されるが、但しRおよびRが双方とも水素であることはない。
2以上のアルキル分岐鎖を有した本発明の中間鎖分岐一級ポリオキシアルキレンにおいて、アルキル主鎖は12〜18の炭素原子を含んでいる。すべての分岐を含めた中間鎖分岐一級ポリオキシアルキレンを構成している炭素の最大数は炭素原子20である。
好ましい新規なポリオキシアルキレン化合物は下記式を有している:
Figure 2007016246
上記式中:aおよびbは整数であって、a+bは12または13であり、aは2〜11の整数、bは1〜10の整数である;EO/POは好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択されるアルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。
別の好ましい新規な中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン化合物は下記式を有している:
Figure 2007016246
上記式中:
dおよびeは整数であって、d+eは10または11である;更に
d+e=10のとき、dは2〜9の整数、eは1〜8の整数である;
d+e=11のとき、dは2〜10の整数、eは1〜9の整数である;
EO/POは好ましくはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基から選択されるアルコキシ部分である;mは少くとも約1、好ましくは約3〜約30、更に好ましくは約5〜約20、最も好ましくは約5〜約15の範囲内である。
好ましいモノメチル分岐一級アルキルエトキシレートは、3‐メチルペンタデカノールエトキシレート、4‐メチルペンタデカノールエトキシレート、5‐メチルペンタデカノールエトキシレート、6‐メチルペンタデカノールエトキシレート、7‐メチルペンタデカノールエトキシレート、8‐メチルペンタデカノールエトキシレート、9‐メチルペンタデカノールエトキシレート、10‐メチルペンタデカノールエトキシレート、11‐メチルペンタデカノールエトキシレート、12‐メチルペンタデカノールエトキシレート、13‐メチルペンタデカノールエトキシレート、3‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、4‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、5‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、6‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、7‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、8‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、9‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、10‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、11‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、12‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、13‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、14‐メチルヘキサデカノールエトキシレートおよびそれらの混合物からなる群より選択され、その化合物は約5〜約15の平均エトキシル化度でエトキシル化されている。
好ましいジメチル分岐一級アルキルエトキシレートは、2,3‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,4‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,5‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,6‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,7‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,8‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,9‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,10‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,11‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,12‐メチルテトラデカノールエトキシレート、2,3‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,4‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,5‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,6‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,7‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,8‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,9‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,10‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,11‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,12‐メチルペンタデカノールエトキシレート、2,13‐メチルペンタデカノールエトキシレートおよびそれらの混合物からなる群より選択され、その化合物は約5〜約15の平均エトキシル化度でエトキシル化されている。
中間鎖分岐ポリオキシアルキレンの製造
下記反応スキームは、当業者に周知の標準有機化学反応経路を利用して本発明の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤を製造する際のアルコキシル化に有用な中間鎖分岐一級アルコールの製造に至る一般的アプローチの概略を示している。
Figure 2007016246
アルキルハライドがGrignard試薬に変換され、そのGrignardはハロケトンと反応させられる。慣用的な酸加水分解、アセチル化および酢酸の熱脱離後に、中間オレフィンが生産され(そのスキームは示されていない)、Pd/Cのように都合よい水素化触媒を用いて直ちに水素化される。
この経路は、分岐、この例では5‐メチル分岐が反応経路で初期に導入されるという点で、他よりも好ましい。
第一水素化ステップから得られたアルキルハライドのホルミル化では、スキームに示されたように、アルコール産物を生じる。これは、最終の分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤を得るために、標準技術を用いてアルコキシル化させることができる。単一ホルミル化で得られる場合よりも1つ多く分岐炭素を伸ばせるという融通性もある。このような伸長は、例えばエチレンオキシドとの反応により行える。"Grignard Reactions of Nonmetallic Substances"(非金属物質のGrignard反応),M.S.Kharasch and O.Reinmuth,Prentice-Hall,N.Y.,1954;J.Org.Chem.,J.Cason and W.R.Winans,Vol.15 (1950),pp.139-147 ;J.Org.Chem.,J.Cason et al.,Vol.13 (1948),pp.239-248;J.Org.Chem.,J.Casonet al.,Vol.14 (1949),pp.147-154;J.Org.Chem.,J.Cason et al.,Vol.15(1950),pp.138-138 参照;それらすべてが参考のため本明細書に組み込まれる。
上記操作のバリエーションとして、別なハロケトンまたはGrignard試薬も用いてよい。ホルミル化またはエトキシル化からアルコールのPBrハロゲン化は反復鎖伸長を行うために使える。
本発明の好ましい中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンは、下記のようにして容易に製造することもできる:
Figure 2007016246
慣用的なブロモアルコールが、トリフェニルホスフィン、その後適切にはジメチルスルホキシド/テトラヒドロフラン中で水素化ナトリウムと反応させられ、Wittig付加物を形成する。Wittig付加物はα‐メチルケトンと反応させられ、内部不飽和のメチル分岐アルコラートを形成する。水素化、その後アルコキシル化から、望ましい中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを得る。WittigアプローチではGrignard経路のように炭化水素鎖を伸ばせられないが、Wittigは典型的には高収率を与える。参考のため本明細書に組み込まれるAgricultural andBiological Chemistry,M.Horiike et al.,vol.42 (1978),pp.1963-1965 参照
本発明による別の合成操作も、分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを製造するために用いてよい。加えて、中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンは、慣用的ホモログ、例えばヒドロホルミル化の結果として2‐アルキル分岐を生じる工業プロセスで形成されうるものの存在下において合成または処方してもよい。本発明の中間鎖分岐界面活性剤混合物は、最終洗濯製品処方物中に含有される他の既知市販アルキルポリオキシアルキレンにルーチンで加えられる。
本発明の界面活性剤混合物のある好ましい態様において、特に化石燃料源を用いる商業プロセスから得られたものは、少くとも1種、好ましくは少くとも2種、更に好ましくは少くとも5種、最も好ましくは少くとも8種の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを含んでいる。
本発明のある界面活性剤混合物の製造に特に適しているのは、分岐鎖オレフィンがアルコキシル化に先立ち触媒異性化およびヒドロホルミル化に付される“オキソ”反応である。このような混合物を生じる好ましいプロセスでは、出発物質原料として化石燃料を利用する。好ましいプロセスでは、分岐量が限定された直鎖オレフィン(αまたは内部)でオキソ反応を利用する。適切なオレフィンは、直鎖αまたは内部オレフィンの二量化、低分子量直鎖オレフィンの制御されたオリゴマー化、洗剤レンジオレフィンの骨格転位、洗剤レンジパラフィンの脱水素/骨格転位、またはFischer-Tropsch 反応により、いかなる順序でも作られる。これらの反応は一般的に:
1)(後のオキソ反応における炭素原子の付加も考慮しながら)望ましい洗剤レンジで大部分のオレフィンを与え、
2)限定数の分岐、好ましくは中間鎖を作り、
3)C‐C分岐、更に好ましくはエチル、最も好ましくはメチルを作り、
4)gem-ジアルキル分岐化を制限または排除して、即ち四級炭素原子の形成を避けるように、コントロールされる。適切なオレフィンはオキソ反応をうけて、直接的にまたは間接的に対応アルデヒドを経て一級アルコールを与える。内部オレフィンが用いられるときには、内部オレフィンから主にα‐オレフィンへのプレ異性化を先に行えるオキソ触媒が通常用いられる。別に触媒される(即ち、非オキソで)内部からαへの異性化も行えるが、これは任意である。他方、オレフィン形成ステップ自体が(例えば、洗剤レンジの高圧Fischer-Tropsch オレフィンと共に)α‐オレフィンを直接生じるならば、非異性化オキソ触媒の使用は可能なだけでなく、好ましい。
本明細書に記載された方法では、さほど好ましくない2,4‐ジメチルペンタデシルポリオキシアルキレンよりも高収率で、より好ましい5‐メチルヘキサデシルポリオキシアルキレンを与える。この混合物は、各生成物が全部で17の炭素原子を含み、直鎖アルキルが少くとも13の炭素原子を有しているという点で、本発明の基準からみて望ましい。
下記例は本発明の組成物で有用な様々な化合物の合成方法を示している。
例I
7‐メチルヘキサデシルエトキシレート(E2)の製造
(6‐ヒドロキシヘキシル)トリフェニルホスホニウムブロミドの合成
窒素導入口、コンデンサー、温度計、メカニカルスターラーおよび窒素排出口を備えた5L三首丸底フラスコ中に、窒素下で6‐ブロモ‐1‐ヘキサノール(500g、2.76 mol)、トリフェニルホスフィン(768g、2.9 mol)およびアセトニトリル(1800ml)を加える。反応混合物を72時間加熱還流する。反応混合物を室温まで冷却し、5Lビーカー中に移す。生成物を10℃で無水エチルエーテル(1.5L)から再結晶化する。真空ロ過、その後エチルエーテル洗浄、および真空オーブン中50℃で2時間の乾燥により、白色結晶として望ましい生成物1140gを得る。
7‐メチルヘキサデセン‐1‐オールの合成
メカニカルスターラー、窒素導入口、滴下漏斗、温度計および窒素排出口を備えた乾燥5L三首丸底フラスコ中に、鉱油中60%水素化ナトリウム(1.76 mol)70.2gを加える。鉱油をヘキサン洗浄により除去する。無水ジメチルスルホキシド(500ml)をフラスコに加えて、混合物を水素発生が止むまで70℃に加熱する。反応混合物を室温まで冷却してから、無水テトラヒドロフラン1Lを加える。(6‐ヒドロキシヘキシル)トリフェニルホスホニウムブロミド(443.4g、1 mol)を加温無水ジメチルスルホキシド(50℃、500ml)でスラリー化させ、それを25〜30℃に保ちながら滴下漏斗で反応混合物にゆっくり加える。混合物を室温で30分間撹拌し、そのときに2‐ウンデカノン(187g、1.1 mol)を滴下漏斗でゆっくり加える。反応はやや発熱性であり、冷却が25〜30℃に維持するために要される。混合物を18時間撹拌し、その後精製水1Lを含有した5Lビーカー中に撹拌しながら注ぐ。油相(上)を分液漏斗で分離させ、水相を除去する。水相をヘキサン(500ml)で洗浄し、有機相を分離して、水洗からの油相と合わせる。次いで有機混合物を水で3回(各500ml)で抽出し、その後140℃および1mmHgで真空蒸留して、透明油状生成物(132g)を集める。
7‐メチルヘキサデセン‐1‐オールの水素化
3Lロッキングオートクレーブライナー中に、7‐メチルヘキサデセン‐1‐オール(130g、0.508 mol)、メタノール(300ml)および白金炭素(10重量%、35g)を加える。混合物に1200psig(約84 kg/cm2)水素下180℃で13時間水素添加し、冷却し、Celite 545で真空ロ過して、適切には塩化メチレンでCelite 545を洗浄する。所要ならば、ロ過を繰り返して微量のPt触媒を除去し、硫酸マグネシウムを用いて生成物を乾燥させる。生成物の溶液をロータリーエバポレーターで濃縮して、透明油状物(124g)を得る。
7‐メチルヘキサデカノールのアルコキシル化
窒素導入口、メカニカルスターラー、温度計およびガス排出口装備のy字管を備えた乾燥1L三首丸底フラスコ中に、先のステップからのアルコールを加える。微量の水分を除去する目的のために、そのアルコールを80〜100℃で約30分間にわたり窒素でスパージする。窒素掃除を続けながら、ナトリウム金属を触媒として加え、120〜140℃で撹拌しながら溶融させる。激しく撹拌しながら、エチレンオキシドガスを140分間かけて加え、その際に反応温度を120〜140℃に保つ。(2当量のエチレンオキシドに相当する)正確な重量を加えた後、窒素を装置に20〜30分間吹き込みながら、サンプルを冷却させる。次いで、望ましい7‐メチルヘキサデシルエトキシレート(平均2エトキシレート/分子)生成物を集める。
例II
7‐メチルペンタデシルエトキシレート(E8)の合成
(6‐ヒドロキシヘキシル)トリフェニルホスホニウムブロミドの合成
窒素導入口、コンデンサー、温度計、メカニカルスターラーおよび窒素排出口を備えた5L三首丸底フラスコ中に、窒素下で6‐ブロモ‐1‐ヘキサノール(500g、2.76 mol)、トリフェニルホスフィン(768g、2.9 mol)およびアセトニトリル(1800ml)を加える。反応混合物を72時間加熱還流する。反応混合物を室温まで冷却し、5Lビーカー中に移す。生成物を10℃で無水エチルエーテル(1.5L)から再結晶化する。混合物の真空ロ過、その後白色結晶のエチルエーテル洗浄、および真空オーブン中50℃で2時間の乾燥により、望ましい生成物1140gを得る。
7‐メチルペンタデセン‐1‐オールの合成
メカニカルスターラー、窒素導入口、滴下漏斗、温度計および窒素排出口を備えた乾燥5L三首丸底フラスコ中に、鉱油中60%水素化ナトリウム(2.0 mol)80gを加える。鉱油をヘキサン洗浄により除去する。無水ジメチルスルホキシド(500ml)をフラスコに加えて、水素発生が止むまで70℃に加熱する。反応混合物を室温まで冷却してから、無水テトラヒドロフラン1Lを加える。(6‐ヒドロキシヘキシル)トリフェニルホスホニウムブロミド(443.4g、1 mol)を加温無水ジメチルスルホキシド(50℃、500ml)でスラリー化させ、反応液を25〜30℃に保ちながら滴下漏斗で反応混合物にゆっくり加える。反応液を室温で30分間撹拌し、そのときに2‐デカノン(171.9g、1.1 mol)を滴下漏斗でゆっくり加える。反応はやや発熱性であり、冷却が25〜30℃に維持するために要される。混合物を18時間撹拌し、その後精製水600mlおよびヘキサン300mlを含有した分液漏斗中に注ぐ。振盪後に、油相(上)を分離させ、水相を除去する。双方の相が透明になるまで、水を用いて油相の抽出を続ける。有機相を集め、真空蒸留し、液体クロマトグラフィー(90:10ヘキサン:酢酸エチル、シリカゲル固定相)により精製して、透明油状生成物(119.1g)を集める。
7‐メチルペンタデセン‐1‐オールの水素化
3Lロッキングオートクレーブガラスライナー(Autoclave Engineers )中に、7‐メチルペンタデセン‐1‐オール(122g、0.508 mol)、メタノール(300ml)および白金炭素(10重量%、40g)を加える。混合物に1200psig(約84 kg/cm2)水素下180℃で13時間水素添加し、冷却し、Celite 545で真空ロ過して、塩化メチレンでCelite 545を洗浄する。有機混合液は白金触媒のせいでなお褐色であるため、ロ過操作をロータリーエバポレーターで濃縮しながら繰り返して、希釈を塩化メチレン(500ml)で行い、硫酸マグネシウムを乾燥生成物に加える。Celite 545で真空ロ過し、ロータリーエバポレーターでロ液を濃縮して、透明油状物(119g)を得る。
7‐メチルペンタデカノールのアルコキシル化
窒素導入口、メカニカルスターラー、温度計およびガス排出口装備のy字管を備えた乾燥1L三首丸底フラスコ中に、先のステップからのアルコールを加える。微量の水分を除去する目的のために、そのアルコールを80〜100℃で約30分間にわたり窒素でスパージする。窒素掃除を続けながら、ナトリウム金属を触媒として加え、120〜140℃で撹拌しながら溶融させる。激しく撹拌しながら、エチレンオキシドガスを140分間かけて加え、その際に反応温度を120〜140℃に保つ。(8当量のエチレンオキシドに相当する)正確な重量を加えた後、窒素を装置に20〜30分間吹き込みながら、サンプルを冷却させる。次いで、望ましい7‐メチルペンタデシルエトキシレート(平均8エトキシレート/分子)生成物を集める。
例III
7‐メチルヘプタデシルエトキシレート(E5)の合成
(6‐ヒドロキシヘキシル)トリフェニルホスホニウムブロミドの合成
窒素導入口、コンデンサー、温度計、メカニカルスターラーおよび窒素排出口を備えた5L三首丸底フラスコ中に、窒素下で6‐ブロモ‐1‐ヘキサノール(500g、2.76 mol)、トリフェニルホスフィン(768g、2.9 mol)およびアセトニトリル(1800ml)を加える。反応混合物を72時間加熱還流する。反応混合物を室温まで冷却し、5Lビーカー中に移す。生成物を10℃で無水エチルエーテル(1.5L)から再結晶化する。混合物の真空ロ過、その後白色結晶のエチルエーテル洗浄、および真空オーブン中50℃で2時間の乾燥により、望ましい生成物1140gを得る。
7‐メチルヘプタデセン‐1‐オールの合成
メカニカルスターラー、窒素導入口、滴下漏斗、温度計および窒素排出口を備えた乾燥5L三首丸底フラスコ中に、鉱油中60%水素化ナトリウム(2.0 mol)80gを加える。鉱油をヘキサン洗浄により除去する。無水ジメチルスルホキシド(500ml)をフラスコに加えて、水素発生が止むまで70℃に加熱する。反応混合物を室温まで冷却してから、無水テトラヒドロフラン1Lを加える。(6‐ヒドロキシヘキシル)トリフェニルホスホニウムブロミド(443.4g、1 mol)を加温無水ジメチルスルホキシド(50℃、500ml)でスラリー化させ、反応液を25〜30℃に保ちながら滴下漏斗で反応混合物にゆっくり加える。反応液を室温で30分間撹拌し、そのときに2‐ドデカノン(184.3g、1.1 mol)を滴下漏斗でゆっくり加える。反応はやや発熱性であり、冷却が25〜30℃に維持するために要される。混合物を18時間撹拌し、その後精製水600mlおよびヘキサン300mlを含有した分液漏斗中に注ぐ。振盪後に、油相(上)を分離させ、濁った水相を除去する。水相および有機相が透明になるまで、水を用いて抽出を続ける。有機相を集め、液体クロマトグラフィー(移動相‐ヘキサン、固定相‐シリカゲル)により精製して、透明油状生成物(116g)を得る。最終生成物のHNMR(重水中)では、3.8ppm 共鳴にC ‐OSO トリプレット、1.5ppm 共鳴にC ‐CH ‐OSO マルチプレット、0.9‐1.3ppm 共鳴にアルキル鎖のC 、および0.8ppm 共鳴にR‐CH 末端メチル基と重なったCH‐C 分岐点を示す。
7‐メチルヘプタデセン‐1‐オールの水素化
3Lロッキングオートクレーブガラスライナー(Autoclave Engineers )中に、7‐メチルヘプタデセン‐1‐オール(116g、0.433 mol)、メタノール(300ml)および白金炭素(10重量%、40g)を加える。混合物に1200psig(約84 kg/cm2)水素下180℃で13時間水素添加し、冷却し、Celite 545で真空ロ過して、塩化メチレンでCelite 545を洗浄する。Celite 545で真空ロ過し、ロータリーエバポレーターでロ液を濃縮して、透明油状物(108g)を得る。
7‐メチルヘプタデカノールのアルコキシル化
窒素導入口、メカニカルスターラー、温度計およびガス排出口装備のy字管を備えた乾燥1L三首丸底フラスコ中に、先のステップからのアルコールを加える。微量の水分を除去する目的のために、そのアルコールを80〜100℃で約30分間にわたり窒素でスパージする。窒素掃除を続けながら、ナトリウム金属を触媒として加え、120〜140℃で撹拌しながら溶融させる。激しく撹拌しながら、エチレンオキシドガスを140分間かけて加え、その際に反応温度を120〜140℃に保つ。(5当量のエチレンオキシドに相当する)正確な重量を加えた後、窒素を装置に20〜30分間吹き込みながら、サンプルを冷却させる。次いで、望ましい7‐メチルヘプタデシルエトキシレート(平均5エトキシレート/分子)生成物を集める。
例IV
7‐メチルヘプタデシルエトキシレート(E9.0)
窒素導入口、メカニカルスターラー、温度計およびガス排出口装備のy字管を備えた乾燥1L三首丸底フラスコ中に、先の例からのアルコールを加える。微量の水分を除去する目的のために、そのアルコールを80〜100℃で約30分間にわたり窒素でスパージする。窒素掃除を続けながら、ナトリウム金属を触媒として加え、120〜140℃で撹拌しながら溶融させる。激しく撹拌しながら、エチレンオキシドガスを140分間かけて加え、その際に反応温度を120〜140℃に保つ。(9.0当量のエチレンオキシドに相当する)正確な重量を加えた後、窒素を装置に20〜30分間吹き込みながら、サンプルを冷却させる。次いで、望ましい7‐メチルヘプタデシルエトキシレート(平均9.0エトキシレート/分子)生成物を集める。
例V
下記Shell Research実験の試験アルコールサンプルを、下記操作によりエトキシル化(2.5の平均エトキシル化)させる。
Figure 2007016246
窒素導入口、メカニカルスターラー、温度計およびガス排出口装備のy字管を備えた乾燥250ml三首丸底フラスコ中に、先のC16アルコール(48.4g、0.2 mol)を加える。微量の水分を除去する目的のために、そのアルコールを80〜100℃で約30分間にわたり窒素でスパージする。窒素掃除を続けながら、ナトリウム金属(0.23g、0.01 mol)を触媒として加え、120〜140℃で撹拌しながら溶融させる。激しく撹拌しながら、エチレンオキシドガス(22g、0.5 mol)を140分間かけて加え、その際に反応温度を120〜140℃に保つ。正確な重量のエチレンオキシド(平均2.5エトキシレート/分子)を加えた後、窒素を装置に20〜30分間吹き込みながら、サンプルを冷却させる。金色液体生成物(69g、0.196 mol)を窒素下でボトルに入れる。
本発明の界面活性剤組成物で分岐を特徴付けるためには、下記2つの分析方法が有用である:
1)アルコキシル化前の脂肪アルコール中における諸成分の分離および同定。前駆体脂肪アルコール物質でみられる分岐の位置および長さはGC/MS技術により調べる〔D.J.Harvey,Biomed.Environ.Mass Spectrom (1989),18(9),719-23 ;D.J.Harvey,J.M.Tiffany,J.Chromatogr.(1984),301(1),173-87;K.A.Karlsson, B.E.Samuelsson,G.O.Steen,Chem.Phys.Lipids (1973),11(1),17-38 参照〕。
2)MS/MS技術による、アルコキシル化前における分離された脂肪アルコール成分の同定。分岐の位置および長さは、先に単離された脂肪アルコール成分で、イオンスプレーMS/MSまたはFAB‐MS/MS技術によっても調べられる。
分離されたアルコール成分を同定する際に、分離されたアルコールのアルコキシル化は中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤のGCクロマトグラムを較正および解釈するために有用な標準を供する。
