JP2007126597A - 洗浄撥水剤液体組成物、及び該製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄撥水剤組成物に関する製造方法を提供する。
【解決手段】
例えば、自動車塗装面の洗浄に必要な界面活性剤は、有機酸塩を併用することで洗浄能力が向上し中性域のため使用範囲も広がる。更に撥水剤（例えばジメチルポリシロキサンエマルジョン）を所定濃度添加し混合した一液タイプの組成物とすると、一回の作業で洗浄と同時に撥水効果が得られる。しかしながら、組成物中で有機酸塩とジメチルポロシロキサンエマルジョンとが長期間接触することでエマルジョンが破壊され肥大化し粗悪化し、且つ、撥水効果も低下してしまう。そこで、該当組成物中に各分離層を形成することで長期間放置してもジメチルシロキサンエマルジョンの破壊が回避され安定した洗浄撥水剤組成物が得られる。

Description

本発明は、界面活性剤及び有機酸塩とジメチルポリシロキサンエマルジョンとの共存下で変質を回避し、長期間保存しても常に安定した効果を得ることができる洗浄撥水剤液体組成物に関する。

従来、有機酸塩は界面活性剤と併用することで洗浄効果を更に増すことで有用な洗浄助剤として知られている。他方、ジメチルポリシロキサンエマルジョン（以下、シリコンエマルジョンという。）は特に自動車用撥水剤として有益な物質として広く用いられている。

特公平７−１１９４４０号公報 特許第３０３７６０５号公報 特開平８−１８３９４９号公報 特開２００４−８３６３９号公報

しかしながら、上途の界面活性剤及び有機酸塩を含有する液体組成物に、撥水剤として脂成分のシリコンエマルジョンを添加し、乳化分散させると界面活性剤及び有機酸塩の反相乗効果の影響でシリコンエマルジョンが徐々に変質し３ヶ月経過時点で目視でも確認ができる状態まで大きく膨潤し、半年を経ると完全に肥大化しシリコンエマルジョン粒子同士が融着し、白く太い繊維状の物質が無数発生しエマルジョン破壊が起こり粗悪化する。また、同時に撥水効果の低下を引き起す。

半面、二ヶ月未満の正常時での効果は例えば、自動車用として用いるならば、水で希釈し塗り広げる簡単な洗浄作業で、塗装面の水垢除去や長期美観の維持と撥水効果等が得られる。また、アルミホイルに付着する鉄分と脂分を含む汚れを簡単に洗浄除去し、更に、フロントガラス等では油膜除去や水滴角１０度（車両用ガラス４０度）と超親水現象に近い撥水効果が得られ透明度も上昇し、美観と共に長期間維持する優れた機能を有する。

また、上途の有機酸塩を有機酸に置き換えることでシリコンエマルジョンの破壊は解決し安定した組成物が得られる。しかしながら、有機酸は例えばクエン酸、１重量％でＰＨ２．５と低く金属類やメッキ等への悪影響を及ぼすことが懸念され、使用用途も限定されてしまう。

そこで、本発明は、上途問題を解決することができる洗浄撥水剤液体組成物及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、液体組成物中に界面活性剤及び有機酸塩、シリコンエマルジョンを含有し、各分離層を有する特徴の洗浄撥水剤液体組成物及び製造方法である。

本発明を更に具体的に説明するには以下の通り提供する。

本発明者は、鋭意研究を積み重ねた結果、シリコンエマルジョン（仮に油脂・汚れ成分とすると）及び界面活性剤を含有する水溶液中に、有機酸塩７〜２０重量％を添加することで界面活性剤の可溶化量が低下し、分離層を有する当該液体洗浄撥水剤組成物が得られる。さらに詳述すると、分離層は比重の軽いシリコンエマルジョン単独又は界面活性剤含有水溶液層と有機酸塩含有水溶液層に分離させることできる。つまり、均一に乳化分散した組成物を作ると、油脂成分のシリコンエマルジョンが、有機酸塩が有する金属ナトリウムと界面活性剤の反相乗効果の影響で膨潤しエマルジョン破壊を引き起こす。そこで、上途の各分離層を作ることで接触を回避しエマルジョン破壊を防ぎ、長期間保存しても常に良好な機能を発揮し、安定した品質を確保できる液体組成物が得られる。即ち、当該の液体組成物は、使用時に軽く振り混合させることで均一な液体組成物が得られ、水で希釈することで分離層は消滅する特徴を有する当該液体洗浄撥水剤組成物。

また、上記構成にあたって、界面活性剤として低泡性のノニオン系界面活性剤を用いることができ例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はノニルフェニルエーテルを挙げることができる。これに限定されるものではない。配合量として０．５〜３０重量％の範囲で使用することができ、また、１種類以上使用することが出来る。

また、気泡性の高い界面活性剤を併用すると、極性を問わず乳化分散に伴う界面活性剤層の破壊やシリコンエマルジョンの可溶化を促し、撥水機能の低下を引き起こすため問題ない範囲で使用することができる。

