JP2009040822A - ポリアルキレングリコール系化合物とその用途 - Google Patents

ポリアルキレングリコール系化合物とその用途 Download PDF

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Abstract

【課題】直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤を用いる場合に「界面活性剤の析出」を抑制できるような、水系に添加して用い得るポリアルキレングリコール系化合物を提供する。また、該ポリアルキレングリコール系化合物を用いた洗剤用ビルダーおよび洗剤組成物を提供する。
【解決手段】本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、ポリアルキレングリコール鎖と、該ポリアルキレングリコール鎖の一方の末端に酸素原子を介して結合した疎水基と、該ポリアルキレングリコール鎖の他方の末端にカルボン酸基またはその塩を含有する基を有し、該ポリアルキレングリコール鎖の長さが、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で10〜50モルである。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリアルキレングリコール系化合物とその用途に関する。詳細には、ポリアルキレングリコール鎖と疎水基とカルボン酸基またはその塩を含有する基とを有するポリアルキレングリコール系化合物とその用途に関する。
鎖長の短いポリアルキレングリコール鎖とカルボン酸基またはその塩を含有する基とを有するポリアルキレングリコール系化合物は、アニオン性界面活性剤として一般に知られている。
例えば、高純度で高品質のアニオン性界面活性剤であるポリアルキレングリコール系化合物として、エーテルカルボン酸塩が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
他方、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤は、洗剤用ビルダーや洗剤組成物に好適な界面活性剤の1つである。しかし、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤は、水系に含まれる金属と塩を形成して析出してしまうという問題があり、この「界面活性剤の析出」のために洗浄力が低下するという問題がある(例えば、非特許文献1参照)。
特開昭60−72842号公報 Louis Ho Tan Tai,"Formulating Detergents and Personal Care Products",AOCS Press,pp.53−54(2000)
本発明の目的は、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤を用いる場合に「界面活性剤の析出」を抑制できるような、水系に添加して用い得るポリアルキレングリコール系化合物を提供することにある。また、該ポリアルキレングリコール系化合物を用いた洗剤用ビルダーおよび洗剤組成物を提供することにある。
本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、
ポリアルキレングリコール鎖と、該ポリアルキレングリコール鎖の一方の末端に酸素原子を介して結合した疎水基と、該ポリアルキレングリコール鎖の他方の末端にカルボン酸基またはその塩を含有する基を有し、
該ポリアルキレングリコール鎖の長さが、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で10〜50モルである。
好ましい実施形態においては、上記ポリアルキレングリコール鎖が、一般式(1)で表される構造を含む。
Figure 2009040822
(一般式(1)中、lは10〜50の整数を表す。)
好ましい実施形態においては、上記疎水基が、一般式(2)で表される構造を含む。
Figure 2009040822
(一般式(2)中、mは0〜20の整数、nは0〜20の整数を表す。)
好ましい実施形態においては、上記カルボン酸基またはその塩を含有する基が、一般式(3)で表される構造を含む。
Figure 2009040822
(一般式(3)中、Mは水素原子、金属原子、アンモニウム基、または有機アンモニウム基を表す。)
本発明の別の局面によれば、洗剤用ビルダーが提供される。本発明の洗剤用ビルダーは、本発明のポリアルキレングリコール系化合物を含む。
本発明の別の局面によれば、洗剤組成物が提供される。本発明の洗剤組成物は、本発明のポリアルキレングリコール系化合物を含む。
好ましい実施形態においては、本発明の洗剤組成物は、界面活性剤を含む。
好ましい実施形態においては、上記界面活性剤は、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸および/またはその塩である。
本発明によれば、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤を用いる場合に「界面活性剤の析出」を抑制できるような、水系に添加して用い得るポリアルキレングリコール系化合物を提供することができる。