分岐一級アルキルポリオキシアルキレンの平均総炭素原子は、"Bailey's Industrial Oil and Fat Products",Volume 2,Fourth Edition,Daniel Swern 編集,pp.440-441 に概説されたような通常の操作に従い、前駆体脂肪アルコールのヒドロキシル価から計算することができる。
本タイプの分岐鎖一級ポリオキシアルキレン界面活性剤は、あらゆる種類のクリーニング組成物に用いることができる。本発明の洗剤組成物は追加洗剤成分を含有していてもよい。これら追加成分の正確な性質およびその配合レベルは、組成物の物理的形態、およびそれが用いられるクリーニング操作の正確な性質に依存する。長鎖誘導体ほど予想されるよりも可溶性であり、短鎖誘導体ほど予想されるよりも良くクリーニングする。本クリーニング組成物には、顆粒、固形および液体洗濯洗剤;液体手皿洗い組成物;液体、ゲルおよび固形パーソナルクレンジング製品;シャンプー;歯磨剤;硬質表面クリーナーなどがあるが、それらに限定されない。このような組成物は様々な慣用的洗浄成分を含有することができる。
このような成分の下記リストは業者の便宜のためであり、本発明の分岐鎖界面活性剤と併用しうる成分のタイプの制限のためではない。本発明の組成物は、界面活性剤、ビルダー、アルカリ系、有機ポリマー化合物、起泡抑制剤、汚れ懸濁および再付着防止剤、および腐食抑制剤から選択される1種以上の追加洗剤成分を含有することが好ましい。
漂白化合物‐漂白剤およびブリーチアクチベーター‐本洗剤組成物は、好ましくは、漂白剤、あるいは漂白剤および1種以上のブリーチアクチベーターを含む漂白組成物を更に含有している。漂白剤は、特に布帛洗濯向けで、典型的には洗剤組成物の約1〜約30%、更に典型的には約5〜約20%のレベルである。存在するならば、ブリーチアクチベーターの量は、典型的には漂白剤+ブリーチアクチベーターからなる漂白組成物の約0.1〜約60%、更に典型的には約0.5〜約40%である。
本発明で用いられる漂白剤は、現在知られているかまたは知られるようになるテクスタイルクリーニング、硬質表面クリーニングまたは他のクリーニング目的にとり、洗剤組成物に有用ないかなる漂白剤であってもよい。これらには酸素ブリーチおよび他の漂白剤がある。ペルボレートブリーチ、例えばナトリウムペルボレート(例えば、一または四水和物)が本発明では使用できる。
制限なしに使用できる漂白剤のもう1つのカテゴリーには、過カルボン酸漂白剤およびその塩がある。このクラスの剤の適切な例には、マグネシウムモノペルオキシフタレート六水和物、m‐クロロ過安息香酸のマグネシウム塩、4‐ノニルアミノ‐4‐オキソペルオキシ酪酸およびジペルオキシドデカン二酸がある。このような漂白剤は、1984年11月20日付で発行されたHartman の米国特許第4,483,781号、1985年6月3日付で出願されたBurns らの米国特許出願第740,446号、1985年2月20日付で公開されたBanks らの欧州特許出願第0,133,354号および1983年11月1日付で発行されたChung らの米国特許第4,412,934号明細書に開示されている。高度に好ましい漂白剤には、1987年1月6日付で発行されたBurns らの米国特許第4,634,551号明細書に記載されたような6‐ノニルアミノ‐6‐オキソペルオキシカプロン酸も含む。
ペルオキシゲン漂白剤も使用できる。適切なペルオキシゲン漂白化合物には、炭酸ナトリウムペルオキシヒドレートおよび相当する“ペルカーボネート”ブリーチ、ピロリン酸ナトリウムペルオキシヒドレート、尿素ペルオキシヒドレートおよび過酸化ナトリウムがある。ペルサルフェートブリーチ(例えば、OXONE 、DuPont製)も使用できる。
好ましいペルカーボネートブリーチは約500〜約1000μm範囲の平均粒度を有した乾燥粒子からなり、上記粒子の約10重量%以下は約200μmより小さく、上記粒子の約10重量%以下は約1250μmより大きい。場合により、ペルカーボネートはシリケート、ボレートまたは水溶性界面活性剤でコートしてもよい。ペルカーボネートはFMC、SolvayおよびTokai Denka のような様々な市販元から入手できる。
漂白剤の混合物も使用できる。
ペルオキシゲン漂白剤、ペルボレート、ペルカーボネート等は好ましくはブリーチアクチベーターと混合され、ブリーチアクチベーターに相当するペルオキシ酸を水溶液中において(即ち、洗浄プロセス中に)その場で生成する。アクチベーターの様々な非制限例は1990年4月10日付で発行されたMao らの米国特許第4,915,854号および米国特許第4,412,934号明細書に開示されている。ノナノイルオキシベンゼンスルホネート(NOBS)およびテトラアセチルエチレンジアミン(TAED)アクチベーターが典型的であり、それらの混合物も使用できる。更に本発明で有用な他の典型的なブリーチおよびアクチベーターについて米国特許第4,634,551号明細書も参照。
高度に好ましいアミド系ブリーチアクチベーターは下記式の化合物である:
N(R)C(O)RC(O)L または
C(O)N(R)RC(O)L
上記式中Rは約6〜約12の炭素原子を有するアルキル基であり、Rは1〜約6の炭素原子を有するアルキレンであり、RはH、あるいは約1〜約10の炭素原子を有するアルキル、アリールまたはアルカリールであり、Lはいずれか適切な脱離基である。脱離基は、ペルヒドロライシス(perhydrolysis) アニオンによるブリーチアクチベーターへの求核攻撃の結果として、ブリーチアクチベーターから放出される基である。好ましい脱離基はフェニルスルホネートである。
上記式のブリーチアクチベーターの好ましい例には、参考のため本明細書に組み込まれる米国特許第4,634,551号明細書に記載されているような、(6‐オクタンアミドカプロイル)オキシベンゼンスルホネート、(6‐ノナンアミドカプロイル)オキシベンゼンスルホネート、(6‐デカンアミドカプロイル)オキシベンゼンスルホネートおよびそれらの混合物がある。
もう1つのクラスのブリーチアクチベーターは、参考のため本明細書に組み込まれる、1990年10月30日付で発行されたHodge らの米国特許第4,966,723号明細書に開示されたベンゾオキサジンタイプアクチベーターからなる。ベンゾオキサジンタイプの高度に好ましいアクチベーターは以下のものである:
Figure 2007016246
更にもう1つのクラスの好ましいブリーチアクチベーターには、アシルラクタムアクチベーター、特に下記式のアシルカプロラクタムおよびアシルバレロラクタムがある:
Figure 2007016246
上記式中RはH、あるいは1〜約12の炭素原子を有するアルキル、アリール、アルコキシアリールまたはアルカリール基である。高度に好ましいラクタムアクチベーターには、ベンゾイルカプロラクタム、オクタノイルカプロラクタム、3,5,5‐トリメチルヘキサノイルカプロラクタム、ノナノイルカプロラクタム、デカノイルカプロラクタム、ウンデセノイルカプロラクタム、ベンゾイルバレロラクタム、オクタノイルバレロラクタム、デカノイルバレロラクタム、ウンデセノイルバレロラクタム、ノナノイルバレロラクタム、3,5,5‐トリメチルヘキサノイルバレロラクタムおよびそれらの混合物がある。過ホウ酸ナトリウム中に吸着されたベンゾイルカプロラクタムを含むアシルカプロラクタムについて開示する、参考のため本明細書に組み込まれる1985年10月8日付で発行されたSanderson の米国特許第4,545,784号明細書も参照。
酸素漂白剤以外の漂白剤も当業界で知られており、本発明に利用できる。特に興味のもたれる非酸素漂白剤の1タイプには、スルホン化亜鉛および/またはアルミニウムフタロシアニンのような光活性化漂白剤がある。1977年7月5日付で発行されたHolcombeらの米国特許第4,033,718号明細書参照。用いられるならば、洗剤組成物はこのようなブリーチ、特にスルホン化亜鉛フタロシアニンを典型的には約0.025〜約1.25重量%で含有する。
所望であれば、漂白化合物はマンガン化合物により触媒できる。このような化合物は当業界で周知であり、例えば米国特許第5,246,621号、米国特許第5,244,594号、米国特許第5,194,416号、米国特許第5,114,606号明細書と、欧州特許出願公開第549,271号A1、第549,272号A1、第544,440号A2および第544,490号A1明細書に開示されたマンガンベース触媒を含む。これら触媒の好ましい例には、MnIV (u‐O)(1,4,7‐トリメチル‐1,4,7‐トリアザシクロノナン)(PF、MnIII (u‐O)(u‐OAc)(1,4,7‐トリメチル‐1,4,7‐トリアザシクロノナン)(ClO、MnIV (u‐O)(1,4,7‐トリアザシクロノナン)(ClO、MnIII MnIV (u‐O)(u‐OAc)(1,4,7‐トリメチル‐1,4,7‐トリアザシクロノナン)(ClO、MnIV(1,4,7‐トリメチル‐1,4,7‐トリアザシクロノナン)(OCH(PF)およびそれらの混合物がある。他の金属ベースブリーチ触媒には、米国特許第4,430,243号および米国特許第5,114,611号明細書に開示されたものがある。漂白を高める上でマンガンと様々な錯体リガンドとの併用も下記米国特許明細書で報告されている:第4,728,455号;第5,284,944号;第5,246,612号;第5,256,779号;第5,280,117号;第5,274,147号;第5,153,161号;第5,227,084号
実施上、限定ではないが、本発明の組成物およびプロセスは水性洗浄液中で少くとも0.1ppm程度の活性ブリーチ触媒種を供するように調整でき、好ましくは洗濯液中で約0.1〜約700ppm、更に好ましくは約1〜約500ppmの触媒種を供する。
本発明で有用なコバルトブリーチ触媒は公知であって、例えばM.L.Tobe,"Base Hydrolysis of Transition-Metal Complexes", Adv.Inorg.Bioinorg.Mech., (1983),2,pages 1-94 に記載されている。本発明で有用な最も好ましいコバルト触媒は、式〔Co(NHOAc〕Tを有するコバルトペンタアミンアセテート塩(“OAc”はアセテート部分を表し、“T”はアニオンである)、特にコバルトペンタアミンアセテートクロリド〔Co(NH)OAc〕Cl、並びに〔Co(NH)OAc〕(OAc)、〔Co(NH)OAc〕(PF)、〔Co(NH)OAc〕(SO)、〔Co(NH)OAc〕(BF)および〔Co(NH)OAc〕(NO)(以下“PAC”)である。
これらのコバルト触媒は、例えば前記Tobeの論文およびそこで引用された参考文献、1989年3月7日付で発行されたDiakunらの米国特許第4,810,410号、J.Chem.Ed.(1989),66(12),1043-45 ;The Synthesis and Characterization of Inorganic Compounds,W.L.Jolly (Prentice-Hall;1970), pp.461-3 ;Inorg.Chem.,18,1497-1502 (1979) ;Inorg.Chem.,21,2881-2885 (1982);Inorg.Chem.,18,2023-2025 (1979) ;Inorg.Synthesis,173-176 (1960);およびJournal of Physical Chemistry,56,22-25 (1952) に開示されたような、公知の操作により容易に製造される。
実際上として、制限ではなくて、本発明の組成物およびクリーニングプロセスは、少くとも0.01ppm程度の活性ブリーチ触媒種を水性洗浄媒体中で供するように調整でき、好ましくは約0.01〜約25ppm、更に好ましくは約0.05〜約10ppm、最も好ましくは約0.1〜約5ppmのブリーチ触媒種を洗浄液中で供する。自動洗浄プロセスの洗浄液でこのようなレベルを得るために、典型的な組成物はクリーニング組成物の約0.0005〜約0.2重量%、更に好ましくは約0.004〜約0.08%でブリーチ触媒、特にマンガンまたはコバルト触媒を含む。
酵素‐酵素は、基材からタンパク質ベース、炭水化物ベースまたはトリグリセリドベース汚れの除去、布帛洗濯中に遊離染料移動の防止と、布帛再生を含めた、様々な目的のために、本洗剤組成物中に含有されることが好ましい。適切な酵素には、植物、動物、細菌、真菌および酵母起源のようなあらゆる起源のプロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、ペルオキシダーゼおよびそれらの混合物がある。好ましい選択は、pH活性および/または至適安定性、熱安定性、および活性洗剤、ビルダーなどに対する安定性のようなファクターにより決められる。この点において、細菌アミラーゼおよびプロテアーゼ、および真菌セルラーゼのような細菌または真菌酵素が好ましい。
本明細書で用いられる“洗浄性酵素”とは、洗濯、硬質表面クリーニングまたはパーソナルケア洗剤組成物で、クリーニング、しみ取りまたは他の有益な効果を有する酵素を意味する。好ましい洗浄性酵素は、プロテアーゼ、アミラーゼおよびリパーゼのようなヒドロラーゼである。洗濯目的に好ましい酵素にはプロテアーゼ、セルラーゼ、リパーゼおよびペルオキシダーゼがあるが、それらに限定されない。自動皿洗いで高度に好ましいのは、現行市販タイプ、並びに連続的改良で一層ブリーチ適合性とされていながら、残留程度のブリーチ不活化感受性しか有していない、改善されたタイプの双方を含めた、アミラーゼおよび/またはプロテアーゼである。
酵素は、“クリーニング有効量”を供するために十分なレベルで、洗剤または洗剤添加組成物中に通常配合される。“クリーニング有効量”という用語は、布帛、食器などのような基材でクリーニング、しみ取り、汚れ除去、ホワイトニング、脱臭またはフレッシュさ改善効果を生じうる量に関する。現行製品の実際上、典型的な量は洗剤組成物1g当たり重量で約5mg以内、更に典型的には0.01〜3mgの活性酵素である。換言すれば、本組成物は典型的には0.001〜5重量%、好ましくは0.01〜1%の市販酵素製品を含む。プロテアーゼ酵素は、組成物1g当たり0.005〜0.1 Anson単位(AU)の活性を供するために十分なレベルで、このような製品中に通常存在する。自動皿洗い向けのようなある洗剤では、非触媒活性物質の総量を最少にして、それによりしみ抜き/皮膜化または他の最終結果を改善するために、製品の活性酵素含有率を増加させることが望ましい。それより高い活性レベルでも高濃縮洗剤処方物では望ましい。
プロテアーゼの適切な例は、B.subtilisおよびB.licheniformis の特定株から得られるズブチリシンである。1つの適切なプロテアーゼはBacillusの株から得られて、8〜12のpH範囲で最大活性を有しており、デンマークのNovo Industies A/S、以下“Novo”からESPERASE(R)として開発および販売されている。この酵素および類似酵素の製品はNovoのGB1,243,784に記載されている。他の適切なプロテアーゼには、NovoのALCALASE(R)およびSAVINASE(R)、オランダのInternational Bio-Synthetics,Inc. のMAXATASE(R)、1985年1月9日付でEP130,756Aに開示されたプロテアーゼA、1987年4月28日付でEP303,761Aおよび1985年1月9日付でEP130,756Aに開示されたプロテアーゼBがある。NovoのWO9318140Aに記載されたBacillus sp.NCIMB 40338 からの高pHプロテアーゼも参照。プロテアーゼ、1種以上の他の酵素および可逆性プロテアーゼインヒビターを含んだ酵素洗剤は、NovoのWO9203529Aに記載されている。他の好ましいプロテアーゼには、Procter & GambleのWO9510591Aのものがある。所望であれば、Procter & GambleのWO9507791に記載されているような、減少した吸着性と増加した加水分解性を有するプロテアーゼが市販されている。本発明に適した洗剤向けの組換えトリプシン様プロテアーゼは、NovoのWO9425583に記載されている。
更に詳しくは、“プロテアーゼD”と称される、特に好ましいプロテアーゼは、天然でみられないアミノ酸配列を有したカルボニルヒドロラーゼ変種であって、Genencor Internationalにより1995年4月20日付で公開されたWO95/10615に記載されたように、好ましくはBacillus amyloliquefaciensズブチリシンの番号付けに従い+99、+101、+103、+104、+107、+123、+27、+105、+109、+126、+128、+135、+156、+166、+195、+197、+204、+206、+210、+216、+217、+218、+222、+260、+265および/または+274からなる群より選択されるものに相当する1以上のアミノ酸残基位置と組合せて、上記カルボニルヒドロラーゼで+76位に相当する位置で、複数のアミノ酸残基の代わりに異なるアミノ酸を用いることにより、前駆カルボニルヒドロラーゼから誘導される。
有用なプロテアーゼは、PCT文献:The Procter & Gamble Companyにより1995年11月9日付で公開されたWO95/30010;The Procter &Gamble Companyにより1995年11月9日付で公開されたWO95/30011;The Procter & Gamble Companyにより1995年11月9日付で公開されたWO95/29979にも記載されている。
限定されないが、特に自動皿洗い目的に適したアミラーゼには、例えばNovoのGB1,296,839号に記載されたα‐アミラーゼ;RAPIDASE(R)、International Bio-Synthetics,Inc. およびTERMAMYL(R)、Novoがある。NovoのFUNGAMYL(R)が特に有用である。改善された安定性、例えば酸化安定性について酵素の工学処理が知られている。例えば、J.Biological Chem., Vol.260,No.11, June 1985,pp.6518-6521 参照。本組成物のある好ましい態様では、1993年 度に市販されているTERMAMYL(R)の対照に対して測定されるような、自動皿洗いタイプのような洗剤で改善された安定性、特に改善された酸化安定性を有するアミラーゼを用いることができる。これらの好ましいアミラーゼは、上記対照アミラーゼに対して測定すると、例えばpH9〜10の緩衝液中で過酸化水素/テトラアセチルエチレンジアミンに対する酸化安定性;例えば約60℃のような通常の洗浄温度における熱安定性;または例えば約8〜約11のpHにおけるアルカリ安定性のうち1以上で測定しうる改善により最小限で特徴付けられる、“安定性向上”アミラーゼであるという特徴を共有している。安定性はいずれかの業界開示技術試験を用いて測定することができる。例えば、WO9402597に開示された文献参照。安定性向上アミラーゼはNovoまたはGenencor Internationalから得られる。本発明で高度に好ましいアミラーゼの1つのクラスは、1つ、2つまたは多数のアミラーゼ株が直接の前駆体であるかどうかにかかわらず、1種以上のBacillusアミラーゼ、特に Bacillus α‐アミラーゼから部位特異的変異誘発を用いて誘導されるという共通性を有している。上記対照アミラーゼに対して酸化安定性を向上させたアミラーゼは、特に漂白、更に好ましくは塩素漂白とは区別されるような酸素漂白の洗剤組成物において、使用上好ましい。このような好ましいアミラーゼには、(a)B.licheniformis α‐アミラーゼの197位に位置するメチオニン残基の置換がアラニンまたはトレオニン、好ましくはトレオニンを用いて行われた、TERMAMYL(R)として知られる変異体で更に例示されるような、1994年2月3日付Novoの前記WO9402597によるアミラーゼ、あるいはB.amyloliquefaciens 、B.subtilisまたはB.stearothermophilusのような類似親アミラーゼの相同位置変種;(b)C.Mitchinsonにより207th American Chemical Society National Meeting,March 13-17,1994 で発表された"Oxidatively Resistant alpha-Amylases"と題される論文でGenencor Internationalにより記載されたような安定性向上アミラーゼがある。そこでは、自動皿洗い洗剤中のブリーチはα‐アミラーゼを不活化するが、改善された酸化安定性アミラーゼがB.licheniformis NCIB8061からGenencorにより作られたことが記載されている。メチオニン(Met)が最も修飾しやすい残基として特定されていた。Metは8、15、197、256、304、366および438位で1度に1つ置換されて特定の変異体となるが、特に重要なのはM197LおよびM197Tであり、M197T変種が最も安定な発現変種である。安定性は CASCADE(R)およびSUNLIGHT(R)で測定された。(c)本発明で特に好ましいアミラーゼには、WO9510603Aに記載されたような直接親に追加修飾を有するアミラーゼ変種があり、 DURAMYL(R)として譲受人Novoから市販されている。他の特に好ましい酸化安定性向上アミラーゼには、Genencor InternationalのWO9418314およびNovoのWO9402597に記載されたものがある。例えば、入手しうるアミラーゼの既知キメラ、ハイブリッドまたは単純変異親形から部位特異的変異誘発により誘導されるような、他のいかなる酸化安定性向上アミラーゼも用いてよい。他の好ましい酵素修飾も行いうる。NovoのWO9509909A参照。
他のアミラーゼ酵素には、WO95/26397およびNovo Nodisk PCT/DK96/00056による同時係属出願に記載されたものがある。本発明の洗剤組成物用として具体的なアミラーゼ酵素には、Phadebas(R)α‐アミラーゼ活性アッセイにより測定すると、25〜55℃の温度範囲および8〜10範囲のpH値でTermamyl(R)の比活性より少くとも25%高い比活性を有することで特徴付けられるα‐アミラーゼがある(このようなPhadebas(R)α‐アミラーゼ活性アッセイは、WO95/26397の第9〜10頁に記載されている)。その文献の配列番号リストに示されたアミノ酸配列と少くとも80%相同性であるα‐アミラーゼも、本発明に含まれる。これらの酵素は、好ましくは全組成物の0.00018〜0.060重量%の純粋酵素レベル、更に好ましくは全組成物の0.00024〜0.048重量%の純粋酵素レベルで、洗濯洗剤組成物中に配合される。
本発明で使用できるセルラーゼは、細菌および真菌双方のタイプを含み、好ましくは5〜9.5の至適pHを有している。1984年3月6日付Barbesgoard らの米国特許第4,435,307号明細書では、Humicola insolens もしくはHumicola株DSM1800またはAeromonas 属に属するセルラーゼ212産生真菌からの適切な真菌セルラーゼと、海洋軟体動物Dolabella Auricula Solander の肝膵から抽出されるセルラーゼについて開示している。適切なセルラーゼは、GB‐A‐2,075,028、GB‐A‐2,095,275およびDE‐OS‐2,247,832にも開示されている。CAREZYME(R)および CELLUZYME(R)(Novo)が特に有用である。NovoのWO9117243参照。
洗剤用に適したリパーゼ酵素には、GB1,372,034に開示された、Pseudomonas stutzeri ATCC19.154のようなPseudomonas 属の微生物 により産生されるものがある。1978年2月24日付で公開された日本特許出願第53/20487号のリパーゼも参照。このリパーゼは、商品名リパーゼP“Amano ”または“amano-P”として、日本、名古屋のAmano Pharmaceutical Co.Ltd.から市販されている。他の適切な市販リパーゼには、Amano-CES 、リパーゼ ex Chromobacter viscosum 、例えば日本、田方の東洋醸造社からのChromobacter viscosum var.lipolyticum NRRLB 3673;USAのU.S.Biochemical Corp. およびオランダのDisoynth Co.からのChromobacter viscosum リパーゼ;リパーゼ ex Pseudomonas gladioliがある。Humicola lanuginosa に由来して Novoから市販されているLIPOLASE(R)酵素(EP341,947も参照)が本発明で使用上好ましいリパーゼである。ペルオキシダーゼ酵素に対して安定化されたリパーゼおよびアミラーゼ変種は、NovoのWO9414951Aに記載されている。WO9205249およびRD94359044も参照。
リパーゼ酵素に関する多数の文献にもかかわらず、Humicola lanuginosa に由来して、宿主としてAspergillus oryzaeで産生されたリパーゼのみが、布帛洗浄製品用の添加物として広汎な適用例をこれまでに有してきた。それは、上記のように、商品名LipolaseTMとしてNovo Nordiskから市販されている。Lipolaseのしみ取り性能を最良にするため、Novo Nordiskではいくつかの変種を作った。WO92/05249に記載されたように、天然Humicola lanuginosa リパーゼのD96L変種は、ラードしみ取り効力を、野生型リパーゼよりも4.4倍改善している(酵素は0.075〜2.5mgタンパク質/L範囲の量で比較されている)。Novo Nordiskにより1994年3月10日付で公開されたResearch Disclosure No.35944では、リパーゼ変種(D96L)が0.001〜100mg(5〜500,000LU/L)リパーゼ変種/L洗浄液に相当する量で加えられることを開示している。本発明では、特にD96Lが約50〜約8500LU/L洗浄液の範囲内のレベルで用いられたときに、本明細書に開示されたように中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤を含有した洗剤組成物で低レベルのD96L変種を用いると、布帛で改善された白さ維持の効果を発揮する。
本発明で使用に適したクチナーゼ酵素は、GenencorのWO8809367Aに記載されている。
ペルオキシダーゼ酵素は、“溶液漂白”に、あるいは洗浄中に基材から落ちた染料または顔料が洗浄液中に存在する他の基材に移動することを防ぐために、酸素源、例えばペルカーボネート、ペルボレート、過酸化水素などと組合せて用いてもよい。公知のペルオキシダーゼには、西洋ワサビペルオキシダーゼ、リグニナーゼ、およびクロロもしくはブロモペルオキシダーゼのようなハロペルオキシダーゼがある。ペルオキシダーゼ含有洗剤組成物は、1989年10月19日付NovoのWO89099813AおよびNovoのWO8909813Aに開示されている。
