JP2008101193A - 低発泡性酸性低温洗浄剤および表面洗浄法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水と、少なくとも1種のカルボン酸、1種以上の芳香族水溶性または水分散性非イオン界面活性剤、ならびに所望により、カルボン酸の塩、ヒドロトロープ材料、pH調整剤、多価アルコールおよび保存剤を含む低発泡性工業用洗浄組成物を得た。
【選択図】なし
Description
(A)カルボン酸(1種又は複数種)と、
(B)非イオン性界面活性剤と、所望により下記(C)〜(G):
(C)1種以上のカルボン酸の陰イオン、好ましくは、成分(A)で特定されたものと同一の1種以上の酸の陰イオンを含む塩、
(D)水中で成分(A)〜(C)の安定で均質な溶液または分散液を形成するのに十分な量のヒドロトロープ材料、
(E)pH調整剤、
(F)多価アルコール、および
(G)1種類以上の保存剤
の1以上とを含む、好ましくは、これらから本質的になる、またはより好ましくは、これらからなるものである。
のエトキシレート単位を有する1種以上の化合物を含有する。式Iのエトキシレート単位は直接またはエーテル(酸素)結合もしくはオキシメチレン(−CHR8O−)(ここで、R8は水素原子またはC1−C4アルキル基である)結合を介して芳香環と結合している。
エトキシル化芳香族アルコール組成物の一例は、数平均(Navg.)が約3〜約8のエトキシレート単位を有する一般式II(式中、R1、R2、R3、R4およびR5は前記式Iにおいて、定義された通りであり、R6、R7およびR8は、それぞれ他から独立に水素原子およびC1−C4アルキル基から選択される)の1種以上のエトキシル化化合物を含む。置換基R1、R2、R3およびR4の、水素原子との結合率は、少なくとも60原子%、または少なくとも80原子%であってもよい。また、Navg.が4未満であるときは、R5は水素原子であることが好ましい。
界面活性剤#1は、製造業者がβイミノ二プロピオン酸二ナトリウムと記述している両性界面活性剤である。
界面活性剤#2は、製造業者がエトキシル化直鎖アルコールと記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#3は、製造業者がアルコキシル化エーテルアミンオキシドと記述している窒素含有界面活性剤である。
界面活性剤#4は、製造業者がイソデシルアルコールエトキシル化物および塩化物と記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#5は、製造業者がオクチル/デシルアルコールエトキシル化物およびプロポキシル化物と記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#6は、製造業者により塩素キャップされ、エトキシル化されている修飾直鎖C10−C14脂肪族ポリエーテル混合物と記述されている。
界面活性剤#7は、製造業者がベンジルアルコールエトキシレート,-C6H5CH2−O−(CH2−CH2−O)n−H,n=2と記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#8は、製造業者がPEG−15ロジンと記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#9は、製造業者が修飾第一級アルコールエチレンオキシド付加物と記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#10は、製造業者がC14-15アルコールと12.9モル(平均)のエチレンオキシドから製造したと記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#11は、製造業者が20モルのエチレンオキシドで置換したオレイルアルコールポリグリコールエーテルと記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#12は、製造業者がカプリロアンホ二プロピオン酸二ナトリウムと記述している両性界面活性剤である。
界面活性剤#13は、製造業者がベンジルアルコールエトキシレート,C6H5CH2−O−(CH2−CH2−O)n−H,n−4と記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#14は、製造業者が第一級ヒドロキシル基を末端に有する二官能性ブロックコポリマーと記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#15は、製造業者により水中50%のEO/PO脂肪族アルコールブレンドと記述されている。