また、シリコンエマルジョンとしては、自己乳化タイプを含むジメチルポリシロキサンエマルジョンを挙げることができる。低粘度タイプで水分散性の良いものが撥水効果にも付与し、配合量としては０．１〜２０重量％の範囲で使用することができ、また、０．５〜２．０重量％が最も好ましい。

また、オルガノシロキサンや変性シリコン等のシリコン化合物及びエマルジョン、オイルタイプ等を問題ない範囲で使用することが出来る。

前記有機酸塩としては、カルボキシル基を有するグルコン酸塩を除く例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、クエン酸塩、リンゴ酸塩、乳酸塩、酒石酸塩、ギ酸塩等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。また、最も良好な洗浄力を発揮するものとしてクエン酸塩を挙げることができ、１種類以上使用することが出来る。また、配合量として７〜２０重量％の範囲で使用することができ、２０重量％以上ではシリコンエマルジョン破壊や分離層が消滅し、７重量％未満では界面活性剤層が３日間程度で消滅し、或いは分離層ができない。

因みに、グルコン酸塩は、シリコン化合物の基幹あるＳｉ成分を可溶化させるため長期間接触させることでシリコンエマルジョンが破壊される。

本発明の当該洗浄撥水剤液体組成物及び製造方法は、係る液体組成物中に分離層を有し、１年以上保存してもシリコンエマルジョンの破壊に伴う肥大化や白く太い繊維状物質等の発生がなく粗悪化が回避され、優れた効果を有する。

また、自動車用として用いたところ、塗装面、ガラス、タイヤ、アルミホイル等に付着している水垢や鉄分及び油脂を含む汚れを簡単な作業で落すことが出来、且つ、塗装面やフロントガラス等の撥水効果は塗膜タイプと異なり、シリコンエマルジョン粒子（一般に２μｍ程度が多く存在する。）が凹凸面の窪みに等に入り込むため例えば、ワイパーの使用頻度の影響を受け難く、また、ガラスの透明度の上昇や美観も良好な状態で長期間維持できるコート効果を発揮させることが出来る。

また、従来は、使用目的に応じて複数の洗浄剤やコート剤を用いていたが、当該洗浄撥水剤液体組成物だけで済む利点がある。且つ、洗浄作業の頻度が軽減でき、降雨時でも洗車作業が可能である。

本発明に係る洗浄撥水剤液体組成物は、低泡性の界面活性剤及び有機酸塩とシリコンエマルジョンを含有し各分離層を形成することでシリコンエマルジョン破壊を回避し、粗悪化を防ぎ、長期間保存しても、常に安定した効果を発揮する当該の分離層を有する液体組成物である。

なお、具体例として、以下のような例がある。

ポリオキシエチレン（日本乳化剤・１０モル）アルキルエーテル５重量％、クエン酸塩１０重量％、シリコンエマルジョン１重量％（信越化学工業・ＫＳ−５３７）を添加し、製精水８４重量％を加え全量を２００ｇとする。そこで、１０分間放置すると高さ１２５ｍｍの容器で約５ｍｍ（白色）、約２５ｍｍ（透明）、約８０ｍｍ（透明）の３層に分離する。常温で１年間放置後、状態に変化はなく、軽く振ることで白濁し、肥大化した粒子や太い繊維状の物質が全く観られず当初と同じ状態であった。また、ＰＨ７．２の中性であった。

また、発生した各分離層をスポイドで採取し確認すると、上層がシリコンエマルジョン、中層がＰＨ７．５と中性で粘性を有し気泡性や添加量から１０重量％の界面活性剤と判断し、下層はＰＨ８．１と中層と異なり粘性がなく気泡が認められないことからクエン酸塩水溶液層と判断した。

また、有機酸塩の分離層の厚みは、そのカルボキシル基の価数や界面活性剤添加量によって異なることが確認できた。

また、分離した上記当該液体組成物を温度２５度で１分間当たり１００回程度の上下振動を与ると、一時的な乳化分散が知見されるが１０分程度で元の形態となる。また、分離層は温度や混合の度合いで増減するが、安定した分離層を有する当該液体組成物であることを確認した。

また、上記当該液体組成物を約２〜１０倍程度に希釈しスポンジ等に含ませ、予め自動車に付着したホコリや砂を水で洗い落し塗装面やガラス、ホイル等に塗り広げる簡単な洗浄作業で水垢や鉄分と油脂分を含んだ汚れが落ち、且つ、塗装面は、水滴角９０度程度の接触角が得られた。また、フロントガラス等は、水滴角１０度程度の超親水現象に近い接触角が得られ、降雨時に視野を低減させる水滴が減少し、且つ、透明度も上昇しアルミホイルの汚れも改善され、長期間美観を損なうことなく安定した洗浄撥水効果が得られた。