様々な酵素物質および合成洗剤組成物中へのそれらの配合手段は、Genencor InternationalのWO9307263AおよびWO9307260A、Novoの WO8908694A、および1971年1月5日付McCarty らのU.S.3,553,139にも開示されている。酵素は、1978年7月18日付Place らのU.S.4,101,457および1985年3月26日付HughesのU.S.4,507,219でも更に開示されている。液体洗剤処方物で有用な酵素物質およびこのような処方物中へのそれらの配合は、1981年4月14日付HoraらのU.S.4,261,868に開示されている。洗剤に使用の酵素は様々な技術で安定化させることができる。酵素安定化技術は、1971年8月17日付Gedge らのU.S.3,600,319、1986年10月29日付Venegas のEP199,405およびEP200,586に開示および例示されている。酵素安定化系も、例えばU.S.3,519,570に記載されている。プロテアーゼ、キシラナーゼおよびセルラーゼを出す有用なBacillus sp.AC13は、NovoのWO9401532Aに記載されている。
酵素安定化系‐本発明の酵素含有組成物は、約0.001〜約10重量%、好ましくは約0.005〜約8%、最も好ましくは約0.01〜約6%の酵素安定化系も場合により含んでいてよい。酵素安定化系は、洗浄性酵素と適合するいかなる安定化系であってもよい。このような系は、他の処方活性剤に含まれて一緒に供給されるか、あるいは例えば処方業者または洗剤にすぐ使える酵素の製造業者によって別に加えられる。このような安定化系は、例えばカルシウムイオン、ホウ酸、プロピレングリコール、短鎖カルボン酸、ボロニン酸およびそれらの混合物を含むことができ、洗剤組成物のタイプおよび物理的形態に応じて異なる安定化問題を扱えるようにデザインされる。
1つの安定化アプローチは、最終組成物中における水溶性カルシウムおよび/またはマグネシウムイオン源の使用であって、これはこのようなイオンを酵素に供する。カルシウムイオンはマグネシウムイオンよりも通常有効であり、1タイプのカチオンだけが用いられるならば本発明にとり好ましい。典型的な洗剤組成物、特に液体は、最終洗剤組成物1L当たり約1〜約30、好ましくは約2〜約20、更に好ましくは約8〜約12ミリモルのカルシウムイオンを含むが、配合される酵素の多様性、タイプおよびレベルを含むファクターに応じたバリエーションが可能である。好ましくは、例えば塩化カルシウム、水酸化カルシウム、ギ酸カルシウム、リンゴ酸カルシウム、マレイン酸カルシウム、水酸化カルシウムおよび酢酸カルシウムを含めた水溶性カルシウムまたはマグネシウム塩が用いられ、更に一般的には硫酸カルシウムまたは例示されたカルシウム塩に相当するマグネシウム塩が用いられる。更に高レベルのカルシウムおよび/またはマグネシウムも、もちろん、例えばあるタイプの界面活性剤の油切り作用を促進する上で有用である。
もう1つの安定化アプローチはボレート種の使用による。SeversonのU.S.4,537,706参照。ボレート安定剤は、用いられるとき、組成物の10%以上までのレベルであるが、更に典型的には約3重量%以内のレベルのホウ酸または他のボレート化合物、例えばホウ砂またはオルトボレートが液体洗剤用に適している。フェニルボロニン酸、ブタンボロニン酸、p‐ブロモフェニルボロニン酸などのような置換ホウ酸もホウ酸の代わりに使用でき、洗剤組成物中で全ホウ素のレベルを減少させることも、このような置換ホウ素誘導体の使用によれば可能である。
あるクリーニング組成物、例えば自動皿洗い組成物の安定化系は、0〜約10重量%、好ましくは約0.01〜約6%の塩素ブリーチスカベンジャーを更に含んでいて、これは多くの給水中に存在する塩素ブリーチ種が特にアルカリ条件下で酵素を攻撃および不活化することから防ぐために加えられる。水中の塩素レベルは典型的には約0.5〜約1.75ppm範囲と少ないが、例えば皿または布帛洗浄中に酵素と接触する水の全容量中における有効塩素は比較的大きい;したがって、使用時の塩素に対する酵素安定性がときどき問題となる。塩素ブリーチと反応する能力を有したペルボレートまたはペルカーボネートは安定化系とは別に由来した量で本組成物のあるものに存在しているため、塩素に対する追加安定剤の使用は最も一般的には必須でないが、改善された結果がそれらの使用から得られる。適切な塩素スカベンジャーアニオンは広く知られていて、容易に入手でき、使用されるならば、アンモニウムカチオンをサルファイト、ビサルファイト、チオサルファイト、チオサルフェート、ヨージドなどで含んだ塩がある。酸化防止剤、例えばカルバメート、アスコルベートなど、有機アミン、例えばエチレンジアミン四酢酸(EDTA)またはそのアルカリ金属塩、モノエタノールアミン(MEA)およびそれらの混合物も同様に用いてよい。同様に、特別な酵素阻害系も、異なる酵素が最大適合性を有するように配合できる。他の慣用的なスカベンジャー、例えばビサルフェート、ニトレート、クロリド、過酸化水素源、例えば過ホウ酸ナトリウム四水和物、過ホウ酸ナトリウム一水和物および過炭酸ナトリウム、並びにホスフェート、縮合ホスフェート、アセテート、ベンゾエート、シトレート、ホルメート、ラクテート、マレート、タートレート、サリチレートなどおよびそれらの混合物も、所望であれば使用できる。一般的に、塩素スカベンジャー機能は良く認識された機能について別に掲載された成分(例えば、過酸化水素源)により発揮されうるため、その機能を望ましい程度まで発揮する化合物が本発明の酵素含有態様に存在していないのでないかぎり、別な塩素スカベンジャーを加える絶対的必要性はない;そのときであっても、スカベンジャーは最良の結果のためだけに加えられる。更に、業者は、処方されたときに他の反応成分とかなり不適合である酵素スカベンジャーまたは安定剤の使用を避けようとして、化学者の通常の技能を働かせるであろう。アンモニウム塩の使用に関して、このような塩は洗剤組成物と単純に混合できるが、貯蔵中に水を吸着および/またはアンモニアを遊離しやすい。したがって、このような物質は、存在するならば、BaginskiらのU.S.4,652,392に記載されたような粒子で保護されることが望ましい。
ビルダー‐アルミノシリケートおよびシリケートから選択される洗剤ビルダーは、例えば、洗浄水中でミネラル、特にCaおよび/またはMg硬度のコントロールを助けるか、または表面から粒子汚れの除去を助ける上で、本組成物中に含有させることが好ましい。
適切なシリケートビルダーには、水溶性および水和固体タイプ、並びに鎖、層または三次元構造、および非晶質固体または非構築液体タイプを有したものがある。アルカリ金属シリケート、特に1.6:1〜3.2:1範囲のSiO:NaO比を有する液体および固体物、特に自動皿洗い目的には、商品名BRITESIL(R)でPQ Corp.から販売されている固体水和2‐レシオシリケート、例えばBRITESIL H2O;積層シリケート、例えば1987年5月12日付H.P.RieckのU.S.4,664,839に記載されたものが好ましい。ときには“SKS‐6”と略記されるNaSKS‐6はHoechst から販売されている結晶積層アルミニウムフリーδ‐NaSiO形態のシリケートであり、特に顆粒洗濯組成物で好ましい。ドイツDE‐A‐3,417,649およびDE‐A‐3,742,043の製造方法参照。他の積層シリケート、例えば一般式NaMSi2x+1O(Mはナトリウムまたは水素であり、xは1.9〜4、好ましくは2の数であり、yは0〜20、好ましくは0の数である)を有したものが、更にまたは代わりに、本発明で使用できる。Hoechst による積層シリケートには、α、βおよびγ積層シリケート形としてNaSKS‐5、NaSKS‐7およびNaSKS‐11もある。顆粒でクリスプニング(crispening)剤として、ブリーチ用の安定剤として、および起泡コントロール系の成分として作用しうる、マグネシウムシリケートのような他のシリケートも有用である。
1995年6月27日付Sakaguchi らのU.S.5,427,711に記載されたような、無水形で下記一般式:xMO・ySiO・zM′O(MはNaおよび/またはKであり、M′はCaおよび/またはMgである;y/xは0.5〜2.0およびz/xは0.005〜1.0である)により表される鎖構造および組成を有した合成結晶イオン交換物質またはその水和物も、本発明で使用に適している。
アルミノシリケートビルダーも顆粒洗剤で特に有用であるが、液体、ペーストまたはゲルで配合してもよい。実験式:〔M(AlO(SiO〕・xHO(zおよびvは少くとも6の整数であり、z対vのモル比は1.0〜0.5の範囲であり、xは15〜264の整数である)を有したものが、本目的に適している。アルミノシリケートは結晶でも非晶質でもよく、天然でもまたは合成してもよい。アルミノシリケートの製造方法は、1976年10月12日付Krummel らのU.S.3,985,669に開示されている。好ましい合成結晶アルミノシリケートイオン交換物質は、ゼオライトA、ゼオライトP(B)、ゼオライトX、および、これがどの程度ゼオライトPと異なっていても、いわゆるゼオライトMAPとして市販されている。クリノプチロライト(clinoptilolite)を含めた天然タイプも用いてよい。ゼオライトAは式:Na12〔(AlO12(SiO12〕・xHO(xは20〜30、特に27である)を有する。脱水ゼオライト(x=0〜10)も使用できる。好ましくは、アルミノシリケートは直径0.1〜10ミクロンの粒度を有する。
洗剤ビルダーは、前記シリケートおよびアルミノシリケートの代わりにまたはそれらに加えて、例えば、洗浄水中でミネラル、特にCaおよび/またはMg硬度のコントロールを助けるか、または表面から粒子汚れの除去を助ける上で、場合により本組成物中に含有させることができる。ビルダーは、硬度イオンと可溶性または不溶性錯体を形成する、イオン交換する、およびクリーニングされる物品の表面よりも硬度イオンを沈降させ易い表面を供するといった、様々なメカニズムにより働く。ビルダーのレベルは組成物の最終用途および物理的形態に応じて広く変わる。ビルダー入り洗剤は、典型的には少くとも約1%のビルダーを含む。液体処方物は、典型的には約5〜約50%、更に典型的には約5〜約35%のビルダーを含む。顆粒処方物は、洗剤組成物の典型的には約10〜約80重量%、更に典型的には約15〜約50%のビルダーを含む。それ以下または以上のレベルのビルダーが排除されるわけではない。例えば、ある洗剤添加物または高界面活性剤処方ではビルダーを含まない。
適切なビルダーは、ホスフェートおよびポリホスフェート、特にナトリウム塩;カーボネート、ビカーボネート、セスキカーボネート、およびナトリウムカーボネートまたはセスキカーボネート以外のカーボネート物質;酸、ナトリウム、カリウムまたはアルカノールアンモニウム塩形の有機モノ、ジ、トリおよびテトラカルボキシレート、特に水溶性非界面活性剤カルボキシレート、並びに脂肪族および芳香族タイプを含めた、オリゴマーまたは水溶性低分子量ポリマーカルボキシレート;およびフィチン酸からなる群より選択できる。これらは、例えばpH緩衝目的のためボレートにより、あるいは安定な界面活性剤および/またはビルダー含有洗剤組成物の工学処理に重要なサルフェート、特に硫酸ナトリウムおよび他のフィラーまたはキャリアにより補ってもよい。
ときには“ビルダー系”と称されるビルダー混合物が用いられ、典型的には2種以上の慣用的なビルダーを含んでいて、場合によりキラント、pH緩衝剤またはフィラーで補われるが、これら後者の物質は本明細書で物質の量を記載しているとき別にして通常考えられる。本洗剤中の界面活性剤およびビルダーの相対量について、好ましいビルダー系は約60:1〜約1:80の界面活性剤対ビルダーの重量比で典型的に処方される。ある好ましい洗濯洗剤は、0.90:1.0〜4.0:1.0、更に好ましくは0.95:1.0〜3.0:1.0の範囲で上記比率を有する。
法律で許される場合に好ましいP含有洗剤ビルダーには、トリポリホスフェート、ピロホスフェート、ガラス質ポリマーメタホスフェートで例示されるポリホスフェート、およびホスホネートのアルカリ金属、アンモニウムおよびアルカノールアンモニウム塩があるが、それらに限定されない。
適切なカーボネートビルダーには、1973年11月15日付で公開されたドイツ特許出願第2,321,001号明細書に開示されたようなアルカリ土類およびアルカリ金属カーボネートがあるが、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、およびトロナのような他のカーボネートミネラル、あるいは炭酸ナトリウムおよび炭酸カルシウムのいずれか好都合な複合塩、例えば無水である場合に組成2NaCO・CaCOを有するもの、更にはホウカイ石、アラレ石およびバテライトを含めた炭酸カルシウム、特に緻密なホウカイ石と比較して高い表面積を有する形も、例えば種晶としてまたは固形合成洗剤用として有用である。
適切な有機洗剤ビルダーには、水溶性非界面活性剤ジカルボキシレートおよびトリカルボキシレートを含めたポリカルボキシレート化合物がある。更に典型的には、ビルダーポリカルボキシレートは、多数のカルボキシレート基、好ましくは少くとも3つのカルボキシレートを有している。カルボキシレートビルダーは酸、部分的中性、中性または過剰塩基の形で処方できる。塩形のときには、ナトリウム、カリウムおよびリチウムのようなアルカリ金属、またはアルカノールアンモニウム塩が好ましい。ポリカルボキシレートビルダーには、オキシジサクシネートのようなエーテルポリカルボキシレート、1964年4月7日付BergのU.S.3,128,287および1972年1月18日付LambertiらのU.S.3,635,830参照;1987年5月5日付BushらのU.S.4,663,071の“TMS/TDS”ビルダー;U.S.3,923,679、3,835,163、4,158,635、4,120,874および4,102,903に記載されたような、環式および脂環式化合物を含めた他のエーテルカルボキシレートがある。
他の適切なビルダーは、エーテルヒドロキシポリカルボキシレート、無水マレイン酸とエチレンまたはビニルメチルエーテルとのコポリマー;1,3,5‐トリヒドロキシベンゼン‐2,4,6‐トリスルホン酸;カルボキシメチルオキシコハク酸;エチレンジアミン四酢酸およびニトリロ三酢酸のようなポリ酢酸の様々なアルカリ金属、アンモニウムおよび置換アンモニウム塩;メリット酸、コハク酸、ポリマレイン酸、ベンゼン‐1,3,5‐トリカルボン酸、カルボキシメチルオキシコハク酸およびそれらの可溶性塩である。
シトレート、例えばクエン酸およびその可溶性塩は、再生源からの利用性および生分解性のために、例えば重質液体洗剤で、重要なカルボキシレートビルダーである。シトレートは、特にゼオライトおよび/または積層シリケートと組合せて、顆粒組成物でも使用できる。オキシジサクシネートもこのような組成物および組合せで特に有用である。
認められている場合、特に手で洗濯する操作に用いられる固形物の処方では、ナトリウムトリポリホスフェート、ナトリウムピロホスフェートおよびナトリウムオルトホスフェートのようなアルカリ金属ホスフェートが使用できる。エタン‐1‐ヒドロキシ‐1,1‐ジホスホネートおよび他の公知ホスホネートのようなホスホネートビルダー、例えばU.S.3,159,581、3,213,030、3,422,021、3,400,148および3,422,137のものも使用でき、望ましいスケール防止性を有している。
ある洗浄界面活性剤またはそれらの短鎖ホモログもビルダー作用を有している。明確な式からみる目的で、それらが界面活性剤能力を有しているとき、これらの物質は洗浄界面活性剤として評価される。ビルダー機能にとり好ましいタイプは1986年1月28日付BushのU.S.4,566,984に開示された3,3‐ジカルボキシ‐4‐オキサ‐1,6‐ヘキサンジオエート類とその関連化合物で例示される。コハク酸ビルダーには、C‐C20アルキルおよびアルケニルコハク酸、およびその塩がある。サクシネートビルダーには、ラウリルサクシネート、ミリスチルサクシネート、パルミチルサクシネート、2‐ドデセニルサクシネート(好ましい)、2‐ペンタデセニルサクシネート等もある。ラウリルサクシネートは、1986年11月5日付で公開された欧州特許出願第86200690.5/0,200,263号明細書に記載されている。脂肪酸、例えばC12‐C18モノカルボン酸も、単独で、あるいは追加ビルダー活性を与えるために前記ビルダー、特にシトレートおよび/またはサクシネートビルダーと組合せて、界面活性剤/ビルダー物質として組成物中に配合できる。他の適切なポリカルボキシレートは、1979年3月13日付Crutchfield らのU.S.4,144,226および1967年3月7日付Diehl のU.S.3,308,067に開示されている。Diehl のU.S.3,723,322も参照。
使用しうる無機ビルダー物質の他のタイプは、式 (M)Ca(CO) (xおよびiは1〜15の整数であり、yは1〜10の整数であり、zは2〜25の整数であり、Mはカチオンである)を有しており、そのうち少くとも1種は水溶性であって、式Σ1-15(xにMの原子価を乗じる)+2y=2zが中性または“バランスのとれた”電荷を有するように満たされる。これらのビルダーはここでは“ミネラルビルダー”と称される。水和の水またはカーボネート以外のアニオンは、全電荷のバランスがとられているか、または中性であるならば、加えてもよい。このようなアニオンの電荷または原子価効果は、上記式の右側に付記されるべきである。好ましくは、水素、水溶性金属、水素、ホウ素、アンモニウム、ケイ素およびそれらの混合、更に好ましくはナトリウム、カリウム、水素、リチウム、アンモニウムおよびそれらの混合からなる群より選択される水溶性カチオンが存在しており、ナトリウムおよびカリウムが高度に好ましい。非カーボネートアニオンの非制限例には、クロリド、硫酸、フルオリド、酸素、ヒドロキシド、二酸化ケイ素、クロム酸、硝酸、ホウ酸およびそれらの混合からなる群より選択されるものがある。このタイプの好ましいビルダーは、それらの最も簡単な形で、NaCa(CO)、KCa(CO)、NaCa(CO)、NaKCa(CO)、NaKCa(CO)、KCa(CO)およびそれらの組合せからなる群より選択される。ここに記載されたビルダーで特に好ましい物質は、その様々な結晶形のNaCa(CO)である。上記タイプの適切なビルダーは、下記ミネラル:Afghanite、Andersonite、AshcroftineY、Beyerite、Borcarite、Burbankite、Butschliite、Cancrinite、Carbocernaite、Carletonite、Davyne、DonnayiteY、Fairchildite、Ferrisurite、Franzinite、Gaudefroyite、Gaylussite、Girvasite、Gregoryite、Jouravskite、KamphaugiteY、Kettnerite、Khanneshite、LepersonniteGd、Liotti
te、MckelveyiteY、Microsommite、Mroseite、Natrofairchildite、Nyerereite、RemonditeCe、Sacrofanite、Schrockingerite、Shortite、Surite、Tunisite、Tuscanite、Tyrolite、VishneviteおよびZemkorite のうちいずれか1つまたはそれらの組合せの天然または合成形で更に例示される。好ましいミネラル形にはNyerereite、FairchilditeおよびShortiteがある。
洗浄界面活性剤
本発明による洗剤組成物は、本明細書で共界面活性剤とも称される追加界面活性剤を更に含んでいることが好ましい。本発明の手法で製造された分岐鎖界面活性剤は、クリーニング組成物に単独でまたは他の洗浄界面活性剤と組み合わせて用いられることが理解されるべきである。典型的には、完全処方クリーニング組成物では、様々な汚れおよびしみに対して様々な使用条件下で広い規模のクリーニング性能を得るために、界面活性剤タイプの混合物を含有する。本分岐鎖界面活性剤の1つの利点は、他の公知界面活性剤タイプと組み合わせて容易に処方しうるそれらの能力である。約1〜約55重量%のレベルで典型的に用いられる追加界面活性剤の非制限例には、オレイルサルフェートのような不飽和サルフェート、C10‐C18アルキルアルコキシサルフェート(“AExS”、特にEO1‐7エトキシサルフェート)、C10‐C18アルキルアルコキシカルボキシレート(特にEO1‐5エトキシカルボキシレート)、C10‐C18グリセロールエーテルサルフェート、C10‐C18アルキルポリグリコシドおよびそれらの対応硫酸化ポリグリコシド、およびC12‐C18α‐スルホン化脂肪酸エステルがある。エトキシル化C10‐C18アルコールおよびアルキルフェノール(例えば、C10‐C18EO(1‐10))のようなノニオン性界面活性剤も使用できる。所望であれば、他の慣用的な界面活性剤、例えばC12‐C18ベタインおよびスルホベタイン(“スルタイン”)、C10‐C18アミンオキシドなども、全体組成物中に含有させてよい。C10‐C18N‐アルキルポリヒドロキシ脂肪酸アミドも使用できる。典型例には、C12‐C18N‐メチルグルカミドがある。WO9,206,154参照。他の糖誘導界面活性剤には、C10‐C18N‐(3‐メトキシプロピル)グルカミドのようなN‐アルコキシポリヒドロキシ脂肪酸アミドがある。N‐プロピル〜N‐ヘキシルC12‐C18グルカミドは、低起泡性向けに使用できる。C10‐C20慣用石鹸も用いてよい。高起泡性が望まれるならば、分岐鎖C10‐C16石鹸も用いてよい。洗濯洗剤組成物にしばしば用いられるC10‐C14アルキルベンゼンスルホネート(LAS)も、本分岐界面活性剤と併用できる。
様々なこれらの共界面活性剤が本発明の洗剤組成物に使用できる。アニオン性、ノニオン性、両性および双極性クラスおよび種のこれら共界面活性剤の典型的リストは、1972年5月23日付でNorrisに発行された米国特許第3,664,961号明細書に示されている。両性界面活性剤は"Amphoteric Surfactants, Second Edition",E.G.Lomax,Editor (Marcel Dekker,Inc.により1996年発行)でも詳細に記載されている。
本発明の洗濯洗剤組成物は、典型的には約0.1〜約35重量%、好ましくは約0.5〜約15%の共界面活性剤を含んでいる。選択される共界面活性剤は更に以下のように明記される。
(1)アニオン性共界面活性剤
典型的には約0.1〜約50重量%のレベルで本発明に有用なアニオン性共界面活性剤の非制限例には、慣用的なC11‐C18アルキルベンゼンスルホネート(“LAS”)、一級分岐鎖およびランダムC10‐C20アルキルサルフェート(“AS”)、式CH(CH(CHOSO )CHおよびCH(CH(CHOSO )CHCHのC10‐C18二級(2,3)アルキルサルフェート(xおよび(y+1)は少くとも約7、好ましくは少くとも約9の整数であり、Mは水溶性カチオン、特にナトリウムである)、不飽和サルフェート、例えばオレイルサルフェート、C10‐C18α‐スルホン化脂肪酸エステル、C10‐C18硫酸化アルキルポリグリコシド、C10‐C18アルキルアルコキシサルフェート(“AExS”、特にEO1‐7エトキシサルフェート)、C10‐C18アルキルアルコキシカルボキシレート(特にEO1‐5エトキシカルボキシレート)がある。C12‐C18ベタインおよびスルホベタイン(“スルタイン”)、C10‐C18アミンオキシドなども、全体組成物中に含有させてよい。C10‐C20慣用石鹸も用いてよい。高起泡性が望まれるならば、分岐鎖C10‐C16石鹸も用いてよい。他の慣用的で有用なアニオン性共界面活性剤は標準テキストに掲載されている。
本発明で有用なアルキルアルコキシサルフェート界面活性剤は、好ましくは式RO(A)SOMの水溶性塩または酸であり、ここでRは非置換C10‐C24アルキル、またはC10‐C24アルキル部分を有するヒドロキシアルキル基、好ましくはC12‐C18アルキルまたはヒドロキシアルキル、更に好ましくはC12‐C15アルキルまたはヒドロキシアルキルであり、Aはエトキシまたはプロポキシ単位であり、mはゼロより大きく、典型的には約0.5〜約6、更に好ましくは約0.5〜約3であり、MはHまたはカチオン、例えば金属カチオン(例えばナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、マグネシウムなど)、アンモニウムまたは置換アンモニウムカチオンである。アルキルエトキシル化サルフェートおよびアルキルプロポキシル化サルフェートが本発明では考えられる。置換アンモニウムカチオンの具体例には、エタノール‐、トリエタノール‐、メチル‐、ジメチル‐、トリメチル‐アンモニウムカチオン、並びにテトラメチルアンモニウムおよびジメチルピペリジニウムカチオンのような四級アンモニウムカチオン、並びにエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンのようなアルキルアミンから誘導されるもの、それらの混合物などがある。例示される界面活性剤は、C12‐C15アルキルポリエトキシレート(1.0)サルフェート(C12‐C15E(1.0)M)、C12‐C15アルキルポリエトキシレート(2.25)サルフェート(C12‐C15E(2.25)M)、C12‐C15アルキルポリエトキシレート(3.0)サルフェート(C12‐C15E(3.0)M)およびC12‐C15アルキルポリエトキシレート(4.0)サルフェート(C12‐C15E(4.0)M)であり、Mは便宜上ナトリウムおよびカリウムから選択される。
本発明で有用なアルキルサルフェート界面活性剤は、好ましくは式ROSOMの水溶性塩または酸であり、ここでRは好ましくはC10‐C24ヒドロカルビル、好ましくはC10‐C18アルキル部分を有するアルキルまたはヒドロキシアルキル、更に好ましくはC12‐C15アルキルまたはヒドロキシアルキルであり、MはHまたはカチオン、例えばアルカリ金属カチオン(例えばナトリウム、カリウム、リチウム)、アンモニウムまたは置換アンモニウム(例えばメチル‐、ジメチル‐およびトリメチルアンモニウムカチオン、並びにテトラメチルアンモニウムおよびジメチルピペリジニウムカチオンのような四級アンモニウムカチオン、並びにエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンのようなアルキルアミンから誘導される四級アンモニウムカチオン、およびそれらの混合物など)である。
用いられる他の適切なアニオン性界面活性剤は、"The Journal of the American Oil Chemists Society",52 (1975),pp.323-329 に従い気体SOでスルホン化されたC‐C20カルボン酸(即ち、脂肪酸)の直鎖エステルを含めた、アルキルエステルスルホネート界面活性剤である。適切な出発物質には、獣脂、パーム油などから誘導されるような天然脂肪物質がある。
特に洗濯適用向けに好ましいアルキルエステルスルホネート界面活性剤には、下記構造式のアルキルエステルスルホネート界面活性剤がある:
‐CH(SOM)‐C(O)‐OR
上記式中RはC‐C20ヒドロカルビル、好ましくはアルキル、またはそれらの組合せであり、RはC‐Cヒドロカルビル、好ましくはアルキル、またはそれらの組合せであり、Mはアルキルエステルスルホネートと水溶性塩を形成するカチオンである。適切な塩形成カチオンには、ナトリウム、カリウムおよびリチウムのような金属、置換または非置換アンモニウムカチオン、例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンがある。好ましくはRはC10‐C16アルキルであり、Rはメチル、エチルまたはイソプロピルである。RがC10‐C16アルキルであるメチルエステルスルホネートが特に好ましい。