界面活性剤#16は、製造業者がベンジルアルコールエトキシレート,C6H5−CH2−O−(CH2−CH2−O)n−H,n=5と記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#17は、製造業者がベンジルアルコールエトキシレート,C6H5CH2−O−(CH2−CH2−O)n,n=6と記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#18は、製造業者がエトキシル化フェノールと4モルのエチレンオキシドと記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#19は、製造業者が6モルのエチレンオキシドでエトキシル化されたフェノールと記述している非イオン性界面活性剤である。
界面活性剤#20は、製造業者がプロピレンオキシドキャップを末端に有する4モルのベンジルアルコールのエトキシレートと記述している非イオン性界面活性剤である。
一群の市販洗浄剤ならびに特定の界面活性剤および関連化合物を、単独で、かつビルダーマトリックスなしで、水中洗浄性能試験に供した。各洗浄剤の洗浄有効度を次のように試験した。
1.試験片として汚れたアルミパネル1×4インチを用いた。パネルは120°F、90秒暴露、3反復で試験した。
2.各々10%グラファイトを添加して改質した鉱油およびトウモロコシ油を各スクリーニングの汚れとして用いた。試験直前に、アルミニウム上に汚れのパッチを付着させた。
試験片を低衝撃連続循環実施浴により洗浄し、化学洗浄強度を測定した。泡立ち度についてのスクリーニングも行った。連続循環は発泡を促進した。洗浄効力を重量測定により評価し、配合物に除去された油汚れの割合(%)を、洗浄前後の汚れの重量を比較することにより算出した。この技術は分析化学で一般的な手順であり、当業者によく知られている。これらの実験の結果を表1および3に汚れの減少率(%)としてまとめる。
試験サンプル1および2を表2に示したように配合した。
化合物トリ(プロピレングリコール)プロピルエーテルは不活発な溶剤であって、これは有害大気汚染物質(hazardous air pollutant, HAP)でもなく、また揮発性有機化合物(volatile organic compound, VOC)でもない。この種の化合物は、そのまま使用できる5%オーダーのレベルの家庭用洗浄剤での使用が知られており、溶解力と油保持性を付与するものである。洗浄剤浴液では0.05%の実施レベルで鉱油およびトウモロコシ油の双方を良好に洗浄できる。
界面活性剤#8は、通常濃縮物で消泡剤とともに使用される発泡性界面活性剤である。この泡の量では、方法の変更が必要であった。曝気は用いなかった。試験パネルは、洗浄剤槽中の最大乱流の領域に手で置かれた。トウモロコシ油の除去の結果として、かなりの消泡が見られた。鉱油試験片を試験する際には、加減抵抗器のポンプ速度の設定を「60」から「30」という低い値に(最高能力に対する%)にしばしば引き下げた。そうしなければ、泡が容器からあふれ出していた。トウモロコシ油片は通常の「60」で実施し、これはトウモロコシ油試験片にいくつかの利点をもたらし、鉱油片よりも良好に洗浄できた。
界面活性剤#8は、エトキシル化ロジンである。これは極めて発泡性が高く、商業使用を可能とするためには、同重量の消泡剤と組み合わせる必要がある(界面活性剤#9)。
界面活性剤#9は、32〜37℃の示された曇点を有する直鎖アルコールエトキシレートである。これは界面活性剤#8単独とは異なり、その溶液は約42℃の曇点を示す。また、このレベルで界面活性剤#9を加えると、その系は完全に消泡する。この流動特性およびポンプ速度は、この試験サンプルでは、標準値「60」におけるものであった。
界面活性剤#10および界面活性剤#11は発泡性物質であり、ポンプ速度40%、曝気せずに実施しなければならなかった。
新たな配合物を調製し、実施例1の手順に従って洗浄性能を試験した。
配合物Bは、透明なトウモロコシ油に対する洗浄力に著しい低下があることを示す。
配合物Cは、鉱油の洗浄に関しては良好であったが、トウモロコシ油の洗浄においては、すぐ不良になった。
配合物Dは、洗浄効率レベルを90%/90%に上昇させる第一位の原材料であった。
配合物Eは、イタコン酸をクエン酸に対する遊離酸性度比1:1で含む配合物であった。前記1:1の遊維酸性度比は、酸1当量当たりイタコン酸=65.05グラム;酸1当量当たりクエン酸一水和物=70.03グラムに対応する。この配合物は、クエン酸55g、水910.7g、45%KOH 33.5gおよび重亜硫酸ナトリウム0.8gを用い、配合物Eと同様に調製した。これらの配合物の洗浄強度は次の通りであった。