次に気泡性の高いアルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸アルカノールアミド、アルキルアミンオキシド等を配合した４８％含有の界面活性剤を上記構成の当該洗浄撥水剤組成物に１ｍｌ添加すると界面活性剤を含有する分離層が５０％減少した。

次に、気泡性の高いノニオン系界面活性剤アルキルグルコシド１０重量％、クエン酸塩１０重量％、シリコンエマルジョン１重量％を添加し、製精水で全量２００ｇに調整した。その結果、分離層は形成されず更に、２ヶ月間常温（２５度）で放置したところシリコンエマルジョンが可溶化する傾向が観られた。

また、上記した組成物を自動車用として洗浄作業を実施したところ、塗装面やガラス、アルミホイル等の洗浄効果は確認できたもののシリコンエマルジョンが気泡と伴に除去されるため撥水機能の低下や塗装面の光沢が余り得られず、３回程度の降雨で水垢が顕著に現れた。

次に、前記当該洗浄撥水剤組成物中に含有する有機酸塩又はその酸の各種類別に有効性を、ラミネート紙を用いて簡易界面張力（浸透力）相対試験を実施した。試験方法は、調整した薬剤を１０倍に希釈し、一定時間ラミネート紙（全４．８ｇ）に含浸させ試験前後の重量差を測定するもので、その結果、１時間当たりクエン酸塩が１．９ｇ、リンゴ酸塩１．６ｇ、酢酸塩１．１ｇ、クエン酸１．３ｇと薬剤の含浸量が得られ、各有機酸塩又は酸中、クエン酸塩併用することで界面張力が最大であることを確認した。

また、これまで述べた構成は、界面活性剤及び有機酸塩とシリコンエマルジョンを定量添加し混合させた構成であるが、界面活性剤及び有機酸塩、シリコンエマルジョンとハイドロトロープ剤とを定量添加し混合させ問題のない範囲で構成でもよい。例えば、エタノール等の低級アコール類、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の親油性の強いアルキレングリコール、ポリアルキレングリコール等を挙げることができる。しかしながら、炭素数の１〜３程度の小さいアルコール類例えば、エタノールは２０重量％でシリコンエマルジョンが凝集し、グリコール類例えばプロピレングリコール５重量％添加すると分離層が消滅してしまう。また、ポリアルキルグリコール類ポリエチレングリコール（ダウ・ケミカル、ポリグリコールＥ−２００）では問題ないことから０〜１０重量％の範囲で使用することができる。

また、本発明の洗浄撥水剤液体組成物は、界面活性剤及び有機酸塩とシリコンエマルジョンを含有し分離層を有する当該の液体組成物である。

上途した当該液体組成物は例えば、ノニオン系界面活性剤ポリオキシエチレンアルキルエーテルの親水基の役割を果たすエチレンオキシドの親和バランスが満たされた水溶液中に、或る限界以上の有機酸塩を添加すると有機酸塩が有するナトリウムイオン、つまり、電解質が増大することに伴い界面活性剤の可溶化量が低下し、固有の分離層を形成することとなる。そこで、この現象を利してシリコンエマルジョンが他薬剤からの悪影響を受けない、シリコンエマルジョン層、界面活性剤含水層、有機酸塩含水層の各層に完全に分離させる方法を執ることができる。即ち、使用時に混合し水に希釈することで均一な分散液が得られ、また、一年以上放置しても分離層を有することから安定した機能と品質を維持確保することが出来る。因みに、分離層は、界面活性剤や有機酸塩の種類および添加量等によって差異がある。

本発明の洗浄撥水剤液体組成物は、シリコンエマルジョン単独又は界面活性剤との混合層及び有機酸塩水層との分離層を有することで長期間保存してもシリコンエマルジョンの破壊が回避されることで安定した液体組成物が得られる。

また、有機酸塩及びシリコンエマルジョンの有益性を十分に発揮する用途として例えば、自動車用として用いた場合、塗装面、フロントガラス、アルミホイル、タイヤ等を簡単な作業で汚れを洗浄除去し、と同時に塗装表面、フロントガラス等長期間撥水効果を発揮し、美観を維持することができる。また、コンクリート材等の洗浄撥水剤の目的にも使用することが可能である。

Claims (4)

1. ノニオン界面活性剤０．５〜３０重量％と、有機酸塩７〜２０重量％と、ジメチルポリシロキサンエマルジョンを０．１〜２０重量％の範囲で含有し、界面活性剤及びジメチルポリシロキサン各単独又は混合の分離層を有する特徴の洗浄撥水剤液体組成物。
2. ノニオン界面活性剤に有機酸塩を用いて、界面活性剤の分離層を形成しシリコンエマルジョン及びシリコン化合物を含有する請求項１に記載の洗浄撥水剤液体組成物。
3. 低級アルコール類又はグリコール類を０〜１０重量％の範囲で含有する請求項１及び２に記載の特徴とする洗浄撥水剤液体組成物。
4. 請求項１乃至請求項３に記載のいずれかに記載の洗浄撥水剤液体組成物及び製造方法。