洗浄目的に有用な他のアニオン性共界面活性剤も、本発明の洗濯洗剤組成物中に含有させることができる。これらには、石鹸の塩(例えばナトリウム、カリウム、アンモニウムおよび置換アンモニウム塩、例えばモノ、ジおよびトリエタノールアミン塩を含む)、C‐C22一級または二級アルカンスルホネート、C‐C24オレフィンスルホネート、例えば英国特許明細書第1,082,179号に記載されたようにアルカリ土類金属シトレートの熱分解産物のスルホン化により製造されるスルホン化ポリカルボン酸、C‐C24アルキルポリグリコールエーテルサルフェート(10モル以内のエチレンオキシドを含む);アルキルグリセロールスルホネート、脂肪アシルグリセロールスルホネート、脂肪オレオイルグリセロールサルフェート、アルキルフェノールエチレンオキシドエーテルサルフェート、パラフィンスルホネート、アルキルホスフェート、アシルイセチオネートのようなイセチオネート、N‐アシルタウレート、アルキルサクシナメートおよびスルホサクシネート、スルホサクシネートのモノエステル(特に飽和および不飽和C12‐C18モノエステル)およびスルホサクシネートのジエステル(特に飽和および不飽和C‐C12ジエステル)、アルキルポリグルコシドのサルフェートのようなアルキル多糖のサルフェート(ノニオン性非硫酸化合物は以下で記載されている)、式RO(CHCHO)‐CHCOO(RはC‐C22アルキルであり、kは0〜10の整数であり、Mは可溶性塩形成カチオンである)のようなアルキルポリエトキシカルボキシレートがある。ロジン、水素添加ロジン、およびトール油中に存在するかまたはそれから誘導される樹脂酸および水素添加樹脂酸のような樹脂酸および水素添加樹脂酸も適切である。更に、例は"Surface Active Agents and Detergents" (Vol.I and II,Schwartz, Perry and Berch)に記載されている。様々なこのような界面活性剤は、1975年12月30日付で発行されたLaughlinらの米国特許第3,929,678号明細書の第23欄58行目〜第29欄23行目でも一般的に開示されている(参考のため本明細書に組み込まれる)。
好ましいジサルフェート界面活性剤は下記式を有している:
Figure 2007016246
上記式中Rは鎖長C‐C28、好ましくはC‐C24、最も好ましくはC‐C20のアルキル、置換アルキル、アルケニル、アリール、アルカリール、エーテル、エステル、アミンまたはアミド基、または水素である;AおよびBは独立して鎖長C‐C28、好ましくはC‐C、最も好ましくはCまたはCのアルキル、置換アルキルおよびアルケニル基、または共有結合から選択され、AおよびBは全部で少くとも2つの原子を含んでいる;A、BおよびRは全部で4〜約31の炭素原子を含んでいる;XおよびYはサルフェートおよびスルホネートからなる群より選択されるアニオン基であるが、但しXまたはYのうち少くとも1つはサルフェート基である;Mはカチオン部分、好ましくは置換または非置換アンモニウムイオン、あるいはアルカリまたはアルカリ土類金属イオンである。
最も好ましいジサルフェート界面活性剤は、上記式において、Rが鎖長C10‐C18のアルキル基であり、AおよびBが独立してCまたはCであり、XおよびYは双方ともサルフェート基であり、Mはカリウム、アンモニウムまたはナトリウムイオンである。
ジサルフェート界面活性剤は、典型的には洗剤組成物の約0.1〜約50重量%、好ましくは約0.1〜約35%、最も好ましくは約0.5〜約15%の配合レベルで存在する。
本発明で好ましいジサルフェート界面活性剤には以下のものがある:
(a)1,3‐ジサルフェート化合物、好ましくは1,3 C7‐C23(即ち、分子中の総炭素数)直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニルジサルフェート、更に好ましくは下記式を有する化合物:
Figure 2007016246
上記式中Rは鎖長約C‐約C18の直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニル基である;
(b)1,4‐ジサルフェート化合物、好ましくは1,4 C8‐C22直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニルジサルフェート、更に好ましくは下記式を有する化合物:
Figure 2007016246
上記式中Rは鎖長約C‐約C18の直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニル基であり、好ましいRはオクタニル、ノナニル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシルおよびそれらの混合から選択される;および
(c)1,5‐ジサルフェート化合物、好ましくは1,5 C9‐C23直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニルジサルフェート、更に好ましくは下記式を有する化合物:
Figure 2007016246
上記式中Rは鎖長約C‐約C18の直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルケニル基である。
あるジサルフェート界面活性剤の公知合成法では、一般的に、主要出発物質としてアルキルまたはアルケニルコハク酸無水物を用いる。これは最初に還元ステップに付されて、そこからジオールが得られる。その後、ジオールは硫酸化ステップに付されて、二硫酸化生成物を生じる。例として、US‐A‐3,634,269では、アルケニルコハク酸無水物を水素化リチウムアルミニウムで還元して、アルケニルまたはアルキルジオールを作り、その後硫酸化することにより製造される、2‐アルキルまたはアルケニル‐1,4‐ブタンジオールジサルフェートについて記載している。加えて、US‐A‐3,959,334およびUS‐A‐4,000,081でも、アルケニルコハク酸無水物を水素化リチウムアルミニウムで還元して、アルケニルまたはアルキルジオールを作り、その後硫酸化することからなる方法を用いて製造される、2‐ヒドロカルビル‐1,4‐ブタンジオールジサルフェートについて記載している。
アルケニルコハク酸無水物を水素化リチウムアルミニウムで還元して、アルケニルまたはアルキルジオールを作り、その後エトキシル化してから硫酸化することにより製造される、2‐アルキルまたはアルケニル‐1,4‐ブタンジオールエトキシレートジサルフェートについて記載する、US‐A‐3,832,408およびUS‐A‐3,860,625も参照。
これらの化合物は、下記ステップからなる、全部で少くとも5つの炭素原子をもつ1以上の炭素鎖置換基を有した置換環式無水物からジサルフェート界面活性剤を合成する方法により作ってもよい:
(i)上記置換環式無水物を還元して、ジオールを形成させ、および
(ii)上記ジオールを硫酸化して、ジサルフェートを形成する。
上記において、上記還元ステップでは遷移金属含有水素化触媒の存在下において加圧下で水素化を行う。
本発明で含有されるとき、本発明の洗濯洗剤組成物は典型的には約0.1〜約50重量%、好ましくは約1〜約40%のアニオン性界面活性剤を含む。
(2)ノニオン性共界面活性剤
典型的には約0.1〜約50重量%のレベルで本発明に有用なノニオン性共界面活性剤の非制限例には、アルコキシル化アルコール(AE)およびアルキルフェノール、ポリヒドロキシ脂肪酸アミド(PFAA)、アルキルポリグリコシド(APG)、C10‐C18グリセロールエーテルなどがある。
更に詳しくは、一級および二級脂肪族アルコールと約1〜約25モルのエチレンオキシドとの縮合産物(AE)が、本発明でノニオン性界面活性剤として使用に適している。脂肪族アルコールのアルキル鎖は直鎖または分岐、一級または二級であって、通常約8〜約22の炭素原子を含んでいる。炭素原子約8〜約20、更に好ましくは炭素原子約10〜約18のアルキル鎖を有するアルコールと、アルコール1モル当たり約1〜約10モル、好ましくは2〜7モル、最も好ましくは2〜5モルのエチレンオキシドとの縮合産物が好ましい。このタイプの特に好ましいノニオン性界面活性剤は、アルコール1モル当たり3〜12モルのエチレンオキシドを含むC‐C15一級アルコールエトキシレート、特にアルコール1モル当たり5〜10モルのエチレンオキシドを含むC12‐C15一級アルコールである。
このタイプの市販ノニオン性界面活性剤の例には、双方ともUnion Carbide Corporation から販売されるTergitolTM15‐S‐9(C11‐C15直鎖アルコールとエチレンオキシド9モルとの縮合産物)およびTergitolTM24‐L‐6NMW(C12‐C14一級アルコールとエチレンオキシド6モルとの、狭い分子量分布の縮合産物);Shell Chemical Companyから販売されるNeodolTM45‐9(C14‐C15直鎖アルコールとエチレンオキシド9モルとの縮合産物)、NeodolTM23‐3(C12‐C13直鎖アルコールとエチレンオキシド3モルとの縮合産物)、NeodolTM45‐7(C14‐C15直鎖アルコールとエチレンオキシド7モルとの縮合産物)およびNeodolTM45‐5(C14‐C15直鎖アルコールとエチレンオキシド5モルとの縮合産物);The Procter & Gamble Companyから販売されるKyroTMEOB(C13‐C15アルコールとエチレンオキシド9モルとの縮合産物);
Hoechst から販売されるGenapol LA O3OまたはO5O(C12‐C14アルコールとエチレンオキシド3または5モルとの縮合産物)がある。これらのAEノニオン性界面活性剤におけるHLBの好ましい範囲は8〜17、最も好ましくは8〜14である。プロピレンオキシドおよびブチレンオキシドとの縮合物も用いてよい。
本発明で使用上好ましいノニオン性共界面活性剤のもう1つのクラスは、下記式のポリヒドロキシ脂肪酸アミド界面活性剤である:
Figure 2007016246
上記式中RはHであるか、あるいはC1-4 ヒドロカルビル、2‐ヒドロキシエチル、2‐ヒドロキシプロピルまたはそれらの混合であり、RはC5-31ヒドロカルビルであり、Zは直鎖ヒドロカルビルとその鎖に直接結合された少くとも3つのヒドロキシルとを有するポリヒドロキシヒドロカルビル、またはそのアルコキシル化誘導体である。好ましくは、Rはメチルであり、Rは直鎖C11-15 アルキルまたはC15-17 アルキルまたはアルケニル鎖、例えばココナツアルキル、またはそれらの混合であり、Zは還元アミノ化反応でグルコース、フルクトース、マルトース、ラクトースのような還元糖から誘導される。典型例にはC12‐C18およびC12‐C14N‐メチルグルカミドがある。U.S.5,194,639および5,298,636参照。N‐アルコキシポリヒドロキシ脂肪酸アミドも用いてよい;U.S.5,489,393参照。
本発明のノニオン性共界面活性剤として、炭素原子約6〜約30、好ましくは炭素原子約10〜約16の疎水基、および約1.3〜約10、好ましくは約1.3〜約3、最も好ましくは約1.3〜約2.7の糖単位をもつ多糖、例えばポリグリコシドの親水基を有する、1986年1月21日付で発行されたLlenado の米国特許第4,565,647号明細書に開示されたようなアルキル多糖も有用である。5または6つの炭素原子を有する還元糖も使用でき、例えばグルコース、ガラクトースおよびガラクトシル部分もグルコシル部分の代わりに用いることができる(場合により、疎水基が2、3、4位などに結合されて、グルコシドまたはガラクトシドとは対照的にグルコースまたはガラクトースを与える)。例えば、新たな糖単位の1つの位置と先の糖単位の2、3、4および/または6位との間に、糖間結合が存在していてもよい。
好ましいアルキルポリグリコシドは下記式を有している:
O(C2nO)(グリコシル)
上記式中Rはアルキル、アルキルフェニル、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアルキルフェニルおよびそれらの混合からなる群より選択される(アルキル基は約10〜約18、好ましくは約12〜約14の炭素原子を有する);nは2または3、好ましくは2である;tは0〜約10、好ましくは0である;xは約1.3〜約10、好ましくは約1.3〜約3、最も好ましくは約1.3〜約2.7である。グリコシルは、好ましくはグルコースから誘導される。これらの化合物を製造するためには、アルコールまたはアルキルポリエトキシアルコールが最初に形成され、その後グルコースまたはグルコース源と反応させて、グルコシド(1位に結合)を形成させる。追加グリコシル単位も、それらの1位と先のグリコシル単位の2、3、4および/または6位、好ましくは主に2位との間で結合させてよい。このタイプの化合物および洗剤でのそれらの使用は、EP‐B‐0 070 077、0 075 996および0 094 118に開示されている。
アルキルフェノールのポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブチレンオキシド縮合物も本発明の界面活性剤系のノニオン性界面活性剤として使用に適しており、ポリエチレンオキシド縮合物が好ましい。これらの化合物には、直鎖または分岐鎖配置で炭素原子約6〜約14、好ましくは炭素原子約8〜約14のアルキル基を有するアルキルフェノールと、アルキレンオキシドとの縮合産物がある。好ましい態様において、エチレンオキシドは、アルキルフェノール1モル当たり約2〜約25モル、更に好ましくは約3〜約15モルのエチレンオキシドに相当する量で存在する。このタイプの市販ノニオン性界面活性剤には、GAF Corporationから販売されるIgepalTMCO‐630、すべてRohm & Haas Company から販売されるTritonTMX‐45、X‐114、X‐100およびX‐102がある。これらの界面活性剤はアルキルフェノールアルコキシレート(例えば、アルキルフェノールエトキシレート)と通常称される。
プロピレンオキシドとプロピレングリコールとの縮合により形成された疎水性ベースと、エチレンオキシドとの縮合産物も、本発明で追加ノニオン性界面活性剤として使用に適している。これら化合物の疎水性部分は、好ましくは約1500〜約1800の分子量を有しており、非水溶性を示す。この疎水性部分へのポリオキシエチレン部分の付加は全体として分子の水溶性を増加させる傾向にあり、ポリオキシエチレン含有率が縮合産物の全重量の約50%となり、それが約40モル以内のエチレンオキシドとの縮合に相当するところまでに、産物の液体性が留められる。このタイプの化合物の例には、BASFから販売されるある種の市販PluronicTM界面活性剤がある。
本発明のノニオン性界面活性剤系のノニオン性界面活性剤として、プロピレンオキシドおよびエチレンジアミンの反応から得られる生成物とエチレンオキシドとの縮合産物も使用に適している。これら産物の疎水性部分はエチレンジアミンおよび過剰プロピレンオキシドの反応産物からなり、通常約2500〜約3000の分子量を有する。この疎水性部分は、縮合産物が約40〜約80重量%のポリオキシエチレンを含んで、約5000〜約11,000の分子量を有する程度まで、エチレンオキシドと縮合される。このタイプのノニオン性界面活性剤の例には、BASFから販売されるある種の市販TetronicTM化合物がある。 アミンオキシド界面活性剤も好ましいノニオン系である。本発明の組成物は下記一般式Iによるアミンオキシドを含んでいてもよい:
(EO)(PO)(BO)N(O)(CHR′)・qHO (I)
一般的に、構造(I)は1つの長鎖部分R(EO)(PO)(BO)および2つの短鎖部分CHR′を有することがわかる。R′は好ましくは水素、メチルおよび‐CHOHから選択される。一般的に、Rは飽和または不飽和の一級または分岐ヒドロカルビル部分であり、好ましくはRは一級アルキル部分である。x+y+z=0のとき、Rは約8〜約18の鎖長を有するヒドロカルビル部分である。x+y+zが0以外であるとき、Rはそれよりやや長く、C12‐C24範囲の鎖長を有する。その一般式には、x+y+z=0、R=C‐C18、R′=Hおよびq=0〜2、好ましくは2であるアミンオキシドも包含している。これらのアミンオキシドは、参考のため本明細書に組み込まれる米国特許第5,075,501号および第5,071,594号に開示されているような、C12-14 アルキルジメチルアミンオキシド、ヘキサデシルジメチルアミンオキシド、オクタデシルアミンオキシドおよびそれらの水和物、特に二水和物により例示される。
本発明には、x+y+zが0以外、特にx+y+zが約1〜約10であり、Rが8〜約24の炭素、好ましくは約12〜約16の炭素原子を含む一級アルキル基であるアミンオキシドも包含している;これらの態様において、y+zは好ましくは0、xは好ましくは約1〜約6、更に好ましくは約2〜約4であり、EOはエチレンオキシを表し、POはプロピレンオキシを表し、BOはブチレンオキシを表す。このようなアミンオキシドは、慣用的な合成法により、例えばアルキルエトキシサルフェートとジメチルアミンとの反応、その後過酸化水素でのエトキシル化アミンの酸化により製造できる。
本発明で高度に好ましいアミンオキシドは環境温度で溶液である。本発明で使用に適したアミンオキシドは、Akzo Chemie, Ethyl Corp., およびProcter & Gambleを含めたいくつかの供給業者により商業生産されている。別なアミンオキシド製造業者については、McCutcheon's編集物およびKirk-Othmer レビュー論文参照。
ある好ましい態様においてR′はHであるが、Hよりやや大きなR′を有してもよい許容性がある。特に、本発明には、R′がCHOHである態様、例えばヘキサデシルビス(2‐ヒドロキシエチル)アミンオキシド、タロービス(2‐ヒドロキシエチル)アミンオキシド、ステアリルビス(2‐ヒドロキシエチル)アミンオキシド、オレイルビス(2‐ヒドロキシエチル)アミンオキシド、ドデシルジメチルアミンオキシド二水和物も更に包含している。
(3)カチオン性共界面活性剤
典型的には約0.1〜約50重量%のレベルで本発明に有用なカチオン性共界面活性剤の非制限例には、コリンエステルタイプクアット(quat)およびアルコキシル化四級アンモニウム(AQA)界面活性剤化合物などがある。
界面活性剤系の成分として有用なカチオン性共界面活性剤はカチオン性コリンエステルタイプクアット界面活性剤であり、これは好ましくは界面活性剤の性質を有する水分散性化合物であって、少くとも1つのエステル(即ち‐COO‐)結合および少くとも1つの正荷電基を有している。コリンエステル界面活性剤を含めた適切なカチオン性エステル界面活性剤は、例えば米国特許第4,228,042号、第4,239,660号および第4,260,529号明細書に開示されている。
好ましいカチオン性エステル界面活性剤には、下記式を有するものがある:
Figure 2007016246
上記式中RはC‐C31直鎖または分岐アルキル、アルケニルまたはアルカリール鎖、またはM(R)(CHである;XおよびYは独立してCOO、OCO、O、CO、OCOO、CONH、NHCO、OCONHおよびNHCOOからなる群より選択され、XまたはYのうち少くとも1つはCOO、OCO、OCOO、OCONHまたはNHCOO基である;R、R、R、R、RおよびRは独立して1〜4の炭素原子を有するアルキル、アルケニル、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアルケニルおよびアルカリール基からなる群より選択される;Rは独立してHまたはC‐Cアルキル基である;m、n、sおよびtの数値は独立して0〜8の範囲であり、bの数値は0〜20の範囲であり、a、uおよびvの数値は独立して0または1であるが、但しuまたはvのうち少くとも1つは1でなければならない;Mは対アニオンである。
好ましくはR、RおよびRは独立してCHおよびCHCHOHから選択される。
好ましくは、Mはハライド、メチル硫酸、サルフェートおよびナイトレート、更に好ましくはメチル硫酸、クロリド、ブロミドまたはヨージドからなる群より選択される。
好ましい水分散性カチオン性エステル界面活性剤は、下記式を有するコリンエステルである:
Figure 2007016246
上記式中RはC11‐C19直鎖または分岐アルキル鎖である。
このタイプの特に好ましいコリンエステルには、ステアロイルコリンエステル四級メチルアンモニウムハライド(R=C17アルキル)、パルミトイルコリンエステル四級メチルアンモニウムハライド(R=C15アルキル)、ミリストイルコリンエステル四級メチルアンモニウムハライド(R=C13アルキル)、ラウロイルコリンエステル四級メチルアンモニウムハライド(R=C11アルキル)、ココイルコリンエステル四級メチルアンモニウムハライド(R=C11‐C13アルキル)、タローイルコリンエステル四級メチルアンモニウムハライド(R=C15‐C17アルキル)およびそれらの混合物がある。
上記の特に好ましいコリンエステルは、酸触媒の存在下において、ジメチルアミノエタノールによる望ましい鎖長の脂肪酸の直接エステル化から製造してもよい。次いで反応産物は、好ましくはエタノール、プロピレングリコールのような溶媒、または好ましくは脂肪アルコールエトキシレート、例えばモル当たり3〜50エトキシ基のエトキシル化度を有するC10‐C18脂肪アルコールエトキシレートの存在下において、メチルハライドで四級化されて、望ましいカチオン性物質を形成する。それらは、酸触媒物質の存在下において、2‐ハロエタノールと一緒に、望ましい鎖長の長鎖脂肪酸の直接エステル化により製造してもよい。次いで反応産物はトリメチルアミンで四級化されて、望ましいカチオン性物質を形成する。
他の適切なカチオン性エステル界面活性剤は下記構造式を有しており、そこでdは0〜20である:
Figure 2007016246
好ましい面において、これらのカチオン性エステル界面活性剤は洗濯洗浄法の条件下で加水分解性である。
本発明で有用なカチオン性共界面活性剤には、下記式を有するアルコキシル化四級アンモニウム(AQA)界面活性剤化合物(以下、“AQA化合物”と称される)もある:
Figure 2007016246
上記式中Rは約8〜約18の炭素原子、好ましくは10〜約16の炭素原子、最も好ましくは約10〜約14の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキルまたはアルケニル部分である;Rは1〜3の炭素原子を含むアルキル基、好ましくはメチルである;RおよびRは独立しており、水素(好ましい)、メチルおよびエチルから選択される;Xは電気的中性を呈する上で十分なクロリド、ブロミド、メチル硫酸、サルフェートなどのようなアニオンである。AおよびA′は独立しており、各々C‐Cアルコキシ、特にエトキシ(即ち、‐CHCHO‐)、プロポキシ、ブトキシおよび混合エトキシ/プロポキシから選択される;pは0〜約30、好ましくは1〜約4であり、qは0〜約30、好ましくは1〜約4、最も好ましくは約4であって、好ましくはpおよびqは双方とも1である。本発明で有用なこのタイプのカチオン性共界面活性剤について記載した、1979年5月30日付で公開されたThe Procter & Gamble CompanyのEP2,084も参照。
ヒドロカルビル置換基RがC‐C11、特にC10であるAQA化合物は、それより長い鎖長の物質と比較して、特に冷水条件下で、洗濯顆粒の溶解速度を高める。したがって、C‐C11AQA界面活性剤も一部の業者にとっては好ましい。最終洗濯洗剤組成物を製造するために用いられるAQA界面活性剤のレベルは、約0.1〜約5重量%、典型的には約0.45〜約2.5%である。
前記によると、以下が本発明で用いられるAQA界面活性剤の非制限的な具体例である。AQA界面活性剤についてここで記されたアルコキシル化度は、慣用的なエトキシル化ノニオン性界面活性剤に関する慣例に従い、平均として報告されていることが、理解されるべきである。これは、エトキシル化反応が異なるエトキシル化度の物質の混合物を典型的に生じるためである。そのため、整数よりも全EO値で、例えば“EO2.5”、“EO3.5”などで報告する方が一般的である。
Figure 2007016246
Figure 2007016246
本発明で好ましいビスエトキシル化カチオン性界面活性剤は、Akzo Nobel Chemicals Companyから商品名ETHOQUADで市販されている。
本発明で使用上高度に好ましいビスAQA化合物は下記式である:
Figure 2007016246
上記式中RはC10‐C18ヒドロカルビルおよびそれらの混合、好ましくはC10、C12、C14アルキルおよびそれらの混合であり、Xは電荷バランスをとる上で好都合なアニオン、好ましくはクロリドである。上記の一般的AQA構造に関して、好ましい化合物では、Rがココナツ(C12‐C14アルキル)フラクション脂肪酸から誘導され、Rがメチルであり、ApRおよびA′qRが各々モノエトキシであるため、この好ましいタイプの化合物は上記リストで“ココMeEO2”または“AQA‐1”と称されている。
他の好ましいAQA化合物には下記式の化合物がある:
Figure 2007016246
上記式中RはC10‐C18ヒドロカルビル、好ましくはC10‐C14アルキルであり、独立してpは1〜約3であり、qは1〜約3であり、RはC‐Cアルキル、好ましくはメチルであり、Xはアニオン、好ましくはクロリドである。
前記タイプの他の化合物には、エトキシ(CHCHO)単位(EO)がブトキシ(Bu)、イソプロポキシ〔CH(CH)CHO〕および〔CHCH(CH)O〕単位(i‐Pr)またはn‐プロポキシ単位(Pr)、あるいはEOおよび/またはPrおよび/またはi‐Pr単位の混合で置き換えられたものもある。
以下では本発明の組成物で用いられる様々な他の補助成分を説明しているが、その限定のためではない。中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤とこのような補助組成物成分との組合せは慣用的技術を用いて液体、ゲル、固形物などの形態の最終製品として供されるが、顆粒洗濯洗剤の製造には最良の性能を発揮させるために一部の特別な処理技術を要する。したがって、洗濯顆粒の製法は業者の便宜のために後の顆粒製造セクション(下記)で別に記載されている。
追加カチオン性共界面活性剤は、例えば"Surfactant Science Series,Volume 4,Cationic Surfactants" または"Industrial Surfactants Handbook" に記載されている。これらの文献に記載された有用なカチオン性界面活性剤のクラスには、アミドクアット(即ち、Lexquat AMG & Schercoquat CAS)、グリシジルエーテルクアット(即ち、Cyostat 609 )、ヒドロキシアルキルクアット(即ち、Dehyquart E)、アルコキシプロピルクアット(即ち、Tomah Q-17-2)、ポリプロポキシクアット(即ち、Emcol CC-9)、環式アルキルアンモニウム化合物(即ち、ピリジニウムまたはイミダゾリニウムクアット)および/またはベンザルコニウムクアットがある。