鉱油の除去 トウモロコシ油の除去
イタコン酸マトリックス 84.0% 69.7%
クエン酸マトリックス 85.6% 74.7%
この2つ異種酸の洗浄強度平均は、互いの推定実験誤差の範囲内であった。試験後のイタコン酸配合物の洗浄廃液は黄色であったが、これはスチール腐食がより高い証拠である。
鉱油の除去 トウモロコシ油の除去
2%市販洗浄剤#9 99.0% 71.0%
2%試験サンプル2 85.6 74.7
配合物F 96.2 61.2
リザボールPの有機油除去抗力は最小であることが分かった。
鉱油の除去 トウモロコシ油の除去
2%試験サンプル2 85.6 74.7
配合物G 75.9 78.7
鉱油の除去 トウモロコシ油の除去
2%試験サンプル2 85.6 74.7
配合物G 75.9 78.7
配合物H 83.4 60.2
以上の結果のまとめを表8に示す。鉱油の除去率が80%を超える配合物だけを挙げている。各組成物の欠点ももう一度記載している。
新たな配合物を調製し、実施例1の手順に従って洗浄性能を試験した。
鉱油の除去 トウモロコシ油の除去
配合物D 99.3 91.2
配合物I 96.2 78.9
界面活性剤#13の量 鉱油の除去 トウモロコシ油の除去
配合物D、無し(0ppt) 86.6 74.7
5ppt 100.0 76.9
10ppt 98.7 88.8
20ppt 99.3 91.2
界面活性剤#13のレベルとして改良されたトウモロコシ油洗浄力は上昇した。界面活性剤#13を含有する全てのサンプルの鉱油除去率は100%に近かった。
通常の人の指紋ならびに明澄化したバターによる指紋を新しいTPOチップに付け、実施例1の手順に従い、配合物Lを入れた試験装置にて120°Fで実施した。120秒の休止時間の後、両種の指紋の跡は全てこれらのプラスチック表面から除去された。実施例1の手順に従ってTPOに油汚れを付け、指紋試験と同じ条件下で実施した。視覚的評価に基づけば、両汚れとも完全にTPOから落ちた。以上の試験は、定量試験結果と洗浄効率を決定するために通常製造業で用いられる肉眼的洗浄結果の間の良好な相関を示した。
配合物LとNに関する腐食試験を次の手順に従って行った。1×4インチの孔あきCRSパネルを切り取り、スコッチ−ブライトパッドでこすって表面腐食を除去し、重量を測定した。各槽3枚のCRSパネルを、表11に示された温度で、配合物LまたはNの32リットル実施浴に浸漬した。加熱ポンプを用いて浴温を一定に維持した。浴液を振盪させ、約100ml/分の速度での空気噴射を用いて曝空気した。曝気時間1時間の後、これらのCRSパネルを取り出し、乾燥させ、再び重量を測定した。2種の配合物の腐食率を比較した。
低温における配合物Lの性能を実施例1の手順に従って試験した。2%、110°Fで3回の独立した試験により配合物Lを試験し、結果を表12に示した。TPOチップ上の通常の人の指紋に対する実施浴液の洗浄有効性も評価した。
表16に示すように、配合物Lの性能を通常の洗浄温度で既知の洗浄剤と比較した。試験は実施例4の手順に従って行った。
表17は、本実施例および実施例1から120°Fで得られた鉱油およびトウモロコシ油洗浄に関する累積数値を比較したものである。
配合物L,2%は、130°Fにおいて双方の汚れに対して優れた性能を示す。TPO上の指紋は完全には除去されなかったが、140°Fにおいて市販の洗浄剤#6:2%と同様の性能を示した。
取り組まなければならない低温洗浄のもう1つの態様は、洗浄剤の温度を通常の130〜160°Fから引き下げた際に見られる高い微生物増殖率である。低温プラスチック洗浄剤を導入する場合の主要な問題の1つは、特に、相当な長さの「停止時間」がある処理浴では(一晩または週末などの他の長期にわたって周囲温度に戻ることを意味する)、その洗浄剤が微生物の増殖を助長するかどうかということである。この試験は、8時間高温、16時間周囲温度の規則的な高温周期、24時間連続、1週間に7日など、いずれの所望の温度および加熱周期で行うこともできる。これは、選択された作動温度で1日一交替の中程度の使用強度をシミュレートする。
この溶液に、配合物Lの2%v/v溶液などのような、酸性洗浄剤浴内で一定期間培養され、かつそこで、生存するように馴化された細菌および真菌検体から採取した接種物を加えた。コンシステンシーに関しては、工業用酸性洗浄剤槽から採取した濃厚な粘液から接種標準濃縮物を調製し、培養し、適当な濾過により均質な固体を分離し、その後の使用のために2.0mlずつ冷凍した。この方法により、各試験では、一貫した初期微生物集団を評価した。