また、該ポリアルキレングリコール系化合物を用いた洗剤用ビルダーおよび洗剤組成物を提供することができる。
〔ポリアルキレングリコール系化合物〕
本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、ポリアルキレングリコール鎖と、該ポリアルキレングリコール鎖の一方の末端に酸素原子を介して結合した疎水基と、該ポリアルキレングリコール鎖の他方の末端にカルボン酸基またはその塩を含有する基を有する。
本発明のポリアルキレングリコール系共重合体は、模式的に、式(A)で表される。
Figure 2009040822
(式(A)中、PAGはポリアルキレングリコール鎖、Oは酸素原子、HBGは疎水基、CAGはカルボン酸基またはその塩を含有する基を表す。)
上記ポリアルキレングリコール鎖は、任意の適切なアルキレンオキシド単位の繰り返しによって構成され得る。上記アルキレンオキシドとしては、好ましくは炭素数2〜20のアルキレンオキシド、より好ましくは炭素数2〜10のアルキレンオキシド、さらに好ましくは2〜4のアルキレンオキシド、特に好ましくはエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドであり、最も好ましくはエチレンオキシドである。エチレンオキシド単位の繰り返しによれば、鎖長を容易に伸ばすことが可能となる。エチレンオキシド単位の繰り返しを有する場合、その含有割合は、ポリアルキレングリコール鎖中、好ましくは50〜100モル%、より好ましくは70〜100モル%、さらに好ましくは90〜100モル%である。
上記ポリアルキレングリコール鎖は、1種のみのアルキレンオキシド単位の繰り返しによって構成されていても良いし、2種以上のアルキレンオキシド単位の繰り返しによって構成されていても良い。2種以上のアルキレンオキシド単位の繰り返しによって構成されている場合、それらのアルキレンオキシド単位の繰り返し構造は任意の適切な構造を採用し得る。例えば、ランダム構造、ブロック構造、交互構造などが挙げられる。
上記ポリアルキレングリコール鎖の長さは、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で10〜50モルであり、好ましくは10〜45モル、より好ましくは12〜45モル、さらに好ましくは15〜40モル、特に好ましくは15〜35モルである。上記ポリアルキレングリコール鎖の長さが、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で10モル未満の場合、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤を用いる場合に「界面活性剤の析出」を抑制する効果が小さくなるおそれがある。上記ポリアルキレングリコール鎖の長さが、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で50モルを超える場合、ポリアルキレングリコール鎖の他方の末端に導入するカルボン酸基またはその塩を含有する基の効果が小さくなるおそれがある。
上記ポリアルキレングリコール鎖は、好ましくは、一般式(1)で表される構造を含む。
Figure 2009040822
(一般式(1)中、lは10〜50の整数を表す。)
一般式(1)中のlは、好ましくは10〜45モル、より好ましくは12〜45モル、さらに好ましくは15〜40モル、特に好ましくは15〜35モルである。上記ポリアルキレングリコール鎖の長さが、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で10モル未満の場合、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤を用いる場合に「界面活性剤の析出」を抑制する効果が小さくなるおそれがある。上記ポリアルキレングリコール鎖の長さが、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で50モルを超える場合、ポリアルキレングリコール鎖の他方の末端に導入するカルボン酸基またはその塩を含有する基の効果が小さくなるおそれがある。
上記疎水基は、任意の適切な疎水性を有する基を採用し得る。例えば、炭素数6〜20の炭化水素基、カルボキシル基を有する基が挙げられる。これらの基は、疎水性を有する限り、任意の適切な別の基で置換されていても良い。
上記炭素数6〜20の炭化水素基としては、例えば、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ドデシル基、オクタデシル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基等のアルキルアリール基;シクロオクチル基、コレスタニル基、ラノスタニル基等の多環式アルキル基;などを挙げることができる。
上記炭素数6〜20の炭化水素基としては、特に好ましくは、直鎖または分岐の炭素数6〜20の飽和炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基である。
直鎖の炭素数6〜20の飽和炭化水素基としては、例えば、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ドデシル基、オクタデシル基が挙げられる。