ポリマー汚れ放出剤‐以下で“SRA”と称される公知のポリマー汚れ放出剤も、場合により本洗剤組成物に用いることができる。利用されるならば、SRAは組成物の通常0.01〜10.0重量%、典型的には0.1〜5%、好ましくは0.2〜3.0%である。
好ましいSRAは、ポリエステルおよびナイロンのような疎水性繊維の表面を親水化させる親水性セグメントと、疎水性繊維上に付いて、洗浄およびすすぎサイクルの終了までそれに付着し続け、こうして親水性セグメントのアンカーとして働く疎水性セグメントとを典型的に有する。これにより、SRAでの処理後に生じる汚れを、後の洗浄操作でより容易に洗い落とすことができる。
SRAは様々な荷電、例えばアニオンまたはカチオン(U.S.4,956,447参照)並びに非荷電モノマー単位を含み、構造は直鎖、分岐でもまたは星形でもよい。それらは、分子量をコントロールするか、または物理的もしくは界面活性を変える上で特に有効な、キャップ部分を含んでいてもよい。構造および荷電分布は、異なる繊維またはテクスタイルタイプへの適用向けと、様々な洗剤または洗剤添加製品向けに調整してもよい。
好ましいSRAには、しばしばチタン(IV)アルコキシドのような金属触媒での、少くとも1回のエステル交換/オリゴマー化を伴うプロセスにより典型的に製造される、オリゴマーテレフタレートエステルがある。このようなエステルは、密に架橋された全体構造をもちろん形成することなく、1、2、3、4またはそれ以上の位置でエステル構造中に組み込める追加モノマーを用いて作られる。
適切なSRAには、例えば1990年11月6日付J.J.ScheibelおよびE.P.Gosselink のU.S.4,968,451に記載されているような、テレフタロイルおよびオキシアルキレンオキシ反復単位のオリゴマーエステル主鎖、およびその主鎖に共有結合されたアリル誘導スルホン化末端部分から構成される、実質的に直鎖のエステルオリゴマーのスルホン化産物〔このようなエステルオリゴマーは、(a)アリルアルコールをエトキシル化し、(b)2段階エステル交換/オリゴマー化操作で(a)の産物をジメチルテレフタレート(“DMT”)および1,2‐プロピレングリコール(“PG”)と反応させ、および(c)(b)の産物を水中でメタ重亜硫酸ナトリウムと反応させることにより製造できる〕;1987年12月8日付Gosselink らのU.S.4,711,730のノニオン性末端キャップ化1,2‐プロピレン/ポリオキシエチレンテレフタレートポリエステル、例えばポリ(エチレングリコール)メチルエーテル、DMT、PGおよびポリ(エチレングリコール)(“PEG”)のエステル交換/オリゴマー化により産生されるもの;1988年1月26日付Gosselink のU.S.4,721,580の部分および完全アニオン性末端キャップ化オリゴマーエステル、例えばエチレングリコール(“EG”)、PG、DMTおよび3,6‐ジオキサ‐8‐ヒドロキシオクタンスルホン酸Naからのオリゴマー;例えばDMT、Meキャップ化PEGおよびEGおよび/またはPG、またはDMT、EGおよび/またはPG、Meキャップ化PEGおよびジメチル‐5‐スルホイソフタル酸 Naの組合せから産生される、1987年10月27日付Gosselink のU.S.4,702,857のノニオン性キャップ化ブロックポリエステルオリゴマー化合物;1989年10月31日付Maldonado 、Gosselink らのU.S.4,877,896のアニオン性、特にスルホアロイル末端キャップ化テレフタレートエステルがあり、後者は洗濯および布帛コンディショニング製品の双方で有用な SRAの代表であって、例はm‐スルホ安息香酸一ナトリウム塩、PGおよびDMTから作られるエステル組成物であるが、場合により、但し好ましくはPEG、例えばPEG3400を更に加える。
SRAには、エチレンテレフタレートまたはプロピレンテレフタレートとポリエチレンオキシドまたはポリプロピレンオキシドテレフタレートとの単純コポリマーブロック(1976年5月25日付HaysのU.S.3,959,230および1975年7月8日付Basadur のU.S.3,893,929号参照);Dow からMETHOCELとして市販されているヒドロキシエーテルセルロースポリマーのようなセルロース誘導体;C‐CアルキルセルロースおよびCヒドロキシアルキルセルロース(1976年12月28日付Nicol らのU.S.4,000,093参照)も含む。ポリ(ビニルエステル)疎水性セグメントで特徴付けられる適切なSRAには、ポリ(ビニルエステル)、例えばC‐Cビニルエステルのグラフトコポリマー、好ましくはポリアルキレンオキシド主鎖にグラフト化されたポリ(ビニルアセテート)がある。1987年4月22日付で公開されたKud らの欧州特許出願第0,219,048号明細書参照。市販例には、BASF,ドイツから入手できるSOKALAN HP‐22のようなSOKALAN SRAがある。他のSRAは、平均分子量300〜5000のポリオキシエチレングリコールから誘導される、90〜80重量%のポリオキシエチレンテレフタレートと一緒に10〜15重量%のエチレンテレフタレートを含んだ反復単位のポリエステルである。市販例には、Dupontの ZELCON 5126およびICIのMILEASE Tがある。
もう1つの好ましいSRAは、1つのスルホイソフタロイル単位、5つのテレフタロイル単位、所定比率、好ましくは約0.5:1〜約10:1でオキシエチレンオキシおよびオキシ‐1,2‐プロピレンオキシ単位、および2‐(2‐ヒドロキシエトキシ)エタンスルホン酸ナトリウムから誘導される2つの末端キャップ単位を含んだオリゴマーのように、実験式(CAP)(EG/PG)(T)(SIP)を有するオリゴマーであり、これはテレフタロイル(T)、スルホイソフタロイル(SIP)、オキシエチレンオキシおよびオキシ‐1,2‐プロピレン(EG/PG)単位を含んでいて、末端キャップ(CAP)、好ましくは修飾イセチオネートで終わることが好ましい。上記SRAは、好ましくは、オリゴマーの0.5〜20重量%の結晶性減少安定剤、例えば直鎖ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのようなアニオン性界面活性剤、またはキシレン‐、クメン‐およびトルエン‐スルホネートまたはそれらの混合物から選択されるものを更に含んでおり、これらの安定剤または調整剤はすべて1995年5月16日付で発行されたGosselink,Pan,Kellett およびHallのU.S.5,415,807に開示されているように合成ポット中に導入される。上記SRAの適切なモノマーには、2‐(2‐ヒドロキシエトキシ)エタンスルホン酸Na、DMT、ジメチル‐5‐スルホイソフタル酸Na、EGおよびPGがある。
好ましいSRAの更にもう1つのグループは、(1)(a)ジヒドロキシスルホネート、ポリヒドロキシスルホネート、エステル結合が形成されて分岐オリゴマー主鎖を作るような少くとも三官能性の単位、およびそれらの組合せからなる群より選択される少くとも1つの単位;(b)テレフタロイル部分である少くとも1つの単位;および(c)1,2‐オキシアルキレンオキシ部分である少くとも1つの非スルホン化単位を含む主鎖、並びに(2)ノニオン性キャップ単位、アニオン性キャップ単位、例えばアルコキシル化、好ましくはエトキシル化イセチオネート、アルコキシル化プロパンスルホネート、アルコキシル化プロパンジスルホネート、アルコキシル化フェノールスルホネート、スルホアロイル誘導体およびそれらの混合から選択される1以上のキャップ単位を含んだオリゴマーエステルである。このようなエステルの中では、下記実験式のものが好ましい:
〔(CAP)x(EG/PG)y′(DEG)y″(PEG)y″′(T)z(SIP)z′(SEG)q(B)m〕
上記式中CAP、EG/PG、PEG、TおよびSIPは前記のとおりであり、(DEG)はジ(オキシエチレン)オキシ単位を表す;(SEG)はグリセリンおよび関連部分単位のスルホエチルエーテルから誘導される単位を表す;(B)は、エステル結合が形成されて分岐オリゴマー主鎖となるように、少くとも三官能性である分岐単位を表す;xは約1〜約12である;y′は約0.5〜約25である;y″は0〜約12である;y"'は0〜約10である;y′+y″+y"'は合計で約0.5〜約25である;zは約1.5〜約25である;z′は0〜約12である;z+z′は合計で約1.5〜約25である;qは約0.05〜約12である;mは約0.01〜約10である;x、y′、y″、y"'、z、z′、qおよびmは上記エステルのモル当たりにおける対応した単位の平均モル数を表し、上記エステルは約500〜約5000の分子量を有する。
上記エステルで好ましいSEGおよびCAPモノマーには、2‐(2,3‐ジヒドロキシプロポキシ)エタンスルホン酸Na(“SEG”)、2‐〔2‐(2‐ヒドロキシエトキシ)エトキシ〕エタンスルホン酸Na(“SE3”)およびそのホモログ、およびそれらの混合物、エトキシル化およびスルホン化アリルアルコールの産物がある。このクラスで好ましいSRAエステルには、適切なTi(IV)触媒を用いて2‐〔2‐(2‐ヒドロキシエトキシ)エトキシ〕エタンスルホン酸ナトリウムおよび/または2‐〔2‐〔2‐(2‐ヒドロキシエトキシ)エトキシ〕エトキシ〕エタンスルホン酸ナトリウム、DMT、2‐(2,3‐ジヒドロキシプロポキシ)エタンスルホン酸ナトリウム、EGおよびPGをエステル交換およびオリゴマー化した産物があり、(CAP)(T)(EG/PG)1.4 (SEG)2.5 (B)0.13として表示され、ここでCAPは〔NaS(CHCHO)3.5 〕‐であり、Bはグリセリンからの単位であり、EG/PGモル比は完全加水分解後に常用ガスクロマトグラフィーにより測定すると約1.7:1である。
追加クラスのSRAには、(I)ポリマーエステル構造をつなげるためにジイソシアネートカップリング剤を用いたノニオン性テレフタレート(ViollandらのU.S.4,201,824およびLagasse らのU.S.4,240,918参照);(II)無水トリメリット酸を既知のSRAに加えて末端ヒドロキシル基をトリメリテートエステルに変換することにより作られたカルボキシレート末端基を有するSRA(触媒を適正に選択すると、無水トリメリット酸は、無水結合鎖の開環よりもむしろ、無水トリメリット酸の離れたカルボン酸のエステルを介してポリマーの末端に結合を形成する。ノニオン性またはアニオン性SRAは、それらがエステル化されるヒドロキシル末端基を有しているかぎり、出発物質として用いうる;TungらのU.S.4,525,524参照);(III) ウレタン結合種のアニオン性テレフタレートベースSRA(ViollandらのU.S.4,201,824参照);(IV)ノニオン性およびカチオン性双方のポリマーを含めた、ポリ(ビニルカプロラクタム)、およびビニルピロリドンおよび/またはジメチルアミノエチルメタクリレートのようなモノマーとの関連コポリマー(Ruppert らのU.S.4,579,681参照);(V)BASFのSOKALAN タイプに加えて、アクリル系モノマーをスルホン化ポリエステル上にグラフト化させて作られたグラフトコポリマー(これらのSRAは既知のセルロースエーテルと類似した汚れ放出および再付着防止活性を有すると述べられている:Rhone-Poulenc Chemieの1988年EP279,134A参照);(VI)カゼインのようなタンパク質へのアクリル酸および酢酸ビニルのようなビニルモノマーのグラフト(BASF(1991)のEP457,205A参照);(VII) 特にポリアミド布帛を処理するための、アジピン酸、カプロラクタムおよびポリエチレングリコールを縮合することで製造されたポリエステル‐ポリアミドSRA(Bevan らのDE2,335,044、Unilever N.V.,1974参照)がある。他の有用なSRAは米国特許第4,240,918号、第4,787,989号、第4,525,524号および第4,877,896号明細書に記載されている。
土汚れ除去/再付着防止剤‐本発明の組成物は土汚れ除去および再付着防止性を有する水溶性エトキシル化アミンも場合により含有することができる。これらの化合物を含有した顆粒洗剤組成物は、典型的には約0.01〜約10.0重量%の水溶性エトキシレートアミンを含有する;液体洗剤組成物は典型的には約0.01〜約5%を含有する。
最も好ましい汚れ除去および再付着防止剤は、エトキシル化テトラエチレンペンタミンである。例示エトキシル化アミンは、1986年7月1日付で発行されたVanderMeerの米国特許第4,597,898号明細書で更に記載されている。好ましい土汚れ除去‐再付着防止剤のもう1つのグループは、1984年6月27日付で公開されたOhおよびGosselink の欧州特許出願第111,965号明細書に開示されたカチオン性化合物である。使用できる他の土汚れ除去/再付着防止剤には、1984年6月27日付で公開されたGosselink の欧州特許出願第111,984号明細書に開示されたエトキシル化アミンポリマー;1984年7月4日付で公開されたGosselink の欧州特許出願第112,592号明細書に開示された双極性ポリマー;1985年10月22日付で発行されたConnorの米国特許第4,548,744号明細書に開示されたアミンオキシドがある。当業界で公知の他の土汚れ除去および/または再付着防止剤も本組成物で利用してよい。1990年1月2日付で発行されたVanderMeerの米国特許第4,891,160号および1995年11月30日付で公開されたWO95/32272明細書参照。他のタイプの好ましい再付着防止剤には、カルボキシメチルセルロース(CMC)物質がある。これらの物質は当業界で周知である。
ポリマー分散剤‐ポリマー分散剤は、特にゼオライトおよび/または積層シリケートビルダーの存在下において、本組成物中約0.1〜約7重量%のレベルで有利に利用することができる。適切なポリマー分散剤にはポリマーポリカルボキシレートおよびポリエチレングリコールがあるが、当業界で知られるその他のものも使用できる。理論に制限されることなく、ポリマー分散剤は、結晶成長阻止、粒状汚れ放出解膠および再付着防止により、他のビルダー(低分子量ポリカルボキシレートを含む)と併用されたときに、全体的洗剤ビルダー性能を高めると考えられる。
ポリマーポリカルボキシレート物質は、適切な不飽和モノマーを、好ましくはそれらの酸形で、重合または共重合させることにより製造できる。重合して適切なポリマーポリカルボキシレートを形成しうる不飽和モノマー酸には、アクリル酸、マレイン酸(または無水マレイン酸)、フマル酸、イタコン酸、アコニチン酸、メサコン酸、シトラコン酸およびメチレンマロン酸がある。ビニルメチルエーテル、スチレン、エチレン等のような、カルボキシレート基を含まないモノマーセグメントの、本ポリマーポリカルボキシレート中における存在は、このようなセグメントが約40重量%以上を占めないならば適切である。
特に適切なポリマーポリカルボキシレートはアクリル酸から誘導できる。本発明で有用なこのようなアクリル酸ベースポリマーは、重合アクリル酸の水溶性塩である。酸形をしたこのようなポリマーの平均分子量は、好ましくは約2000〜10,000、更に好ましくは約4000〜7000、最も好ましくは約4000〜5000の範囲内である。このようなアクリル酸ポリマーの水溶性塩には、例えばアルカリ金属、アンモニウムおよび置換アンモニウム塩がある。このタイプの可溶性ポリマーは公知物質である。洗剤組成物中におけるこのタイプのポリアクリレートの使用は、例えば1967年3月7日付で発行されたDiehl の米国特許第3,308,067号明細書に開示されている。
アクリル酸/マレイン酸ベースコポリマーも、分散/再付着防止剤の好ましい成分として用いてよい。このような物質には、アクリル酸およびマレイン酸のコポリマーの水溶性塩がある。酸形をしたこのようなコポリマーの平均分子量は、好ましくは約2000〜100,000、更に好ましくは約5000〜75,000、最も好ましくは約7000〜65,000の範囲内である。このようなコポリマーにおけるアクリレート対マレエートセグメントの比率は、通常約30:1〜約1:1、更に好ましくは約10:1〜2:1の範囲内である。このようなアクリル酸/マレイン酸コポリマーの水溶性塩には、例えばアルカリ金属、アンモニウムおよび置換アンモニウム塩がある。このタイプの可溶性アクリレート/マレエートコポリマーは、1982年12月15日付で公開された欧州特許出願第66915号明細書に記載された公知物質であり、1986年9月3日付で公開されたEP193,360でもヒドロキシプロピルアクリレートを含んだこのようなポリマーについて記載している。更に他の有用な分散剤には、マレイン酸/アクリル酸/ビニルアルコールターポリマーがある。このような物質も、例えばアクリル酸/マレイン酸/ビニルアルコールの45/45/10ターポリマーを含めて、EP193,360に開示されている。
含有させうるもう1つのポリマー物質はポリエチレングリコール(PEG)である。PEGは土汚れ除去‐再付着防止剤として作用するばかりでなく、分散剤性能も示せる。これらの目的のために典型的な分子量範囲は、約500〜約100,000、好ましくは約1000〜約50,000、更に好ましくは約1500〜約10,000の範囲内である。
ポリアスパルテートおよびポリグルタメート分散剤も、特にゼオライトビルダーと組合せて用いることができる。ポリアスパルテートのような分散剤は、好ましくは約10,000の分子量(平均)を有する。
増白剤‐当業界で知られるいかなる蛍光増白剤、あるいは他の増白またはホワイトニング剤も、典型的には約0.01〜約1.2重量%のレベルで本洗剤組成物中に配合できる。本発明で有用な市販蛍光増白剤は、必ずしも限定されないが、スチルベン、ピラゾリン、クマリン、カルボン酸、メチンシアニン類、ジベンゾチオフェン‐5,5‐ジオキシド、アゾール類、5および6員環式ヘテロ環、および他の様々な物質の誘導体を含めたサブグループに分類できる。このような増白剤の例は"The Production and Application of Fluorescent Brightening Agents",M.Zahradnik,John Wiley & Sons発行,New York(1982) に開示されている。
本組成物で有用な蛍光増白剤の具体例は、1988年12月13日付で発行されたWixon の米国特許第4,790,856号明細書に特定されたものである。これらの増白剤には、Verona製の PHORWHITEシリーズの増白剤がある。この参考文献に開示された他の増白剤には、Ciba-Geigy市販のTinopal UNPA、Tinopal CBSおよびTinopal 5BM;Artic White CCおよびArtic White CWD、2‐(4‐スチリルフェニル)‐2H‐ナフト〔1,2‐d〕トリアゾール類;4,4′‐ビス(1,2,3‐トリアゾール‐2‐イル)スチルベン類;4,4′‐ビス(スチリル)ビスフェニル類;アミノクマリン類がある。これら増白剤の具体例には、4‐メチル‐7‐ジエチルアミノクマリン、1,2‐ビス(ベンゾイミダゾール‐2‐イル)エチレン、1,3‐ジフェニルピラゾリン類、2,5‐ビス(ベンゾオキサゾール‐2‐イル)チオフェン、2‐スチリルナフト〔1,2‐d〕オキサゾールおよび2‐(スチルベン‐4‐イル)‐2H‐ナフト〔1,2‐d〕トリアゾールがある。1972年2月29日付で発行されたHamiltonの米国特許第3,646,015号明細書も参照。
転染阻止剤‐本発明の組成物は、クリーニングプロセス中にある布帛から他への染料の移動を阻止するために有効な1種以上の物質を含有することもできる。通常、このような転染阻止剤には、ポリビニルピロリドンポリマー、ポリアミンN‐オキシドポリマー、N‐ビニルピロリドンおよびN‐ビニルイミダゾールのコポリマー、マンガンフタロシアニン、ペルオキシダーゼおよびそれらの混合物がある。用いられるならば、これらの剤は典型的には組成物の約0.01〜約10重量%、好ましくは約0.01〜約5%、更に好ましくは約0.05〜約2%である。
更に具体的には、本発明で使用上好ましいポリアミンN‐オキシドポリマーは下記構造式:R‐A‐Pを有した単位を含んでいる;式中Pは重合性単位であって、それにはN‐O基が結合できるか、またはN‐O基は重合性単位の一部を形成できるか、またはN‐O基は双方の単位に結合できる;Aは次の構造:‐NC(O)‐、‐C(O)O‐、‐S‐、‐O‐、‐N=のうち1つである;xは0または1である;Rは脂肪族、エトキシル化脂肪族、芳香族、ヘテロ環式または脂環式基あるいはそれらの組合せであって、それにはN‐O基の窒素が結合できるか、またはN‐O基はこれらの基の一部である。好ましいポリアミンN‐オキシドは、Rがピリジン、ピロール、イミダゾール、ピロリジン、ピペリジンおよびそれらの誘導体のようなヘテロ環式基である場合である。
N‐O基は下記一般構造で表すことができる:
Figure 2007016246
上記式中R、R、Rは脂肪族基、芳香族、ヘテロ環式または脂環式基、あるいはそれらの組合せであり、x、yおよびzは0または1であり、N‐O基の窒素は結合されるかまたは上記基のいずれかの一部を形成することができる。ポリアミンN‐オキシドのアミンオキシド単位はpKa<10、好ましくはpKa<7、更に好ましくはpKa<6を有する。
いかなるポリマー主鎖も、形成されるアミンオキシドポリマーが水溶性であって転染阻止性を有しているかぎり、使用できる。適切なポリマー主鎖の例は、ポリビニル、ポリアルキレン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアクリレートおよびそれらの混合物である。これらのポリマーには、1つのモノマータイプがアミンN‐オキシドで、他のモノマータイプがN‐オキシドである、ランダムまたはブロックコポリマーがある。アミンN‐オキシドポリマーは、典型的には10:1〜1:1,000,000のアミン対アミンN‐オキシドの比率を有している。しかしながら、ポリアミンオキシドポリマー中に存在するアミンオキシド基の数は、適切な共重合によるかまたは適切なN‐酸化度で変えることができる。ポリアミンオキシドはほぼいかなる重合度でも得られる。典型的には、平均分子量は500〜1,000,000、更に好ましくは1000〜500,000、最も好ましくは5000〜100,000の範囲内である。この好ましいクラスの物質は“PVNO”と称される。
本洗剤組成物で有用な最も好ましいポリアミンN‐オキシドは、約50,000の平均分子量および約1:4のアミン対アミンN‐オキシド比を有したポリ(4‐ビニルピリジン‐N‐オキシド)である。
N‐ビニルピロリドンおよびN‐ビニルイミダゾールポリマーのコポリマー(“PVPVI”のクラスと称される)も本発明で使用上好ましい。好ましくは、PVPVIは5000〜1,000,000、更に好ましくは5000〜200,000、最も好ましくは10,000〜20,000の平均分子量範囲を有している(平均分子量範囲はBarth,et al.,Chemical Analysis,Vol.113, "Modern Methods of Polymer Characterization" で記載されたような光散乱法により調べられ、その開示は参考のため本明細書に組み込まれる)。PVPVIコポリマーは、典型的には1:1〜0.2:1、更に好ましくは0.8:1〜0.3:1、最も好ましくは0.6:1〜0.4:1のN‐ビニルイミダゾール対N‐ビニルピロリドンのモル比を有している。これらのコポリマーは直鎖または分岐鎖である。
本発明の組成物では、約5000〜約400,000、好ましくは約5000〜約200,000、更に好ましくは約5000〜約50,000の平均分子量を有したポリビニルピロリドン(“PVP”)も用いてよい。PVPは洗剤分野の業者に公知である;参考のため本明細書に組み込まれる、例えばEP‐A‐262,897およびEP‐A‐256,696参照。PVPを含有した組成物は、約500〜約100,000、好ましくは約1000〜約10,000の平均分子量を有したポリエチレングリコール(“PEG”)も含有することができる。好ましくは、洗浄液中にデリバリーされるPEG対PVPの比率は、ppmベースで、約2:1〜約50:1、更に好ましくは約3:1〜約10:1である。
本洗剤組成物は、転染阻止作用も示すあるタイプの親水性蛍光増白剤約0.005〜5重量%を場合により含有してもよい。用いられるならば、本組成物は好ましくは約0.01〜1重量%のこのような蛍光増白剤を含む。
本発明で有用な親水性蛍光増白剤は下記構造式を有した化合物である:
Figure 2007016246
上記式中Rはアニリノ、N‐2‐ビス‐ヒドロキシエチルおよびNH‐2‐ヒドロキシエチルから選択される;RはN‐2‐ビス‐ヒドロキシエチル、N‐2‐ヒドロキシエチル‐N‐メチルアミノ、モルフィリノ、クロロおよびアミノから選択される;Mはナトリウムまたはカリウムのような塩形成カチオンである。
上記式中、Rがアニリノ、RがN‐2‐ビス‐ヒドロキシエチル、およびMがナトリウムのようなカチオンであるとき、増白剤は4,4′‐ビス〔〔4‐アニリノ‐6‐(N‐2‐ビス‐ヒドロキシエチル)‐s‐トリアジン‐2‐イル〕アミノ〕‐2,2′‐スチルベンジスルホン酸および二ナトリウム塩である。この具体的な増白剤種はCiba-Geigy Corporationから商品名 Tinopal-UNPA-GXで市販されている。 Tinopal-UNPA-GXが本洗剤組成物で有用な好ましい親水性蛍光増白剤である。
上記式中、Rがアニリノ、RがN‐2‐ヒドロキシエチル‐N‐2‐メチルアミノ、およびMがナトリウムのようなカチオンであるとき、増白剤は4,4′‐ビス〔〔4‐アニリノ‐6‐(N‐2‐ヒドロキシエチル‐N‐メチルアミノ)‐s‐トリアジン‐2‐イル〕アミノ〕‐2,2′‐スチルベンジスルホン酸二ナトリウム塩である。この具体的な増白剤種はCiba-Geigy Corporationから商品名Tinopal 5BM-GXで市販されている。
上記式中、Rがアニリノ、Rがモルフィリノ、およびMがナトリウムのようなカチオンであるとき、増白剤は4,4′‐ビス〔(4‐アニリノ‐6‐モルフィリノ‐s‐トリアジン‐2‐イル)アミノ〕‐2,2′‐スチルベンジスルホン酸、ナトリウム塩である。この具体的な増白剤種はCiba-Geigy Corporationから商品名Tinopal AMS-GXで市販されている。
本発明で使用上選択される特定の蛍光増白剤種は、前記の選択されたポリマー転染阻止剤と併用されたときに、特に有効な転染阻止性能効果を発揮する。このような選択されたポリマー物質(例えば、PVNOおよび/またはPVPVI)と、このような選択された蛍光増白剤(例えば Tinopal-UNPA-GX、Tinopal 5BM-GXおよび/またはTinopal AMS-GX)との組合せは、これら2種の洗剤組成物成分が単独で用いられたときよりも、洗浄水溶液中で有意に優れた転染阻止性を発揮する。理論に拘束されることなく、このような増白剤は洗浄液中で布帛に高い親和性を有し、したがってこれらの布帛に比較的早く付着することから、このように働くと考えられる。増白剤が洗浄液中で布帛に付着する程度は、“イグゾースション係数”(exhaustion coefficient)と呼ばれるパラメーターにより規定できる。イグゾースション係数とは、一般的にa)布帛に付着した増白剤物質対b)洗浄液中の初期増白剤濃度の比率のことである。比較的高いイグゾースション係数の増白剤が、本発明の関係で転染を阻止するために最も適している。