配合物L2の微生物増殖を、配合物Lで示した手順に従って試験した。この試験では、選択された温度で8時間、次いで周囲条件で16時間の一定周期とした。循環と周期的加熱を行って3日後、この場合も無添加の配合物Lの場合と同じタンクの表面に真菌の増殖が認められた。増殖量は配合物Lの両分の実験で見られた量よりも少なかったが、顕著なものであった。この増殖量は最初に見られた後は、進行しなかった。月曜日の朝に培養を始めたものについての試験のディップスライド結果を表22に示す。読み取り値は真菌/細菌として表されている。
表24に従って新たな配合物を調製した。配合物O〜SをTPO上の指紋に対する洗浄性能および発泡性に関して試験した。指紋の除去は視覚的に判断した。
発泡試験は、補助加熱と曝気を追加したこと以外は、通常の試験設定条件を用いて行った。実際の洗浄に使用できる洗浄組成物1000mlを、少なくとも2500ml容のガラス栓付きメスシリンダーに入れた。このシリンダーと内容物をマントルヒーターにより温度を平衡状態としたが、温度制御浴などの便利な方法も使用可能である。液体はポンプによって強く循環させた。補助空気を用いて、空気捕捉導力レベルを作り出し、それにより発泡により洗浄剤系を分離する。例えば、循環ポンプ単独で作り出される泡は、通常、その洗浄剤が安定な泡レベルで実施用可能であることを示した。噴霧洗浄操作により近い使用と考えられる曝気を施すことにより、試験された系および条件の約半数において、管からあふれ出すに十分な量の泡を形成した。泡の一番上とシリンダー中の底にある液体組成物の一番上の目盛りの差を記録することにより、シリンダーの目盛りから泡の体積を求めた。
1.温かい水道水で、最初の溶液温度を約105°Fとして洗浄剤溶液1000mlを調製する。
2.その洗浄剤溶液をシリンダーに注ぎ、循環ポンプを始動する。
3.必要であれば、約108°Fまで液体を加熱し、この時点で加熱を止め、110°Fまで昇温させる。
4.曝気を始める。泡が管をあふれ出ないように動的泡レベルを観察する。目標は、その系で可能な限り多くの泡を形成することである。最大の泡生成が達成されるまで、空気治量を増大する(あるいは、場合によっては引き下げる)。この時点で、最大泡レベルが管をあふれ出るかどうか、または飛沫に同伴される空気が最大レベルであっても、その溶液が泡立ちあふれることに耐えるかどうかに注意する。
5.目的の温度に達したところで、カラムに泡を満たす(できる限りたくさん泡立てる)。ポンプによる循環を維持しつつ、曝気を止める。泡は管内のガラスに付着しているので、120秒の終了時に「フル」ライン(液体レベル)から泡の一番上までの泡のレベルを記録する。流体の流れは変動し得るので、多くの場合、これは大略値となる。このレベルは「動的な泡」である。
6.管を再び泡で満たす。この時、曝気と循環ポンプは止める。120秒後、「フル」ラインから泡の層の中央部の泡の下の点までの、最終の泡レベルを記録する(この読み取り値は、この時点での泡の層の安定状態であるため、まだ発泡する可能性がある)。このレベルが「安定な泡」である。
7.循環ポンプと曝気を再始動する(可能な限り強く)。もう一度加熱を始め、約113°Fまで温める、115°Fで、ステップ5および6を繰り返す。
8.循環ポンプと曝気を再始動する(可能な限り強く)。もう一度加熱を始め、約118°Fまで温める、120°Fで、ステップ5および6を繰り返す。
9.発泡傾向の痕跡がなくなるまで装置を繰り返しすすぐ。完全すすぎとパージを数回行ってもよい)。
試験の結果を表24に示す。
新たな配合物を調製し、安定性の試験を行った。次の配合物について、濃縮物と実施槽液の低温安定性(通常の冷蔵庫、35°F〜45°F)を試験した。
Claims (15)
- 水と、
(A)少なくとも1種類のカルボン酸と、
(B)1種類以上の芳香族水溶性または水分散性非イオン性界面活性剤と、所望により下記成分(C),(D),(E),(F)及び(G):
(C)成分(A)と同じカルボン酸、成分(A)とは異なるカルボン酸、およびこれらの混合物からなる群から選択されたカルボン酸の1種類以上の塩、
(D)水中で成分(A)〜(C)の安定で均質な溶液または分散液を形成するのに十分な量のヒドロトロープ、
(E)pH調整剤、
(F)1種類以上の多価アルコール、および
(G)1種類以上の保存剤
の1以上とを含み、さらに約2重量%を超えない、リン含有成分を含む洗浄組成物。 - 実質的に揮発性有機溶媒を含まない、請求項1に記載の組成物。