分岐の炭素数6〜20の飽和炭化水素基としては、例えば、炭素数6〜20の第2級の分岐アルキル基、炭素数6〜20の第3級の分岐アルキル基が挙げられる。
炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;モノメチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、モノエチルフェニル基、モノブチルフェニル基、ノニルフェニル基、ドデシルフェニル基等のアルキルアリール基;フタル酸モノエステル基、フタル酸ジエステル基、フェニレンジカルバマート基等の芳香族カルボン酸基由来の基;などが挙げられる。
上記カルボキシル基を有する基としては、例えば、安息香酸由来の基、フタル酸由来の基、トリメリト酸由来の基、テトラヒドロフタル酸由来の基、これらの酸の無水物由来の基、これらの酸の塩由来の基、などが挙げられる。上記塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩、などが挙げられる。上記アルカリ金属塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、などが挙げられる。上記アルカリ土類金属塩としては、例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩、などが挙げられる。上記有機アンモニウム塩を構成する有機アミンとしては、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン;トリエチルアミン;などが挙げられる。
上記疎水基は、好ましくは、一般式(2)で表される構造を含む。
Figure 2009040822
(一般式(2)中、mは0〜20の整数、nは0〜20の整数を表す。)
上記疎水基は、より好ましくは、上記一般式(2)で表される構造を含み、且つ、m+n=9〜11の分岐アルキル基である。上記疎水基が直鎖構造の場合、水系で用いると粘度が増加するおそれがある。上記疎水基が芳香族基を有する場合、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のような直鎖アルキル系のアニオン性界面活性剤を用いる場合に「界面活性剤の析出」を抑制する効果が小さくなるおそれがある。
上記カルボン酸基またはその塩を含有する基としては、該基の末端にカルボン酸基またはその塩を少なくとも1個有する基であれば、任意の適切な基を採用し得る。この場合、該基中、該基におけるカルボン酸基またはその塩と上記ポリアルキレングリコール鎖との間には、任意の適切な連結基が存在し得る。ここで、連結基とは、2個以上の基を連結させるための基であり、例えば、P−基とQ−基とを連結するための連結基をRで表すと、連結後の構造はP−R−Qと表される。
上記連結基としては、例えば、炭素数1〜8のアルキレン基、炭素数6〜20のアリレン基、置換された炭素数1〜8のアルキル基、置換された炭素数6〜20のアリレン基、エステル結合を含む基、エーテル結合を含む基、二重結合を含む基などが挙げられる。好ましくはエーテル結合を含む基である。耐加水分解性があるからである。
上記カルボン酸基またはその塩を含有する基としては、好ましくは、一般式(3)で表される構造を含む。
Figure 2009040822
(一般式(3)中、Mは水素原子、金属原子、アンモニウム基、または有機アンモニウム基を表す。)
上記金属原子としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属などが挙げられる。上記アルカリ金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。上記アルカリ土類金属としては、例えば、カルシウム、マグネシウムなどが挙げられる。
〔ポリアルキレングリコール系化合物の製造方法〕
本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、任意の適切な方法で製造し得る。例えば、下記の方法が挙げられる。
(I)アルキルアルコールのアルキレンオキサイド付加物の末端水酸基に対する、クロロ酢酸などのハロゲン化アルキルカルボン酸の反応による方法。
(II)アルキルアルコールのアルキレンオキサイド付加物の末端水酸基に対する、無水マレイン酸などの酸無水物の反応による方法。
(III)アルキルアルコールのアルキレンオキサイド付加物の末端水酸基を酸化する方法。
(IV)末端エポキシ基を有するアルキルアルキレンオキサイドのエポキシ基に、チオール基、アミノ基、水酸基のいずれかを有するカルボキシル基を有する化合物を付加(エポキシ基と、チオール基またはアミノ基または水酸基の反応による)させる方法。
(V)アルキルアルコールのアルキレンオキサイド付加物の末端の水酸基に、エピクロロヒドリンを付加した後、末端のエポキシ基に上記(IV)と同様の反応を行う方法。
〔洗剤用ビルダー〕
本発明の洗剤用ビルダーは、本発明のポリアルキレングリコール系化合物を含む。具体的には、本発明の洗剤用ビルダーは、本発明のポリアルキレングリコール系化合物のみからなっていてもよいし、他の任意の適切な洗剤用ビルダーとの混合物からなっていてもよい。