もちろん、他の慣用的な蛍光増白剤タイプの化合物が、真の転染阻止効果よりもむしろ慣用的な布帛“輝き”効果を出すために、本組成物で場合により使用できることは明らかであろう。このような用法は洗剤処方において慣用的かつ周知である。
キレート化剤‐本洗剤組成物は、1種以上の鉄および/またはマンガンキレート化剤も場合により含有していてよい。このようなキレート化剤は、すべて以下に記載されているようなアミノカルボキシレート、アミノホスホネート、多官能性置換芳香族キレート化剤およびそれらの混合物からなる群より選択できる。理論に拘束されることなく、これら物質の効果は可溶性キレートの形成により洗浄液から鉄およびマンガンイオンを除去しうるそれらの格別な能力に一部起因していると考えられる。
任意のキレート化剤として有用なアミノカルボキシレートには、エチレンジアミン四酢酸、N‐ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四プロピオン酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エタノールジグリシン、それらのアルカリ金属、アンモニウム、置換アンモニウム塩およびそれらの混合物がある。
アミノホスホネートも、少くとも低レベルの全リンが洗剤組成物で許容されるときに本発明の組成物でキレート化剤として使用に適しており、DEQUEST のようなエチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホネート)がある。好ましいこれらのアミノホスホネートは、炭素原子約7以上のアルキルまたはアルケニル基を含まない。
多官能性置換芳香族キレート化剤も本組成物で有用である。1974年5月21日付で発行されたConnorらの米国特許第3,812,044号明細書参照。このタイプの好ましい化合物は、酸形の場合、1,2‐ジヒドロキシ‐3,5‐ジスルホベンゼンのようなジヒドロキシジスルホベンゼンである。
本発明で使用上好ましい生分解性キレーターは、1987年11月3日付 HartmanおよびPerkins の米国特許第4,704,233号明細書に記載されたようなエチレンジアミン二コハク酸(“EDDS”)、特に〔S,S〕異性体である。
本組成物は、例えばゼオライト、積層シリケートなどのような不溶性ビルダーと一緒にすると有用なキラントまたはコビルダーとして、水溶性メチルグリシン二酢酸(MGDA)塩(または酸形)も含有してよい。
利用されるならば、これらのキレート化剤は本洗剤組成物の通常約0.1〜約15重量%である。更に好ましくは、利用されるならば、キレート化剤はこのような組成物の約0.1〜約3.0重量%である。
起泡抑制剤‐泡の形成を減少または抑制する化合物も本発明の組成物中に配合することができる。起泡抑制は、U.S.4,489,455および4,489,574に記載されたようないわゆる“高濃度クリーニングプロセス”、およびフロントローディング(front loading) ヨーロッパスタイル洗濯機で特に重要である。
様々な物質が起泡抑制剤として使用でき、起泡抑制剤は当業者に周知である。例えば、Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,Third Edition,Volume 7,pages 430-447(John Wiley & Sons,Inc.,1979) 参照。特に興味ある起泡抑制剤の1カテゴリーには、モノカルボン脂肪酸およびその可溶性塩がある。1960年9月27日付で発行されたWayne St.John の米国特許第2,954,347号明細書参照。起泡抑制剤として用いられるモノカルボン脂肪酸およびその塩は、典型的には炭素原子10〜約24、好ましくは炭素原子12〜18のヒドロカルビル鎖を有する。適切な塩には、ナトリウム、カリウムおよびリチウム塩のようなアルカリ金属塩、アンモニウムおよびアルカノールアンモニウム塩がある。
本洗剤組成物は非界面活性起泡抑制剤も含有してよい。これらには、例えばパラフィンのような高分子量炭化水素、脂肪酸エステル(例えば、脂肪酸トリグリセリド)、一価アルコールの脂肪酸エステル、脂肪族C18‐C40ケトン(例えば、ステアロン)などがある。他の起泡抑制剤には、N‐アルキル化アミノトリアジン、例えば塩化シアヌルと1〜24の炭素原子を有する2または3モルの一級または二級アミンとの産物として形成されるトリ〜ヘキサアルキルメラミンまたはジ〜テトラアルキルジアミンクロルトリアジン、プロピレンオキシド、モノステアリルホスフェート、例えばモノステアリルアルコールホスフェートエステルおよびモノステアリルジアルカリ金属(例えば、K、NaおよびLi)ホスフェートおよびホスフェートエステルがある。パラフィンおよびハロパラフィンのような炭化水素は液体形で利用できる。液体炭化水素は室温および大気圧下において液体であり、約−40〜約50℃範囲の流動点、および約110℃以上の最小沸点(大気圧)を有する。好ましくは約100℃以下の融点を有するロウ状炭化水素を利用することも知られている。炭化水素は洗剤組成物向けの起泡抑制剤の好ましいカテゴリーである。炭化水素起泡抑制剤は、例えば1981年5月5日付で発行されたGandolfoらの米国特許第4,265,779号明細書に記載されている。その炭化水素には、約12〜約70の炭素原子を有した脂肪族、脂環式、芳香族およびヘテロ環式飽和または不飽和炭化水素がある。この起泡抑制剤の説明で用いられている“パラフィン”という用語は、真のパラフィンおよび環式炭化水素の混合物を含めた意味である。
非界面活性起泡抑制剤のもう1つの好ましいカテゴリーには、シリコーン起泡抑制剤がある。このカテゴリーには、ポリジメチルシロキサンのようなポリオルガノシロキサン油、ポリオルガノシロキサン油または樹脂の分散物またはエマルジョン、およびポリオルガノシロキサンがシリカ上に化学吸着または溶融されたポリオルガノシロキサンとシリカ粒子との組合せの使用を含む。シリコーン起泡抑制剤は当業界で周知であり、例えば1981年5月5日付で発行されたGandolfoらの米国特許第4,265,779号および1990年2月7日付で公開されたStarch,M.S. の欧州特許出願第89307851.9号明細書に開示されている。
他のシリコーン起泡抑制剤は米国特許第3,455,839号明細書に開示されており、そこでは少量のポリジメチルシロキサン流体を配合することにより水溶液を消泡させるための組成物および方法に関する。
シリコーンおよびシラン化シリカの混合物は、例えばドイツ特許出願DOS第2,124,526号明細書に記載されている。顆粒洗剤組成物におけるシリコーン消泡剤および起泡抑制剤は、Bartolottaらの米国特許第3,933,672号および1987年3月24日付で発行されたBaginskiらの米国特許第4,652,392号明細書に開示されている。
本発明で有用な例示シリコーンベース起泡抑制剤は:
(i)25℃で約20〜約1500csの粘度を有するポリジメチルシロキサン流体
(ii)約0.6:1〜約1.2:1の(CHSiO1/2 単位対SiO
単位の比率でSiO単位の(CHSiO1/2 単位から構成される
シロキサン樹脂約5〜約50重量部/(i)100部、および
(iii)固体シリカゲル約1〜約20重量部/(i)100部
から本質的になる起泡抑制量の起泡抑制剤である。
本発明で用いられる好ましいシリコーン起泡抑制剤において、連続相用の溶媒はあるポリエチレングリコール、ポリエチレン‐ポリプロピレングリコールコポリマーまたはそれらの混合物(好ましい)、またはポリプロピレングリコールから構成される。主要なシリコーン起泡抑制剤は分岐/架橋されており、好ましくは直鎖でない。
この点を更に説明すると、起泡を抑制する典型的な液体洗濯洗剤組成物は約0.001〜約1、好ましくは約0.01〜約0.7、最も好ましくは約0.05〜約0.5重量%の上記シリコーン起泡抑制剤を場合により含み、これは(1)(a)ポリオルガノシロキサン、(b)樹脂シロキサンまたはシリコーン樹脂生成シリコーン化合物、(c)微細フィラー物質、および(d)混合物成分(a)、(b)および(c)の反応を促進してシラノレートを形成するための触媒の混合物である、主要消泡剤の非水性エマルジョン;(2)少くとも1種のノニオン性シリコーン界面活性剤;および(3)室温で約2重量%以上の水中溶解度を有するポリエチレングリコールまたはポリエチレン‐ポリプロピレングリコールのコポリマーを含んでなるが、ポリプロピレングリコールは含まない。同量が顆粒組成物、ゲル等で使用できる。1990年12月18日付で発行されたStarchの米国特許第4,978,471号、1991年1月8日付で発行されたStarchの第4,983,316号、1994年2月22日付で発行されたHuber らの第5,288,431号、Aizawaらの米国特許第4,639,489号および第4,749,740号明細書、第1欄46行目〜第4欄35行目も参照。
本シリコーン起泡抑制剤は、好ましくはポリエチレングリコールおよびポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコールのコポリマーを含み、すべて約1000以下、好ましくは約100〜800の平均分子量を有している。本発明のポリエチレングリコールおよびポリエチレン/ポリプロピレンコポリマーは室温で約2重量%以上、好ましくは約5重量%以上の水中溶解度を有する。
本発明で好ましい溶媒は、約1000以下、更に好ましくは約100〜800、最も好ましくは200〜400の平均分子量を有するポリエチレングリコール、およびポリエチレングリコール/ポリプロピレングリコール、好ましくはPPG200/PEG300のコポリマーである。約1:1〜1:10、最も好ましくは1:3〜1:6のポリエチレングリコール:ポリエチレン‐ポリプロピレングリコールのコポリマーの重量比が好ましい。
本発明で用いられる好ましいシリコーン起泡抑制剤では、特に分子量4000のポリプロピレングリコールを含まない。それらは、好ましくは、 PLURONIC L101のようなエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのブロックコポリマーも含まない。
本発明で有用な他の起泡抑制剤には、二級アルコール(例えば、2‐アルキルアルカノール)、およびこのようなアルコールとシリコーン油、例えばU.S.4,798,679、4,075,118およびEP150,872に開示されたシリコーンとの混合物がある。二級アルコールにはC‐C16鎖を有したC‐C16アルキルアルコールがある。好ましいアルコールは2‐ブチルオクタノールであり、Condeaから商標名 ISOFOL 12として市販されている。二級アルコールの混合物はEnichem から商標名 ISALCHEM 123として市販されている。混合起泡抑制剤は、典型的には1:5〜5:1の重量比でアルコール+シリコーンの混合物からなる。
自動洗濯機で用いられるいかなる洗剤組成物においても、泡は洗濯機からあふれ出るほど生じるべきでない。起泡抑制剤は、利用されるならば、起泡抑制量で存在することが好ましい。“起泡抑制量”とは、自動洗濯機で使用上低起泡性の洗濯洗剤となるように起泡を十分に抑制するこの起泡抑制剤の量を組成物の業者が選択しうることを意味する。
本組成物は通常0〜約10%の起泡抑制剤を含む。起泡抑制剤として利用されるとき、モノカルボン脂肪酸およびその塩は典型的には洗剤組成物の約5重量%以内の量で存在する。好ましくは約0.5〜約3%の脂肪モノカルボキシレート起泡抑制剤が利用される。シリコーン起泡抑制剤は典型的には洗剤組成物の約2.0重量%以内の量で利用されるが、それ以上の量で用いてもよい。この上限は、主にコストを最小に抑えられるかという関心と、起泡を有効に抑制する上でより低い量での有効性からみて、性質上実際的である。好ましくは約0.01〜約1%、更に好ましくは約0.25〜約0.5%のシリコーン起泡抑制剤が用いられる。本発明で用いられるこれらの重量%値には、ポリオルガノシロキサンと組合せて利用されるあらゆるシリカ、並びに利用されるあらゆる補助物質を含めている。モノステアリルホスフェート起泡抑制剤は組成物の約0.1〜約2重量%の範囲内の量で通常利用される。炭化水素起泡抑制剤は典型的には約0.01〜約5.0%の範囲内の量で利用されるが、それより高いレベルでも使用できる。アルコール起泡抑制剤は、典型的には最終組成物の0.2〜3重量%で用いられる。
アルコキシル化ポリカルボキシレート‐ポリアクリレートから製造されるようなアルコキシル化ポリカルボキシレートは、追加の油除去性能を発揮させる上で本発明にとり有用である。このような物質は、参考のため本明細書に組み込まれるWO91/08281およびPCT90/01815の第4頁以降に記載されている。化学的に、これらの物質は7〜8つのアクリレート単位毎に1つのエトキシ側鎖を有したポリアクリレートからなる。側鎖は式‐(CHCHO)(CHCHであり、ここでmは2〜3、nは6〜12である。その側鎖はポリアクリレート“主鎖”にエステル結合されて、“コーム”ポリマータイプ構造を形成する。分子量は様々であるが、典型的には約2000〜約50,000の範囲内である。このようなアルコキシル化ポリカルボキシレートは、本組成物の約0.05〜約10重量%である。
布帛柔軟剤‐様々なスルー・ザ・ワッシュ(throuth-the-wash)布帛柔軟剤、特に1977年12月13日付で発行されたStorm およびNirschl の米国特許第4,062,647号の微細スメクタイトクレー、並びに当業界で知られる他の柔軟剤クレーは、布帛クリーニングと共に布帛柔軟剤効果を発揮させるために、典型的には本組成物中約0.5〜約10重量%のレベルで場合により用いることができる。クレー柔軟剤は、例えば1983年3月1日付で発行されたCrisp らの米国特許第4,375,416号および1981年9月22日付で発行されたHarrisらの米国特許第4,291,071号明細書に開示されたようなアミンおよびカチオン性柔軟剤と併用できる。
香料‐本組成物および方法で有用な香料および香料成分には、アルデヒド、ケトン、エステルなどを含めた様々な天然および合成化学成分があるが、それらに限定されない。オレンジ油、レモン油、ローズエキス、ラベンダー、ジャコウ、パチョリ、バルサムエッセンス、ビャクダン油、パイン油、セダーなどのような成分の複合混合物からなる、様々な天然エキスおよびエッセンスも含まれる。最終香料はこのような成分の極度に複雑な混合物からなる。最終香料は典型的には本洗剤組成物の約0.01〜約2重量%であり、個別の香料成分は最終香料組成物の約0.0001〜約90%である。
いくつかの香料処方が後の例XXI に示されている。本発明で有用な香料成分の非制限例には、7‐アセチル‐1,2,3,4,5,6,7,8‐オクタヒドロ‐1,1,6,7‐テトラメチルナフタレン;ヨノンメチル;ヨノンγメチル;メチルセドリロン;メチルジヒドロジャスモネート;メチル1,6,10‐トリメチル‐2,5,9‐シクロドデカトリエン‐1‐イルケトン;7‐アセチル‐1,1,3,4,4,6‐ヘキサメチルテトラリン;4‐アセチル‐6‐tert‐ブチル‐1,1‐ジメチルインダン;p‐ヒドロキシフェニルブタノン;ベンゾフェノン;メチル β‐ナフチルケトン;6‐アセチル‐1,1,2,3,3,5‐ヘキサメチルインダン;5‐アセチル‐3‐イソプロピル‐1,1,2,6‐テトラメチルインダン;1‐ドデカナール;4‐(4‐ヒドロキシ‐4‐メチルペンチル)‐3‐シクロヘキセン‐1‐カルボキサルデヒド;7‐ヒドロキシ‐3,7‐ジメチルオクタナール;10‐ウンデセン‐1‐アール;イソヘキセニルシクロヘキシルカルボキサルデヒド;ホルミルトリシクロデカン;ヒドロキシシトロネラールおよびメチルアントラニレートの縮合産物、ヒドロキシシトロネラールおよびインドールの縮合産物、フェニルアセトアルデヒドおよびインドールの縮合産物;2‐メチル‐3‐(p‐tert‐ブチルフェニル)プロピオンアルデヒド;エチルバニリン;ヘリオトロピン;ヘキシルシンナムアルデヒド;アミルシンナムアルデヒド;2‐メチル‐2‐(p‐イソプロピルフェニル)プロピオンアルデヒド;クマリン;γ‐デカラクトン;シクロペンタデカノリド;16‐ヒドロキシ‐9‐ヘキサデセン酸ラクトン;1,3,4,6,7,8‐ヘキサヒドロ‐4,6,6,7,8,8‐ヘキサメチルシクロペンタ‐γ‐2‐ベンゾピラン;β‐ナフトールメチルエーテル;アンブロキサン;ドデカヒドロ‐3a,6,6,9a‐テトラメチルナフト〔2,1b〕フラン;セドロール;5‐(2,2,3‐トリメチルシクロペンタ‐3‐エニル)‐3‐メチルペンタン‐2‐オール;2‐エチル‐4‐(2,2,3‐トリメチル‐3‐シクロペンテン‐1‐イル)‐2‐ブテン‐1‐オール;カリオフィレンアルコール;トリシクロデセニルプロピオネート;トリシクロデセニルアセテート;サリチル酸ベンジル;酢酸セドリル;およびp‐(tert‐ブチル)シクロヘキシルアセテートがある。
特に好ましい香料物質は、セルラーゼを含有した最終製品組成物で最大の香り改善を行える物質である。これらの香料には、ヘキシルシンナムアルデヒド;2‐メチル‐3‐(p‐tert‐ブチルフェニル)プロピオンアルデヒド;7‐アセチル‐1,2,3,4,5,6,7,8‐オクタヒドロ‐1,1,6,7‐テトラメチルナフタレン;サリチル酸ベンジル;7‐アセチル‐1,1,3,4,4,6‐ヘキサメチルテトラリン;p‐tert‐ブチルシクロヘキシルアセテート;メチルジヒドロジャスモネート;β‐ナフトールメチルエーテル;メチル β‐ナフチルケトン;2‐メチル‐2‐(p‐イソプロピルフェニル)プロピオンアルデヒド;1,3,4,6,7,8‐ヘキサヒドロ‐4,6,6,7,8,8‐ヘキサメチルシクロペンタ‐γ‐2‐ベンゾピラン;ドデカヒドロ‐3a,6,6,9a‐テトラメチルナフト〔2,1b〕フラン;アニスアルデヒド;クマリン;セドロール;バニリン;シクロペンタデカノリド;トリシクロデセニルアセテート;およびトリシクロデセニルプロピオネートがあるが、それらに限定されない。
他の香料物質には、精油、レジノイド、様々な供給源からの樹脂、例えばPeruバルサム、Olibanumレジノイド、スチラックス、ラブダナム樹脂、ナツメグ、桂皮油、ベンゾイン樹脂、コリアンダーおよびラバンジンがあるが、それらに限定されない。更に他の香料化学物質には、フェニルエチルアルコール、テルピネオール、リナロール、酢酸リナリル、ゲラニオール、ネロール、2‐(1,1‐ジメチルエチル)シクロヘキサノールアセテート、酢酸ベンジルおよびオイゲノールがある。ジエチルフタレートのようなキャリアも最終香料組成物に使用できる。
他の成分‐他の活性成分、キャリア、ヒドロトロープ、加工助剤、染料または顔料、液体処方用の溶媒、固形組成物用の固形フィラー等を含めた、洗剤組成物で有用な様々な他の成分が、本組成物中に含有させうる。高起泡性が望まれるならば、C10‐C16アルカノールアミドのような起泡増強剤も、典型的には1〜10%レベルで組成物中に配合できる。C10‐C14モノエタノールおよびジエタノールアミドがこのような起泡増強剤の典型的クラスの例示である。このような起泡増強剤と高起泡性補助界面活性剤、例えば前記のアミンオキシド、ベタインおよびスルタインとの併用も有利である。所望であれば、MgCl、MgSO、CaCl、CaSO等のような水溶性マグネシウムおよび/またはカルシウム塩が、追加の起泡性を出して、油除去性能を高めるために、典型的には0.1〜2%のレベルで添加できる。
本組成物で用いられる様々な洗浄成分は、場合により、上記成分を多孔質疎水性基材に吸収させてから、上記基材を疎水性コーティングでコートすることにより、更に安定化させることができる。好ましくは、洗浄成分は多孔質基材中に吸収させる前に界面活性剤と混合される。使用時に、洗浄成分は基材から水性洗浄液中に放出され、そこでそれは意図された洗浄機能を発揮する。
この技術を更に詳細に説明すると、多孔質疎水性シリカ(商標名 SIPERNAT D10、DeGussa )はC13-15 エトキシル化アルコール(EO7)ノニオン性界面活性剤3〜5%を含有したタンパク質分解酵素溶液と混合される。典型的には、酵素/界面活性剤溶液はシリカの重量×2.5である。得られた粉末はシリコーン油中で撹拌しながら分散される(500〜12,500範囲の様々なシリコーン油粘度が使用できる)。得られたシリコーン油分散液は乳化されるか、または最終洗剤マトリックスに加えられる。このようにして、前記酵素、ブリーチ、ブリーチアクチベーター、ブリーチ触媒、フォトアクチベーター、染料、蛍光剤、布帛コンディショナーおよび加水分解性界面活性剤のような成分が、液体洗濯洗剤組成物を含めた洗剤で使用のために“保護”することができる。
液体洗剤組成物は、キャリアとして水および他の溶媒を含有することができる。メタノール、エタノール、プロパノールおよびイソプロパノールで例示される低分子量一級または二級アルコールが適切である。一価アルコールが界面活性剤を溶解させる上で好ましいが、2〜約6の炭素原子および2〜約6のヒドロキシ基を有するようなポリオール(例えば、1,3‐プロパンジオール、エチレングリコール、グリセリンおよび1,2‐プロパンジオール)も使用できる。組成物は5〜90%、典型的には10〜50%のこのようなキャリアを含有してよい。
本洗剤組成物は、水性クリーニング操作で使用中に、洗浄水が約6.5〜約11、好ましくは約7.5〜10.5のpHを有するように処方されることが好ましい。液体皿洗い製品処方物は、好ましくは約6.8〜約9.0のpHを有する。洗濯製品は、典型的にはpH9〜11である。勧められる使用レベルでpHをコントロールするための技術には、緩衝剤、アルカリ、酸などの使用があり、当業者に周知である。
組成物の形態
本発明による組成物は、顆粒、錠剤、固形物および液体形態を含めた様々な物理的形態をとることができる。その組成物は、汚れた洗濯物の入った機械ドラムに置かれた分配装置から洗濯機に加えられるように調整された、特にいわゆる濃縮された顆粒洗剤組成物である。
本発明による顆粒組成物の諸成分の平均粒度は、好ましくは、粒子の5%以下が直径1.7mmより大きく、粒子の5%以下が直径0.15mm未満であるような程度にすべきである。
ここに規定される用語の平均粒度は、組成物のサンプルを一連のTyler シーブでいくつかのフラクション(典型的には5つのフラクション)に篩分けすることにより計算される。こうして得られた重量フラクションがシーブの孔サイズに対してプロットされる。平均粒度は、サンプルの50重量%が通過する孔サイズとされる。
本発明による顆粒洗剤組成物の嵩密度は、典型的には少くとも600g/L、更に好ましくは650〜1200g/Lの嵩密度を有する。嵩密度は、漏斗の下で軸に沿って置かれた円筒形カップ中に漏斗の内容物をあけさせるために、その下端にフラップバルブを備えて、ベース上にしっかり固定された円錐形漏斗からなる、簡単な漏斗およびカップ装置により測定される。漏斗は高さ130mmであり、その各上および下端で130mmおよび40mmの内径を有している。それは、下端がベースの上表面より140mm上となるように固定される。カップは90mmの全高、87mmの内高および84mmの内径を有している。その公称容量は500mlである。
測定を行うために、漏斗が手で注ぐことにより粉末で満たされ、フラップバルブが開けられて、粉末がカップからあふれるようにする。満たされたカップはフレームから外され、過剰の粉末がカップからその上端を直線的エッジの道具、例えばナイフでなぞることにより除かれる。次いで満たされたカップが秤量され、粉末の重量について得られた値が2倍されて、g/Lで嵩密度を得る。反復測定は必要ならば行われる。
中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン凝集粒子
本発明の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン系は、好ましくは中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン凝集粒子の形態で顆粒組成物中に存在し、フレーク、プリル(prill) 、マルメ(marume)、ヌードル、リボンの形態をとるが、好ましくは顆粒の形態をとる。粒子を処理する上で最も好ましい手法では、粉末(例えば、アルミノシリケート、カーボネート)を高活性中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンペーストと凝集させて、得られた凝集物の粒度を特定の限界内にコントロールする。このようなプロセスでは、1以上の凝集器、例えばパン凝集器、Zブレードミキサー、または更に好ましくはインラインミキサー、例えばSchugi (Holland)BV, 29 Chroomstraat 8211 AS, Lelystad, Netherlands およびGebruder Lodige Maschinenbau GmbH,D-4790 Paderborn 1,Elsenerstrasse 7-9,Postfach 2050,Germany により製造されたもので、有効量 の粉末を高活性中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンペーストと混合させる。最も好ましくは、Lodige CB (商品名)のような高剪断ミキサーが用いられる。
50〜95重量%、好ましくは70〜85重量%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンを含んだ高活性中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンペーストが典型的に用いられる。ペーストは、流動性粘度を維持するために十分に高いが、用いられる界面活性剤の分解を避けるために十分に低い温度で、凝集器中に導入される。50〜80℃のペーストの操作温度が典型的である。
洗濯洗浄法
機械洗濯法では、典型的には、本発明による機械洗濯洗剤組成物の有効量を溶解または分散させた洗濯機において、汚れた洗濯物を洗浄水溶液で処理する。洗剤組成物の有効量とは、慣用的な機械洗濯法で常用される典型的な製品使用量および洗浄液容量として、5〜65L容量の洗浄液に溶解または分散された製品20〜300gを意味する。
記載されたように、中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤は、クリーニング性能について少くとも方向性のある改善を行うために有効なレベルで、好ましくは他の洗浄界面活性剤と組み合わせて、洗剤組成物で用いられる。布帛洗濯組成物の関係で、このような“使用レベル”は、汚れおよびしみのタイプおよび程度だけでなく、洗浄水温度、洗浄水の容量および洗濯機のタイプにも依存して変動する。