- 少なくとも25〜5000ppmの量の成分(D)を含む、請求項1に記載の組成物。
- 成分(A)が少なくとも1つのカルボキシル基と、所望により付加的なヒドロキシル基またはカルボキシル基を各々含む分子を含む、請求項3に記載の組成物。
- 成分(A)がグルコン酸、イタコン酸、ヒドロキシ酢酸、コハク酸、フマル酸、フタル酸水素カリウム、酒石酸、マロン酸、クエン酸およびその混合物からなる群から選択される、請求項2に記載の組成物。
- 成分(B)が1種類以上のアルコキシル化された芳香族アルコールを含む、請求項4に記載の組成物。
- 成分(B)が4〜6モルのエトキシル化物を有する少なくとも1種類のアルコキシル化された芳香族アルコールを含む、請求項1に記載の組成物。
- 成分(B)がベンジルアルコールエトキシレートおよび/またはフェノールエトキシレートから選択された少なくとも1種類の非イオン性界面活性剤を含む、請求項2に記載の組成物。
- 成分(D)がトルエンスルホネート、キシレンスルホネートまたはクメンスルホネートの、少なくとも1種類のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩から選択される、請求項1に記載の組成物。
- エチレングリコールn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールn−ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、およびプロピレングリコールn−プロピルエーテルから選択された1種類以上の水溶性溶剤からなる追加成分をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 固体表面を洗浄するために、
1)固体表面を、請求項1に記載の洗浄組成物に、下記の条件a及びb:
a.組成物が少なくとも35℃〜約70℃の温度にあること、
b.表面が約20〜約120秒の接触時間の間、組成物と接触すること
の下で、接触させること、および
2)その後、所望により、その表面を水ですすぎ洗いすること
を含む、固体表面を洗浄する方法。 - 接触工程1)の間に、
a.前記組成物が約42〜約60℃の温度にあり;かつ
b.前記表面が、約20〜約120秒の接触時間の間、前記組成物と接触する、
請求項11に記載の方法。 - 水と、
(A)約0.2g/l〜約6.0g/lの少なくとも1種類のカルボン酸からなる成分と、
(B)約50〜約3000ppmの少なくとも1種類の界面活性剤からなる成分と、
(C)所望により、成分(A)と同じカルボン酸、成分(A)とは異なるカルボン酸、およびそれらの混合物からなる群から選択されたカルボン酸の1種類以上の塩と
(D)約25〜約5000ppmのヒドロトロープと、
(E)前記組成物のpHが1.0以上、4.0以下となるような量のpH調整剤と、
(F)所望により、1種類以上の多価アルコール成分と、
(G)所望により、1種類以上の保存剤と
を含む、洗浄組成物。 - (B)約100〜約1000ppmの少なくとも1種類の界面活性剤成分と、
(D)約25〜約5000ppmの、トルエン、キシレンまたはクメンのスルホネートの少なくとも1種類のアンモニウムまたはアルカリ金属塩から選択されるヒドロトロープと、
(E)約10〜約2000ppmの1種類以上の多価アルコール成分と
を含む、請求項13に記載の組成物。 - 前記成分(A)がグルコン酸、イタコン酸、ヒドロキシ酢酸、コハク酸、フマル酸、フタル酸カリウム、酒石酸、マロン酸、クエン酸およびその混合物からなる群から選択され、
前記成分(B)が芳香族環と、一般式(I):
のエトキシレート単位とを有する1種類以上の化合物を含有するアルコキシル化された芳香族アルコールから選択され前記式(I)の単位は、前記芳香族環に、直接またはエーテル(酸素)結合を介して、もしくはオキシメチレン(−CHR8O−)結合(ここで、R8は水素またはC1−C4アルキルである)を介して、結合しており、
所望により、成分(C)が成分(A)と同じカルボン酸、成分(A)とは異なるカルボン酸およびそれらの混合物からなる群から選択されたカルボン酸の1種類以上の塩を含み、
成分(D)は約25〜約5000ppmのヒドロトロープを含み、
成分(E)は、前記組成物のpHが1.0以上、4.0以下となる量のpH調整剤を含み、
所望により、前記(F)は1種類以上の多価アルコール成分からなり、及び
所望により、成分(G)は1種類以上の保存剤からなる
ことを特徴とする、請求項13に記載の組成物。
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