本発明の洗剤用ビルダー中における本発明のポリアルキレングリコール系化合物の含有割合は、本発明の洗剤用ビルダー100重量%に対して、0.1〜80重量%であることが好ましく、より好ましくは1〜70重量%、さらに好ましくは5〜65重量%である。本発明のポリアルキレングリコール系化合物の含有割合が0.1重量%未満であると、洗剤組成物として用いた場合の洗浄力が不十分になるおそれがある。本発明のポリアルキレングリコール系化合物の含有割合が80重量%を超えると、不経済になるおそれがある。
本発明の洗剤用ビルダーに用いる本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、必要に応じて、アルカリ性物質で中和したものであってもよい。アルカリ性物質で中和する場合は、pHを好ましくは6〜11、より好ましくは6.25〜10.5、特に好ましくは6.5〜10の範囲に調整することが好ましい。
上記他の任意の適切な洗剤用ビルダーとしては、例えば、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ボウ硝、炭酸ナトリウム、ニトリロトリ酢酸ナトリウム、エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウムやカリウム、ゼオライト、多糖類のカルボキシル誘導体、(メタ)アクリル酸(共)重合体塩、フマル酸(共)重合体塩などの水溶性重合体等が挙げられる。
本発明の洗剤用ビルダーは、液体洗剤用であっても粉末洗剤用であってもよい。本発明の洗剤用ビルダーは界面活性剤との相溶性に優れる。このため、高濃縮の液体洗剤組成物 とすることができる点では液体洗剤用が好ましい。
本発明の洗剤用ビルダーは、本発明のポリアルキレングリコール系化合物以外のその他の成分について、その種類や配合比率は、本発明の作用効果を損なわない範囲で、任意の適切な種類や配合比率を設定し得る。
本発明の洗剤用ビルダーは、親水性や疎水性の汚れといった種々の汚れに対応することができ、再汚染防止能等の特性に優れる。
〔洗剤組成物 〕
本発明の洗剤組成物は、本発明のポリアルキレングリコール系化合物を含む。好ましくは、本発明の洗剤用ビルダーを含む。
本発明の洗剤組成物は、粉末洗剤組成物であっても良いし、液体洗剤組成物であっても良い。本発明の洗剤組成物は、通常、洗剤に用い得る、任意の適切な添加剤を含んでいても良い。上記添加剤としては、例えば、アルカリビルダー、キレートビルダー、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の汚染物質の再沈着を防止するための再付着防止剤、ベンゾトリアゾールやエチレン−チオ尿素等のよごれ抑制剤、ソイルリリース剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が好適に挙げられる。また、粉末洗剤組成物の場合には、ゼオライトを配合することが好ましい。
本発明の洗剤組成物中の本発明の洗剤用ビルダーの含有割合は、本発明の洗剤組成物100重量%に対して、好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは0.2〜15重量%、さらに好ましくは0.3〜10重量%、特に好ましくは0.4〜8重量%、最も好ましくは0.5〜5重量%である。本発明の洗剤用ビルダーの含有割合が0.1重量%未満であると、十分な洗浄性能を発揮できないおそれがある。本発明の洗剤用ビルダーの含有割合が20重量%を超えると、経済性が低下するおそれがある。
本発明の洗剤組成物における、本発明のポリアルキレングリコール系化合物あるいは本発明の洗剤用ビルダーの配合形態は、液状でも良いし、固形状でも良い。洗剤の販売時の形態(例えば、液状物または固形物)に応じて決定すれば良い。また、重合後の水溶液の形態で配合しても良いし、水溶液の水分をある程度減少させて濃縮した状態で配合しても良いし、乾燥固化した状態で配合しても良い。
なお、本発明の洗剤組成物は、家庭用洗剤の合成洗剤、繊維工業その他の工業用洗剤、硬質表面洗浄剤のほか、その成分の1つの働きを高めた漂白洗剤等の特定の用途にのみ用いられる洗剤も含む。本発明のポリアルキレングリコール系重合体は、キレート能に優れるため、微量金属を捕捉することにより、過酸化水素を安定でき、漂白剤の安定化能に優れることから、好適に用いることができる。
本発明の洗剤組成物は、本発明のポリアルキレングリコール系化合物以外に、界面活性剤を含むことが好ましい。
本発明の洗剤組成物中に好ましく含まれる界面活性剤は、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、および、両性界面活性剤から選ばれる少なくとも1種である。これらの界面活性剤は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
界面活性剤を2種以上併用する場合、アニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤とを合わせた使用量は、全界面活性剤100重量%に対して、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、特に好ましくは80重量%以上である。