例えば、洗浄浴中で約45〜83Lの水、約10〜約14分間の洗浄サイクルおよび約10〜約50℃の洗浄水温度を用いたトップローディング(top-loading)垂直軸U.S.タイプ自動洗濯機では、洗浄液中に約2〜約625ppm、好ましくは約2〜約550ppm、更に好ましくは約10〜約235ppmの中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤を含有させることが好ましい。洗濯物当たり約50〜約150mlの使用量割合に基づくと、これは、重質液体洗濯洗剤の場合で、約0.1〜約40%、好ましくは約0.1〜約35%、更に好ましくは約0.5〜約15%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。洗濯物当たり約30〜約950gの使用量割合に基づくと、高密度(“コンパクト”)顆粒洗濯洗剤(密度約650g/L以上)の場合で、これは約0.1〜約50%、好ましくは約0.1〜約35%、更に好ましくは約0.5〜約15%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。スプレードライ顆粒(即ち“綿毛状”;密度約650g/L以下)で洗濯物当たり約80〜約100gの使用量割合に基づくと、これは約0.07〜約35%、好ましくは約0.07〜約25%、更に好ましくは約0.35〜約11%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。
例えば、洗浄浴中で約8〜15Lの水、約10〜約60分間の洗浄サイクルおよび約30〜約95℃の洗浄水温度を用いたフロントローディング水平軸ヨーロッパタイプ自動洗濯機では、洗浄液中に約3〜約14,000ppm、好ましくは約3〜約10,000ppm、更に好ましくは約15〜約4200ppmの中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤を含有させることが好ましい。洗濯物当たり約45〜約270mlの使用量割合に基づくと、これは、重質液体洗濯洗剤の場合で、約0.1〜約50%、好ましくは約0.1〜約35%、更に好ましくは約0.5〜約15%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。洗濯物当たり約40〜約210gの使用量割合に基づくと、高密度(“コンパクト”)顆粒洗濯洗剤(密度約650g/L以上)の場合で、これは約0.12〜約53%、好ましくは約0.12〜約46%、更に好ましくは約0.6〜約20%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。スプレードライ顆粒(即ち“綿毛状”;密度約650g/L以下)で洗濯物当たり約140〜約400gの使用量割合に基づくと、これは約0.03〜約34%、好ましくは約0.03〜約24%、更に好ましくは約0.15〜約10%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。
例えば、洗浄浴中で約26〜52Lの水、約8〜約15分間の洗浄サイクルおよび約5〜約25℃の洗浄水温度を用いたトップローディング垂直軸日本タイプ自動洗濯機では、洗浄液中に約0.67〜約270ppm、好ましくは約0.67〜約236ppm、更に好ましくは約3.4〜約100ppmの中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤を含有させることが好ましい。洗濯物当たり約20〜約30mlの使用量割合に基づくと、これは、重質液体洗濯洗剤の場合で、約0.1〜約40%、好ましくは約0.1〜約35%、更に好ましくは約0.5〜約15%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。洗濯物当たり約18〜約35gの使用量割合に基づくと、高密度(“コンパクト”)顆粒洗濯洗剤(密度約650g/L以上)の場合で、これは約0.1〜約50%、好ましくは約0.1〜約35%、更に好ましくは約0.5〜約15%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。スプレードライ顆粒(即ち“綿毛状”;密度約650g/L以下)で洗濯物当たり約30〜約40gの使用量割合に基づくと、これは約0.06〜約44%、好ましくは約0.06〜約30%、更に好ましくは約0.3〜約13%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の製品中濃度(wt)となる。
前記からわかるように、機械洗浄洗濯関係で用いられる中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤の量は、ユーザーの癖および習慣、洗濯機のタイプなどに応じて変動する。しかしながら、この関係において、中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤のこれまで知られていなかった1つの利点は、最終組成物で他の界面活性剤(通常、アニオン系またはアニオン系/ノニオン系混合物)に対して比較的低いレベルで用いられたときでも、広範囲の汚れおよびしみに対して性能上少くとも方向性のある改善を行えるそれらの能力である。
好ましい使用面では、分配装置が洗浄方法で用いられる。分配装置は洗剤製品で満たされ、洗浄サイクルの開始前に洗濯機のドラム中に直接製品を導入するために用いられる。その容量キャパシティは、洗浄方法に通常用いられるような、十分な洗剤製品を含有させうる程度にすべきである。
洗濯機に洗濯物が入れられると、洗剤製品を含有した分配装置がドラム内に置かれる。洗濯機の洗浄サイクルの開始時に、水がドラム中に導入され、ドラムが周期的に回転する。分配装置のデザインは、それが乾燥洗剤製品を含有できながら、ドラムが回転するとその撹拌に応答して、しかも洗浄水との接触の結果として、洗浄サイクル中にこの製品の放出を行えるようなものにすべきである。
洗浄中に洗剤製品の放出を行わせるために、その装置は製品が通過するいくつかの開口部を有していてもよい。一方、その装置は、液体に対して透過性であり、固形製品に対して不透過性であって、溶解した製品の放出を行える物質から作ってもよい。好ましくは、洗剤製品は洗浄サイクルの開始時に速やかに放出されて、洗浄サイクルのこの段階において洗濯機のドラム中で局所的に高濃度の製品を一過性で供する。
好ましい分配装置は再使用できて、容器の一体性が乾燥状態および洗浄サイクル中の双方で維持されるようにデザインされる。本発明の組成物での使用にとり特に好ましい分配装置は、下記特許:GB‐B‐2,157,717、GB‐B‐2,157,718、EP‐A‐0201376、EP‐A‐0288345およびEP‐A‐0288346に記載されている。J.Bland,ManufacturingChemist 発行,November 1989,pages 41-46の論文でも、“小顆粒”として通常知られるタイプの顆粒洗濯製品の使用にとり特に好ましい分配装置について記載している。本発明の組成物での使用にとりもう1つの好ましい分配装置は、PCT特許出願WO94/11562に開示されている。
特に好ましい分配装置は、欧州特許出願公開第0343069&0343070号明細書に開示されている。後者の出願では、オリフィスを形造る支持リングから伸びたバッグの形態をとるフレキシブルな鞘からなる装置を開示しており、そのオリフィスは洗浄プロセスで1回の洗浄サイクルにとり十分な製品をバッグに入れられるように調整される。洗浄媒体の一部はオリフィスからバッグ中に流入して、製品を溶解させ、その後溶液がオリフィスから洗浄媒体中に流出していく。支持リングは湿潤未溶解製品の流出を妨げるマスキング部材を備えており、この部材はスポーク状ホイール形態または壁がらせん形を有する類似構造で中央ボスから放射状に伸びた壁を典型的に有している。
一方、分配装置はバッグまたはポーチのようなフレキシブルな容器でもよい。そのバッグは、欧州公開特許出願第0018678号明細書に開示されたように、内容物を貯留するように水不透過性防御物質でコートされた繊維構造であってもよい。代わりに、それは、欧州公開特許出願第0011500号、第0011501号、第0011502号および第0011968号明細書に開示されたように、非水溶性合成ポリマー物質から形成させて、水性媒体中で破裂するようにデザインされたエッジシールまたはクロージャーを備えていてもよい。便利な形態の水にもろいクロージャーでは、ポリエチレンまたはポリプロピレンのような水不透過性ポリマーフィルムから形成されたポーチの一端に沿って、水溶性接着剤を使いシールしている。
機械皿洗い法
汚れた食器、特に汚れた銀食器を機械洗浄またはクリーニングするために適したあらゆる方法が考えられる。
好ましい機械皿洗い法では、本発明による機械皿洗い組成物の有効量を溶解または分配させた水性液体で、陶器、ガラス食器、深い器具、銀食器、刃物およびそれらの混合物から選択される汚れた物品を処理する。機械皿洗い組成物の有効量とは、慣用的な機械皿洗い法で通常用いられる典型的な製品使用量および洗浄液容量として、3〜10L容量の洗浄液に溶解または分散される製品8〜60gを意味する。
組成物のパッケージング
市販される漂白組成物は、紙、厚紙、プラスチック物質およびいずれか適切なラミネートから造られたものを含めて、いかなる適切な容器中にパッケージングしてもよい。好ましいパッケージングは欧州出願第94921505.7号明細書に記載されている。
下記例において、組成物に用いられた様々な成分の略記は以下の意味を有している。
LAS ナトリウム直鎖アルキルベンゼンスルホネート
MBxAEy 中間鎖分岐一級アルキル(平均総炭素=x)エトキシレート
(平均EO=y)
エンドラーゼ NOVO Industries A/S から販売されている3000CEVU/g活性の
エンドグルナーゼ酵素
MEA モノエタノールアミン
PG プロパンジオール
BPP ブトキシ‐プロポキシ‐プロパノール
EtOH エタノール
NaOH 水酸化ナトリウムの溶液
NaTS ナトリウムトルエンスルホネート
クエン酸 無水クエン酸
CxyFA C1x‐C1y脂肪酸
CxyEz 平均zモルのエチレンオキシドと縮合されたC1x-1y
分岐一級アルコール
CxyEz 平均zモルのエチレンオキシドと縮合されたCxy分岐一級アルコール
カーボネート 粒度200〜900μmの無水炭酸ナトリウム
シトレート 425〜850μmの粒度分布を有する86.4%活性のクエン酸
三ナトリウム二水和物
TFAA C16-18 アルキルN‐メチルグルカミド
LMFAA C12-14 アルキルN‐メチルグルカミド
APA C‐C10アミドプロピルジメチルアミン
脂肪酸(C12/14) C12‐C14脂肪酸
脂肪酸(TPK) トップド(topped)パーム核脂肪酸
脂肪酸(RPS) 菜種脂肪酸
ホウ砂 テトラホウ酸Na十水和物
PAA ポリアクリル酸(mw=4500)
PEG ポリエチレングリコール(mw=4600)
MES アルキルメチルエステルスルホネート
SAS 二級アルキルサルフェート
NaPS ナトリウムパラフィンスルホネート
C45AS ナトリウムC14‐C15直鎖アルキルサルフェート
CxyAS ナトリウムC1x‐C1yアルキルサルフェート
(または、明記されているとき他の塩)
CxyEzS zモルのエチレンオキシドと縮合されたナトリウムC1X‐C1Yアルキル
サルフェート(または、明記されているとき他の塩)
石鹸 C12-18 アルキルカルボキシレート、ナトリウム塩
SCS ナトリウムクメンスルホネート
AQA R(CH((CO)H) (R=C‐C18
x+z=3、x=0〜3、z=0〜3、y=1〜15)
STPP 無水ナトリウムトリポリホスフェート
ゼオライトA 0.1〜10μm範囲の主要粒度を有する
式Na12(AlOSiO12・27HOの水和ナトリウム
アルミノシリケート
NaSKS‐6 式δ‐NaSiの結晶積層シリケート
カーボネート 粒度200〜900μmの無水炭酸ナトリウム
ビカーボネート 粒度分布400〜1200μmの無水重炭酸ナトリウム
シリケート 非晶質ケイ酸ナトリウム(SiO:NaO;2.0比)
サルフェート無水硫酸ナトリウム
PAE エトキシル化(15‐18)テトラエチレンペンタミン
PIE エトキシル化ポリエチレンイミン
PAEC メチル四級エトキシル化ジヘキシレントリアミン
MA/AA 1:4マレイン/アクリル酸のコポリマー、
平均分子量約70,000
CMC ナトリウムカルボキシメチルセルロース
プロテアーゼ NOVO Industries A/S から商品名Savinaseで販売されている
4KNPU/g活性のタンパク質分解酵素
セルラーゼ NOVO Industries A/S から商品名Carezymeで販売されている
1000CEVU/g活性のセルロース分解酵素
アミラーゼ NOVO Industries A/S から商品名 Termamyl 60Tで販売されている
60 KNU/g活性のデンプン分解酵素
リパーゼ NOVO Industries A/S から商品名Lipolaseで販売されている
100 kLU/g活性の脂肪分解酵素
PB4 実験式NaBO・3HO・Hの過ホウ酸ナトリウム
四水和物
PB1 実験式NaBO・Hの無水過ホウ酸ナトリウムブリーチ
ペルカーボネート 実験式2NaCO・3Hの過炭酸ナトリウム
NaDCC ナトリウムジクロロイソシアヌレート
NOBS ノナノイルオキシベンゼンスルホネート、ナトリウム塩
EDDS エチレンジアミン二コハク酸
TAED テトラアセチルエチレンジアミンスルホサクシネート二ナト
リウムラウリルスルホサクシネート
DTPMP Monsantoから商品名Dequest 2060で販売されているジエチレント
リアミンペンタ(メチレンホスホネート)
光活性化ブリーチ デキストリン可溶性ポリマー中に封入されたスルホン化亜鉛
フタロシアニンブリーチ
増白剤1 4,4′‐ビス(2‐スルホスチリル)ビフェニル二ナトリウム
増白剤2 4,4′‐ビス(4‐アニリノ‐6‐モルホリノ‐1,3,5‐
トリアジン‐2‐イル)アミノ)スチルベン‐2,2′
‐ジスルホン酸二ナトリウム
HEDP 1,1‐ヒドロキシエタンジホスホン酸
SRP1 オキシエチレンオキシおよびテレフタロイル主鎖を有する
スルホベンゾイル末端キャップ化エステル
SRP2 スルホン化エトキシル化テレフタレートポリマー
SRP3 メチルキャップ化エトキシル化テレフタレートポリマー
シリコーン消泡剤 10:1〜100:1の起泡抑制剤対分散剤比で、分散剤として
シロキサンオキシアルキレンコポリマーを有する、
ポリジメチルシロキサン起泡抑制剤
Isofol16 C16(平均)Guerbet アルコールのCondea商標名
CaCl 塩化カルシウム
MgCl 塩化マグネシウム
DTPA ジエチレントリアミン五酢酸
下記例において、すべてのレベルは組成物の重量%として記載されている。下記例は本発明の例示であり、その範囲を制限または限定するためではない。ここで用いられているすべての部、パーセンテージおよび比率は、別記されないかぎり、重量%として表示されている。
例1
下記洗濯洗剤組成物A〜Iを本発明に従い製造する:
Figure 2007016246
例2
下記洗濯洗剤組成物J〜Nを本発明に従い製造する:
Figure 2007016246
例3
下記洗濯洗剤組成物O〜Sを本発明に従い製造する:
Figure 2007016246
例4
本発明による下記高密度洗剤処方物T〜Vを製造する:
Figure 2007016246
例5
下記液体洗濯洗剤組成物W〜Zを本発明に従い製造する:
Figure 2007016246
Figure 2007016246
例6
本発明によるガラスクリーニング組成物を下記のように製造する:
MB15AE 1%
メタノール 30%
水 残 部
例7
分岐エトキシル化界面活性剤を、適切な分岐アルコールとエチレンオキシドとの反応により作る。分岐アルコールは、適切な触媒への暴露で分子内転位された直鎖オレフィン(αおよび/または内部オレフィン)から作る。追加炭素はこの転位で加えられないが、出発オレフィンはそれがアルキル主鎖に沿って1以上のアルキル分岐を含むように異性化させる。オレフィン部分はこの分子内転位でそのままであるため、‐CHOH基をヒドロホルミル化学により加える。下記 Shell Research実験の試験アルコールサンプルをエトキシル化させる(平均エトキシル化度7)。
Figure 2007016246
洗濯プロトタイプ処方の溶液を下記のように製造する。
Figure 2007016246
例8
洗濯プロトタイプ処方の溶液を下記のように製造する。
Figure 2007016246
非水性キャリア媒体を含んだ重質液体洗剤組成物、特に布帛洗濯用にデザインされたものの製造は、以下で更に詳細に開示された手法で行える。別な方式において、このような非水性組成物は、参考のため本明細書に組み込まれるU.S.4,753,570、4,767,558、4,772,413、4,889,652、4,892,673、GB‐A‐2,158,838、GB‐A‐2,195,125、GB‐A‐2,195,649、U.S.4,988,462、U.S.5,266,233、EP‐A‐225,654(6/16/87)、EP‐A‐510,762(10/28/92)、EP‐A‐540,089(5/5/93)、EP‐A‐540,090(5/5/93)、U.S.4,615,820、EP‐A‐565,017(10/13/93)、EP‐A‐030,096(6/10/81)の開示に従い製造できる。このような組成物は、そこに安定的に懸濁される様々な粒状洗浄成分(前記のような漂白剤を含む)を含有することができる。このような非水性組成物は、すべて以下と引用文献で更に詳細に記載されているように、液相、および場合により但し好ましくは固相からなる。中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレンは、他の洗濯洗剤組成物の製造に関して前記されたレベルおよび手法で、組成物中に配合される。
液 相
液相は本洗剤組成物の通常約35〜99重量%である。更に好ましくは、液相は組成物の約50〜95重量%である。最も好ましくは、液相は本組成物の約45〜75重量%である。本洗剤組成物の液相は、あるタイプの非水性液体希釈物と組み合わせて、比較的高濃度のあるタイプのアニオン性界面活性剤を本質的に含有する。
(A)必須アニオン性界面活性剤
非水性液相の必須成分として本質的に利用されるアニオン性界面活性剤は、アルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩から選択されるものであり、アルキル基は直鎖または分岐鎖配置で約10〜16の炭素原子を含んでいる(参考のため本明細書に組み込まれる米国特許第2,220,099号および第2,477,383号明細書参照)。アルキル基で炭素原子の平均数が約11〜14である、ナトリウムおよびカリウム直鎖アルキルベンゼンスルホネート(LAS)が特に好ましい。ナトリウムC11‐C14LASが特に好ましい。
アルキルベンゼンスルホネートアニオン性界面活性剤は、非水相の第二必須成分を構成する非水性液体希釈物に溶解される。適切な相安定性および許容されるレオロジーに必要な構築液相を形成するために、アルキルベンゼンスルホネートアニオン性界面活性剤は液相の約30〜65重量%の程度で通常存在する。更に好ましくは、アルキルベンゼンスルホネートアニオン性界面活性剤は本組成物の非水性液相の約35〜50重量%である。これらの濃度におけるこのアニオン性界面活性剤の利用は、組成物の約15〜60重量%、更に好ましくは約20〜40重量%の全組成物中におけるアニオン性界面活性剤濃度に相当する。
(B)非水性液体希釈物
洗剤組成物の液相を形成するために、前記のアルキルベンゼンスルホネートアニオン性界面活性剤は2種の必須成分を含有した非水性液体希釈物と組み合わされる。これら2種の成分は液体アルコールアルコキシレート物質および非水性低極性有機溶媒である。
i)アルコールアルコキシレート
本組成物を形成するために用いられる液体希釈物の1つの必須成分は、アルコキシル化脂肪アルコール物質である。このような物質はそれ自体がノニオン性界面活性剤である。このような物質は下記一般式に相当する:
(C2mO)OH
上記式中RはC‐C16アルキル基であり、mは2〜4であり、nは約2〜12である。好ましくは、Rは、約9〜15の炭素原子、更に好ましくは約10〜14の炭素原子を含んだ、一級または二級のアルキル基である。好ましくは、アルコキシル化脂肪アルコールは、約2〜12エチレンオキシド部分/分子、更に好ましくは約3〜10エチレンオキシド部分/分子を含んだエトキシル化物質である。
液体希釈物のアルコキシル化脂肪アルコール成分は、約3〜17の親水性‐親油性バランス(HLB)を有する。更に好ましくは、この物質のHLBは約6〜15、最も好ましくは約8〜15である。
本組成物で非水性液体希釈物の必須成分の1つとして有用な脂肪アルコールアルコキシレートの例には、炭素原子12〜15のアルコールから作られて、約7モルのエチレンオキシドを含んだものがある。このような物質は、ShellChemical Companyにより商品名Neodol 25-7 およびNeodol 23-6.5 で市販されている。他の有用なNeodolには、そのアルキル鎖に平均で11の炭素原子および約5モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化脂肪アルコール、 Neodol 1‐5;約9モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化一級C12‐C13アルコール、Neodol 23-9 ;および約10モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化C‐C11一級アルコール、Neodol 91-10がある。このタイプのアルコールエトキシレートもShell Chemical Companyにより商品名Dobanol で市販されている。Dobanol 91-5は平均5モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化C‐C11脂肪アルコールであり、Dobanol 25-7は脂肪アルコール1モル当たり平均7モルのエチレンオキシドを有するエトキシル化C12‐C15脂肪アルコールである。
適切なエトキシル化アルコールの他の例にはTergitol 15-S-7 およびTergitol 15-S-9 があり、双方ともUnion Carbide Corporation により市販される直鎖二級アルコールエトキシレートである。前者は7モルのエチレンオキシドを有するC11‐C15直鎖二級アルカノールの混合エトキシル化産物であり、後者は類似産物であるが、9モルのエチレンオキシドと反応させている。
本組成物で有用な他のタイプのアルコールエトキシレートはNeodol 45-11のような高分子量ノニオン系であり、これは高級脂肪アルコールの類似エチレンオキシド縮合産物であって、高級脂肪アルコールは14〜15の炭素原子であり、モル当たりのエチレンオキシド基の数は約11である。このような産物もShell Chemical Companyにより市販されている。
本非水性組成物で液体希釈物の一部として本質的に利用されるアルコールアルコキシレート成分は、液相組成物の約1〜60%の程度で通常存在する。更に好ましくは、アルコールアルコキシレート成分は、液相の約5〜40%である。最も好ましくは、本質的に利用されるアルコールアルコキシレート成分は、洗剤組成物液相の約5〜30%である。液相でこれらの濃度にあるアルコールアルコキシレートの利用は、組成物の約1〜60重量%、更に好ましくは約2〜40重量%、最も好ましくは約5〜25重量%の全組成物中におけるアルコールアルコキシレート濃度に相当する。
ii)非水性低極性有機溶媒
本洗剤組成物の液相の一部を形成する液体希釈物の第二必須成分は、非水性低極性有機溶媒である。“溶媒”という用語は、組成物の液相の非界面活性キャリアまたは希釈物部分を表すためにここでは用いられる。本組成物の必須および/または任意成分の一部は“溶媒”含有液相に実際に溶解するが、他の成分は“溶媒”含有液相内に分散された粒状物質として存在する。このため、“溶媒”という用語は、溶媒物質がそれに加えられたすべての洗剤組成物成分を実際に溶解させうる必要があることを意味しない。
本発明で溶媒として用いられる非水性有機物質は、低極性の液体である物質である。本発明の目的にとり、“低極性”液体とは、本組成物に用いられる粒状物質の好ましいタイプの1つ、即ち過酸化物漂白剤、過ホウ酸ナトリウムまたは過炭酸ナトリウムを溶解させる傾向を、あるにしても、ほとんど有していないものをいう。そのため、エタノールのような比較的極性のある溶媒は利用すべきでない。本非水性液体洗剤組成物で有用な適切なタイプの低極性溶媒には、非vic-C‐Cアルキレングリコール、アルキレングリコールモノ低級アルキルエーテル、低分子量ポリエチレングリコール、低分子量メチルエステルおよびアミドなどがある。
本組成物で使用上好ましいタイプの非水性低極性溶媒には、非vic-C‐C分岐または直鎖アルキレングリコールがある。このタイプの物質には、ヘキシレングリコール(4‐メチル‐2,4‐ペンタンジオール)、1,6‐ヘキサンジオール、1,3‐ブチレングリコールおよび1,4‐ブチレングリコールがある。ヘキシレングリコールが最も好ましい。
本発明で使用上もう1つの好ましいタイプの非水性低極性溶媒には、モノ、ジ、トリまたはテトラ‐C‐CアルキレングリコールモノC‐Cアルキルエーテルがある。このような化合物の具体例には、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノブチルエーテルがある。ジエチレングリコールモノブチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノブチルエーテルが特に好ましい。そのタイプの化合物は、商品名Dowanol 、CarbitolおよびCellosolveで市販されている。
本発明で有用なもう1つの好ましいタイプの非水性低極性有機溶媒には、低分子量ポリエチレングリコール(PEG)がある。このような物質は少くとも約150の分子量を有した物質である。分子量約200〜600のPEGが最も好ましい。
更にもう1つの好ましいタイプの無極性非水性溶媒には低分子量メチルエステルがある。このような物質は一般式:R‐C(O)‐OCHの物質であり、ここでRは1〜約18である。適切な低分子量メチルエステルの例には、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、オクタン酸メチルおよびドデカン酸メチルがある。
用いられる非水性低極性有機溶媒は、もちろん、本液体洗剤組成物で用いられる他の組成物成分、例えばブリーチおよび/またはアクチベーターと適合して、非反応性であるべきである。このような溶媒成分は液相の約1〜70重量%の量で通常利用される。更に好ましくは、非水性低極性有機溶媒は、組成物の液相の約10〜60重量%、最も好ましくは液相の約20〜50重量%である。液相でこれらの濃度におけるこの有機溶媒の利用は、組成物の約1〜50重量%、更に好ましくは約5〜40重量%、最も好ましくは約10〜30重量%の全組成物中における溶媒濃度に相当する。
iii)アルコールアルコキシレート対溶媒比
液体希釈物内におけるアルコールアルコキシレート対有機溶媒の比率は、最終的に形成される洗剤組成物のレオロジー性質を変えるために用いることができる。通常、アルコールアルコキシレート対有機溶媒の重量比は、約50:1〜1:50である。更に好ましくは、この比率は約3:1〜1:3である。
iv)液体希釈物濃度
アルキルベンゼンスルホネートアニオン性界面活性剤混合物の濃度の場合のように、本発明の非水性液相中における全液体希釈物の量は、他の組成物成分のタイプおよび量、および望ましい組成物の性質により決められる。通常、液体希釈物は本組成物の非水性液相の約35〜70%である。更に好ましくは、液体希釈物は非水性液相の約50〜65%である。これは、組成物の約15〜70重量%、更に好ましくは約20〜50重量%の全組成物中における非水性液体希釈物濃度に相当する。
固 相
本非水性洗剤組成物は、液相内に分散および懸濁された粒状物質も、本質的に固相の約1〜65重量%、更に好ましくは約5〜50重量%で含む。通常、このような粒状物質は大きさが約0.1〜1500ミクロンである。更に好ましくは、このような物質は大きさが約5〜200ミクロンである。
本発明で利用される粒状物質には、粒状形態のときに組成物の非水性液相に実質的に不溶性である、1種以上のタイプの洗剤組成物成分がある。利用できる粒状物質のタイプは、以下で詳細に記載されている:
組成物の製造および使用
本非水性液体洗剤組成物は、本発明における必須および任意の成分をいずれか都合よい順序で混合し、得られた成分混合物をミックス、例えば撹拌して、相安定組成物を形成させることにより製造できる。このような組成物を製造するために典型的なプロセスにおいて、必須のおよびある好ましい任意成分は、特定の順序である条件下で混合される。
このような典型的製造プロセスの第一ステップでは、アルキルベンゼンスルホネートアニオン性界面活性剤と、非水性希釈物の2種の必須成分との混合物が、これら物質の混合物を約30〜100℃の温度に加熱することにより形成される。
第二プロセスステップでは、上記のように形成された加熱混合物が約40〜100℃の温度で約2分間〜20時間にわたり剪断撹拌下で維持される。場合により、真空がこの時点で混合物に適用される。この第二プロセスステップは、アニオン性界面活性剤を非水性液相に完全に溶解させるように働く。
第三プロセスステップでは、物質のこの液相混合物が約0〜35℃の温度に冷却される。この冷却ステップは、本洗剤組成物の粒状物質が添加および分散される、構築された界面活性剤含有液体ベースを形成するように働く。
粒状物質は、剪断撹拌条件下で維持された液体ベースと粒状物質を混合することにより、第四プロセスステップで加えられる。2タイプ以上の粒状物質が加えられるときには、ある添加順序が保たれることが好ましい。例えば、剪断撹拌が維持されながら、固体粒状形態にある本質的にすべての任意界面活性剤が大きさ約0.2〜1000ミクロンの粒子形態で加えられる。任意界面活性剤粒子の添加後、実質的にすべての有機ビルダー、例えばシトレートおよび/または脂肪酸および/またはアルカリ源、例えば炭酸ナトリウムの粒子が加えられが、その際には組成物成分のこの混合物を剪断撹拌下で維持し続ける。次いで他の固形任意成分がこの時点で組成物に加えられる。混合物の撹拌は続けられ、必要ならば、液相内で不溶性固相粒子の均一分散物を形成させるために、この時点で強めてもよい。
上記固形物質の一部またはすべてがこの撹拌混合物に加えられた後、漂白剤の粒子が組成物に加えられ、その際に再び混合物は剪断撹拌下で維持される。漂白剤物質を最後に加えることにより、あるいは他の成分のすべてまたはほとんどの後で、特にアルカリ源粒子が加えられた後で、ブリーチの望ましい安定性効果が実現される。酵素プリルが配合されるならば、それらは非水性液体マトリックスに最後に加えられることが好ましい。
最終プロセスステップとして、粒状物質のすべての添加後に、必須粘度および相安定性特徴を有する組成物を形成するために十分な時間にわたり混合物の撹拌が続けられる。しばしば、これには約1〜30分間にわたる撹拌を要する。
前記組成物製造操作のバリエーションとして、1種以上の固形成分が、少量の1種以上の液体成分とプレミックスされた粒子のスラリーとして、撹拌混合物に加えられる。こうして、少量のアルコールアルコキシレートおよび/または非水性低極性溶媒と、有機ビルダー物質の粒子および/または無機アルカリ源の粒子および/またはブリーチアクチベーターの粒子とのプレミックスが別に形成されて、組成物成分の撹拌混合物にスラリーとして加えられる。このようなスラリープレミックスの添加は、それ自体が同様に形成されたプレミックススラリーの一部である漂白剤および/または酵素粒子の添加に先立って行うべきである。
上記のように製造された本発明の組成物は、布帛の洗濯および漂白に使用の水性洗浄液を形成するために用いられる。通常、このような組成物の有効量が、このような水性洗濯/漂白液を形成するために、好ましくは慣用的な布帛洗濯自動洗濯機中の水に加えられる。次いで、こうして形成された水性洗浄/漂白液は、それで洗濯および漂白される布帛と、好ましくは撹拌下で、接触させられる。
水性洗濯/漂白液を形成するために水に加えられる本液体洗剤組成物の有効量は、水溶液中で約500〜7000ppmの組成物を形成するために十分な量である。更に好ましくは、約800〜3000ppmの本洗剤組成物が水性洗浄/漂白液に供される。
例9
構築剤として使用向けのLAS粉末の製造
ナトリウムC12直鎖アルキルベンゼンスルホネート(NaLAS)を、2相からなる粉末に加工処理する。これらの相のうち1つは本発明の非水性液体洗剤組成物に可溶性であり、他相は不溶性である。それは、本組成物の非水相に構造および粒子懸濁能を付与するように働く不溶性フラクションである。
NaLAS粉末は、水中におけるNaLAS(約40〜50%活性)のスラリーに硫酸ナトリウム(3〜15%)およびヒドロトロープ、ナトリウムスルホサクシネート(1〜3%)を溶解させて作る。ヒドロトロープおよびサルフェートは乾燥粉末の特徴を改善するために用いる。ドラム乾燥機を用いて、スラリーをフレークに乾燥させる。NaLASを硫酸ナトリウムと共に乾燥させたとき、2つの別個な相がフレーク内に作られる。不溶性相は、最終非水性洗剤製品に固形分を安定的に懸濁させうる凝集小粒子(0.4〜2μm)の網状構造を形成する。
この例に従い製造されたNaLAS粉末は、表Iに示された下記組成を有している。
Figure 2007016246
表II
本発明の中間鎖分岐界面活性剤を含んだ非水性ベース重質液体洗濯洗剤組成物(A〜E)が以下で示されている。
Figure 2007016246
得られた表II組成物は安定な無水重質液体洗濯洗剤であって、標準布帛洗濯操作で用いられたときに、優れたしみおよび汚れ除去性能を発揮する。
下記例は皿手洗い液体に関して本発明を更に示している。
例10
Figure 2007016246
下記例は顆粒リン酸含有自動皿洗い洗剤に関して本発明を更に示している。
例11
Figure 2007016246
本発明の硬質表面クリーニング組成物は、硬質表面クリーニング組成物で使用が知られた1種以上の任意成分を更に含んでいてもよいが、但し任意成分は本明細書に記載された必須成分と物理的および化学的に適合するか、あるいは製品安定性、美観性または性能を過度に損わないものでなければならない。このような任意成分の濃度は、存在するとき、典型的には硬質表面クリーニング組成物の約0.001〜約30重量%である。
任意成分には、色素、希釈物、抗菌剤、抗真菌剤、抗カビ剤、抗ウドンコカビ剤、駆虫剤、起泡抑制剤、酵素、増粘剤、シンナー、レオロジー剤(即ち、組成物のレオロジーを変化または安定化させる剤)、チキソトロピー剤、起泡促進剤、香料、保存剤、酸化防止剤およびエステチック成分、例えばフレグランス、着色料などがある。任意成分のこのリストは排他的なものではなく、他の任意成分も使用できる。
硬質表面クリーナー組成物のパッケージ形態
本組成物は当業者に知られる様々な適切な洗剤パッケージに詰められる。本液体組成物は、慣用的な洗剤プラスチックボトルに詰めることが好ましい。
一態様において、本組成物は手動式スプレー分配容器に詰められ、合成有機ポリマープラスチック物質から通常作られる。したがって、本発明は、スプレーディスペンサー、好ましくはトリガースプレーディスペンサーまたはポンプスプレーディスペンサー中に詰められた、本発明の液体クリーニング組成物にも関する。
実際に、上記スプレータイプディスペンサーでは、本発明による使用に適した液体クリーニング組成物をクリーニングすべき表面の比較的大きな面に均一に適用する。このようなスプレータイプディスペンサーは垂直表面をクリーニングする上で特に適している。
本発明に従い用いる上で適したスプレータイプディスペンサーには、例えばSpecialty Packaging Products,Inc. またはContinental Sprayers,Inc. により販売されている手動式フォームトリガータイプディスペンサーがある。これらタイプのディスペンサーは、例えば、Dunnining らのUS4,701,311、双方ともFocarracciのUS4,646,973およびUS4,538,745に開示されている。本発明で使用上特に好ましいのは、Continental Spray International から市販されているT8500(R)、またはCanyon,Northern Ireland から市販されているT8100(R)のような、スプレータイプディスペンサーである。このようなディスペンサーでは、液体組成物が細かな液滴に分かれてスプレーとなって、それが処理すべき表面上に適用される。実際に、このようなスプレータイプディスペンサーにおいて、そのディスペンサーの本体に収容された組成物は、ユーザーがポンプメカニズムを作動させたとき、ユーザーによりポンプメカニズムに伝えられたエネルギーを介して、スプレータイプディスペンサーヘッドに向けられる。更に詳しくは、上記スプレータイプディスペンサーヘッドにおいて、組成物は障害物、例えばグリッドまたはコーンなどに押しやられて、それにより液体組成物を噴霧するのに役立つ、即ち液滴の形成に役立つ衝撃を与えている。
例12
下記組成物は、掲載された成分を掲載された割合でミックスすることにより作る。これらの組成物は、大理石をクリーニングするにはそのままで、ラッカー仕上げウッドフロアをクリーニングするには希釈して用いる。優れたクリーニングおよび表面安全性能が観察される。
Figure 2007016246
例13
下記組成物は、掲載された成分を掲載された割合でミックスすることにより作る。すべての割合は全組成物の重量%である。
優れた1回目および次回でのクリーニング性能、および良好な光沢が、そのままおよび希釈条件下の双方で、例えば50:1〜200:1(水:組成物)の希釈レベルのときに、これらの組成物でクリーニングされた硬質表面に対して発揮される。
Figure 2007016246
Figure 2007016246
PVP K60(R)はISP Corporation,New York,NYおよびMontreal,Canada から市販されているビニルピロリドンホモポリマー(平均分子量160,000)である。
PEG DME‐2000(R)はHoechst から市販されているジメチルポリエチレングリコール(MW2000)である。
Jeffamine(R)ED‐2001はHuntsmanから市販されているキャップ化ポリエチレングリコールである。
PEG(2000)はポリエチレングリコール(MW2000)である。
Isofol12(R)は2‐ブチルオクタノールである。
Isalchem(R)ASはEnichem から市販されている分岐アルコールアルキルサルフェートである。
例14
下記組成物を、油汚れに対する、希釈して用いたときにおけるそれらのクリーニング性能について試験する。
下記組成物は、掲載された成分を掲載された割合でミックスすることにより作る:
Figure 2007016246
例15
Figure 2007016246
例16
Figure 2007016246

Claims (14)

  1. 下記式を有する1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン:
    Figure 2007016246
    〔上記において、この式の分岐一級アルキル部分における炭素原子の総数(但し、R、RおよびR分岐は含むが、EO/POアルコキシ部分の炭素原子は含まない)は14〜20である;更に、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく17.5までの範囲内である;R、RおよびRは各々独立して水素およびC‐Cアルキルから選択され、但しR、RおよびRがすべて水素であることはなく、zが1であるとき、少くともRまたはRは水素ではない;wは0〜13の整数である;xは0〜13の整数である;yは0〜13の整数である;zは少くとも1の整数である;w+x+y+zは8〜14である;EO/POは、エトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基からなる群より選択されるアルコキシ部分である;mは少くとも1である〕0.001〜99重量%、および1種以上の洗剤補助成分1〜99.999重量%を含んでなる漂白洗剤組成物であって、水性クリーニング操作での使用中pH9〜11である、上記組成物。
  2. R、RおよびRが各々独立して水素およびメチルからなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。
  3. 少くとも2%の1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン(zは少くとも2である)を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  4. 少くとも20%の1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン(zは少くとも2である)を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  5. 少くとも5%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン(mは3〜30の範囲内である)を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  6. 少くとも20%の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン(mは5〜20の範囲内である)を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  7. 少くとも5%の下記式を有する1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン:
    Figure 2007016246
    (上記において、RおよびRは各々独立して水素またはC‐Cアルキルである;xは0〜12である;yは0〜12である;zは少くとも2である;x+y+zは11〜14である;EO/POはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基からなる群より選択されるアルコキシ部分である;mは3〜30の範囲内である;但しRおよびRが双方とも水素であることはない)を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  8. 下記式を有する分岐一級アルキルポリオキシアルキレン:
    Figure 2007016246
    (上記において、分岐を含めた分子当たりの炭素原子の総数は14〜20である;更にこの界面活性剤混合物において、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく17.5までの範囲内である;R、RおよびRは各々独立して水素およびC‐Cアルキルからなる群より選択されるが、但しR、RおよびRがすべて水素であることはない;wは0〜13の整数である;xは0〜13の整数である;yは0〜13の整数である;zは少くとも1の整数である;w+x+y+zは8〜14である;EO/POはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基からなる群より選択されるアルコキシ部分である;mは3〜30の範囲内である;但しRがC‐Cアルキルであるとき、2以上のzを有する界面活性剤対1のzを有する界面活性剤の重量比率は少くとも1:1である)の混合物を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  9. (a)下記式を有する1種以上の中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤:
    Figure 2007016246
    またはその混合物(上記式中a、b、dおよびeは整数であり、a+bは10〜16であり、d+eは8〜14であって、更に
    a+b=10のとき、aは2〜9の整数、bは1〜8の整数である;
    a+b=11のとき、aは2〜10の整数、bは1〜9の整数である;
    a+b=12のとき、aは2〜11の整数、bは1〜10の整数である;
    a+b=13のとき、aは2〜12の整数、bは1〜11の整数である;
    a+b=14のとき、aは2〜13の整数、bは1〜12の整数である;
    a+b=15のとき、aは2〜14の整数、bは1〜13の整数である;
    a+b=16のとき、aは2〜15の整数、bは1〜14の整数である;
    d+e=8のとき、dは2〜7の整数、eは1〜6の整数である;
    d+e=9のとき、dは2〜8の整数、eは1〜7の整数である;
    d+e=10のとき、dは2〜9の整数、eは1〜8の整数である;
    d+e=11のとき、dは2〜10の整数、eは1〜9の整数である;
    d+e=12のとき、dは2〜11の整数、eは1〜10の整数である;
    d+e=13のとき、dは2〜12の整数、eは1〜11の整数である;
    d+e=14のとき、dは2〜13の整数、eは1〜12の整数である;
    この界面活性剤混合物において、上記式を有した分岐一級アルキル部分における炭素原子の平均総数は14.5より大きく17.5までの範囲内である;EO/POは、エトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基からなる群より選択されるアルコキシ部分である;mは5〜20である)0.001〜99%を含んでなる、請求項1に記載の洗剤組成物。
  10. 下記式を有する中間鎖分岐一級アルキルポリオキシアルキレン界面活性剤:
    Figure 2007016246
    (上記において、RおよびRは各々独立して水素またはメチルである;xは0〜12である;yは0〜12である;zは少くとも2である;x+y+zは11〜14である;EO/POはエトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基からなる群より選択されるアルコキシ部分である;mは5〜15である;但しRおよびRが双方とも水素であることはない)
    を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  11. 下記式の中間鎖分岐アルキルポリオキシアルキレン化合物:
    Figure 2007016246
    (上記式中:aは2〜11の整数、bは1〜10の整数、a+bは12または13である;EO/POは、エトキシ、プロポキシおよび混合エトキシ/プロポキシ基からなる群より選択されるアルコキシ部分である;mは3〜30の範囲内である)
    を含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  12. 3‐メチルペンタデカノールエトキシレート、4‐メチルペンタデカノールエトキシレート、5‐メチルペンタデカノールエトキシレート、6‐メチルペンタデカノールエトキシレート、7‐メチルペンタデカノールエトキシレート、8‐メチルペンタデカノールエトキシレート、9‐メチルペンタデカノールエトキシレート、10‐メチルペンタデカノールエトキシレート、11‐メチルペンタデカノールエトキシレート、12‐メチルペンタデカノールエトキシレート、13‐メチルペンタデカノールエトキシレート、3‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、4‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、5‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、6‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、7‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、8‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、9‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、10‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、11‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、12‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、13‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、14‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、およびそれらの混合物からなる群より選択され、モノメチル分岐一級エトキシレートが5〜15の平均エトキシル化度を有している、モノメチル分岐一級アルキルエトキシレートを含んでなる、請求項1に記載の組成物。
  13. ビルダー、アルカリ系、有機ポリマー化合物、起泡抑制剤、汚れ懸濁および再付着防止剤、腐食抑制剤、漂白剤、ブリーチアクチベーター、酵素、アニオン性界面活性剤、およびそれらの混合物からなる群より選択される一種;および
    3‐メチルペンタデカノールエトキシレート、4‐メチルペンタデカノールエトキシレート、5‐メチルペンタデカノールエトキシレート、6‐メチルペンタデカノールエトキシレート、7‐メチルペンタデカノールエトキシレート、8‐メチルペンタデカノールエトキシレート、9‐メチルペンタデカノールエトキシレート、10‐メチルペンタデカノールエトキシレート、11‐メチルペンタデカノールエトキシレート、12‐メチルペンタデカノールエトキシレート、13‐メチルペンタデカノールエトキシレート、3‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、4‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、5‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、6‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、7‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、8‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、9‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、10‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、11‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、12‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、13‐メチルヘキサデカノールエトキシレート、14‐メチルヘキサデカノールエトキシレートおよびそれらの混合物からなる群より選択され、5〜15の平均エトキシル化度でエトキシル化されているノニオン性界面活性剤;
    を含んでなる、請求項1に記載の洗剤組成物。
  14. ビルダー、アルカリ系、有機ポリマー化合物、起泡抑制剤、汚れ懸濁および再付着防止剤、腐食抑制剤、漂白剤、ブリーチアクチベーター、酵素、アニオン性界面活性剤、およびそれらの混合物からなる群より選択される一種;および
    2,3‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,4‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,5‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,6‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,7‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,8‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,9‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,10‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,11‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,12‐ジメチルテトラデカノールエトキシレート、2,3‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,4‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,5‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,6‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,7‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,8‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,9‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,10‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,11‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,12‐ジメチルペンタデカノールエトキシレート、2,13‐ジメチルペンタデカノールエトキシレートおよびそれらの混合物からなる群より選択され、5〜15の平均エトキシル化度でエトキシル化されているノニオン性界面活性剤;
    を含んでなる、請求項1に記載の洗剤組成物。
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