上記アニオン系界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルまたはアルケニルエーテル硫酸塩、アルキルまたはアルケニル硫酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸またはエステル塩、アルカンスルホン酸塩、飽和または不飽和脂肪酸塩、アルキルまたはアルケニルエーテルカルボン酸塩、アミノ酸型界面活性剤、N−アシルアミノ酸型界面活性剤、アルキルまたはアルケニルリン酸エステルまたはその塩等を挙げることができる。また、これらのアニオン系界面活性剤のアルキル基、アルケニル基の中間にメチル基等のアルキル基が分枝していても良い。
上記ノニオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシアルキレンアルキルまたはアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミドまたはそのアルキレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコキシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルキルアミンオキサイド等を挙げることができる。また、これらのノニオン系界面活性剤のアルキル基、アルケニル基の中間にメチル基等のアルキル基が分枝していても良い。
上記カチオン系界面活性剤の具体例としては、第4アンモニウム塩等を挙げることができる。カチオン系界面活性剤のアルキル基、アルケニル基の中間にメチル基等のアルキル基が分枝していても良い。
上記両性界面活性剤の具体例としては、カルボキシル型またはスルホベタイン型両性界面活性剤等を挙げることができる。両性界面活性剤のアルキル基、アルケニル基の中間にメチル基等のアルキル基が分枝していても良い。
本発明においては、上記界面活性剤の中として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸および/またはその塩を含むことが好ましい。前述したように、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸のようなアニオン性界面活性剤を用いる場合に洗浄力の低下の原因となる「界面活性剤の析出」が起こり易いが、本発明によれば、特に水系用途において高い性能(特に、「界面活性剤の析出」や「汚れによる再汚染」の抑制)を発揮できるからである。
本発明の洗剤組成物に含まれる界面活性剤の配合割合は、洗剤組成物中、好ましくは10〜60重量%であり、より好ましくは15〜50重量%であり、さらに好ましくは20〜45重量%であり、特に好ましくは25〜40重量%である。界面活性剤の配合割合が10重量%未満であると、十分な洗剤性能を発揮できなくなるおそれがある。他方、60重量%を超えると、経済性が低下するおそれがある。
本発明の洗剤組成物が液体洗剤組成物である場合、液体洗剤組成物に含まれる水分量は、通常、液体洗剤組成物100重量%に対して、好ましくは0.1〜75重量%、より好ましくは0.2〜70重量%、さらに好ましくは0.5〜65重量%、さらに好ましくは0.7〜60重量%、特に好ましくは1〜55重量%であり、最も好ましくは1.5〜50重量%である。
本発明の洗剤組成物が液体洗剤組成物である場合、液体洗剤組成物は、カオリン濁度が、好ましくは200mg/L以下、より好ましくは150mg/L以下、さらに好ましくは120mg/L以下、特に好ましくは100mg/L以下、最も好ましくは50mg/L以下である。
本発明のポリアルキレングリコール系重合体を洗剤用ビルダーとして液体洗剤組成物に添加する場合としない場合とでのカオリン濁度の変化(差)は、好ましくは500mg/L以下、より好ましくは400mg/L以下、さらに好ましくは300mg/L以下、特に好ましくは200mg/L以下、最も好ましくは100mg/L以下である。
カオリン濁度は、例えば、厚さ10mmの50mm角セルに均一に撹拌した試料(液体洗剤)を仕込み、気泡を除いた後、日本電色株式会社製の濁度計(NDH2000)を用いて25℃でのTubidity(カオリン濁度:mg/L)を測定する。
上記洗剤組成物に配合し得る酵素としては、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ等が好適である。中でも、アルカリ洗浄液中で活性が高いプロテアーゼ、アルカリリパーゼ、アルカリセルラーゼが好ましい。上記酵素の添加量は、洗剤組成物100重量%に対して、5重量%以下が好ましい。5重量%を超えると、洗浄力の向上が見られなくなるおそれや、経済性が低下するおそれがある。
上記洗剤組成物に配合し得るアルカリビルダーとしては、珪酸塩、炭酸塩、硫酸塩等が好適である。
上記洗剤組成物に配合し得るキレートビルダーとしては、ジグリコール酸、オキシカルボン酸塩、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸)、STPP(トリポリリン酸ナトリウム)、クエン酸等が好適である。本発明におけるポリアルキレングリコール系重合体以外のその他の成分を含むものを添加しても良い。
本発明の洗剤組成物は、液体洗剤用であっても粉末洗剤用であってもよいが、界面活性剤との相溶性に優れ、高濃縮の液体洗剤組成物とすることができる点では液体洗剤用が好ましい。
本発明の洗剤組成物は、本発明のポリアルキレングリコール系化合物あるいは本発明の洗剤用ビルダー以外のその他の成分について、その種類や配合比率は、本発明の作用効果を損なわない範囲で、任意の適切な種類や配合比率を設定し得る。
本発明の洗剤組成物は、親水性や疎水性の汚れといった種々の汚れに対応することができ、再汚染防止能等の特性に優れる。
〔その他の用途〕
本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、顔料分散剤やスケール防止剤に用いることもできる。また、繊維加工、建材加工、塗料、窯業等の分野においても幅広く応用できる。
本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、水処理剤、繊維処理剤に用いることもできる。
上記水処理剤は、冷却水系、ボイラー水系等の水系に添加されることにより、例えば、炭酸カルシウムやシリカ等のスケール防止性や金属の腐食防止性等にとって有利となる可能性がある。
上記繊維処理剤は、各種繊維を処理することにより、例えば、吸水性、柔軟性、耐磨耗性、汚れの防止性、触感性等にとって有利となる可能性がある。
上記水処理剤や上記繊維処理剤において、本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、そのまま添加しても良いし、本発明のポリアルキレングリコール系化合物以外の他の成分とともに添加しても良い。
上記水処理剤や上記繊維処理剤は、本発明のポリアルキレングリコール系化合物以外のその他の成分について、その種類や配合比率は、本発明の作用効果を損なわない範囲で、任意の適切な種類や配合比率を設定し得る。
上記水処理剤や上記繊維処理剤は、親水性や疎水性の汚れといった種々の汚れに対応することができ、再汚染防止能等の特性に優れる。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。なお、特に明記しない限り、実施例における部および%は重量基準である。各種測定方法は下記の通りである。
(高速液体クロマトグラフィー)
測定装置:東ソー株式会社製 8020シリーズ
カラム:株式会社資生堂製 CAPCELL PAK C8 DD
温度:40.0℃
溶離液:10mmol/lリン酸水素二ナトリウム・12水和物水溶液(リン酸でpH7に調整)/アセトニトリル=45/55(体積比)
流速:1.0ml/min
検出器:RI、UV(検出波長215nm)
〔実施例1〕:SFT300−CHCOONa
温度計、撹拌機、窒素流入管と窒素流出口に冷却トラップを備えた容量1000mlのガラス製セパラブルフラスコに、炭素数12〜14の2級アルコールのエチレンオキサイド30モル付加物((株)日本触媒製、商品名「ソフタノール300」、以下、SFT300と称する)304.0g、および、粉末状のクロロ酢酸ナトリウム(以下、SCAと称する)34.9gを仕込み、乾燥した窒素ガスを流入しながら、60℃で60分間撹拌し、混合した。
窒素ガス流入、60℃を維持しながら、粉末状の水酸化カリウム(以下、KOHと称する)16.8gを120分間かけてゆっくりと添加した。さらに120分間、60℃を維持した後、90℃に昇温し、120分間反応させた。その後、窒素ガスの流入を止め、純水30.0gを加えてから90℃で60分間反応させ、未反応のSCAを処理した。
50℃まで冷却した後、エタノール300.0gを加え、副生成物である塩を析出させた。塩を濾過で取り除き、濾液は2000mlナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで溶媒がなくなるまで濃縮した。ここにエタノール300.0gを加え、塩を析出させ、濾過により取り除いた。以上の脱塩操作を塩の析出がなくなるまで繰り返した。
このようにして、ポリアルキレングリコール系化合物(1)を得た。
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、収率は91%であった。
〔実施例2〕
温度計、撹拌機、窒素流入管と窒素流出口に冷却トラップを備えた容量1000mlのガラス製セパラブルフラスコに、炭素数12〜14の2級アルコールのエチレンオキサイド20モル付加物((株)日本触媒製、商品名「ソフタノール200」、以下、SFT200と称する)324.0g、および、SCA52.4gを仕込み、乾燥した窒素ガスを流入しながら、60℃で60分間撹拌し、混合した。
窒素ガス流入、60℃を維持しながら、KOH25.2gを120分間かけてゆっくりと添加した。さらに120分間、60℃を維持した後、90℃に昇温し、120分間反応させた。その後、窒素ガスの流入を止め、純水30.0gを加えてから90℃で60分間反応させ、未反応のSCAを処理した。
50℃まで冷却した後、エタノール300.0gを加え、副生成物である塩を析出させた。塩を濾過で取り除き、濾液は2000mlナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで溶媒がなくなるまで濃縮した。ここにエタノール300.0gを加え、塩を析出させ、濾過により取り除いた。以上の脱塩操作を塩の析出がなくなるまで繰り返した。
このようにして、ポリアルキレングリコール系化合物(2)を得た。
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、収率は95%であった。
〔実施例3〕
温度計、撹拌機、窒素流入管と窒素流出口に冷却トラップを備えた容量1000mlのガラス製セパラブルフラスコに、フェノールのエチレンオキサイド20モル付加物(以下、PH200と称する)97.4g、および、SCA17.5gを仕込み、乾燥した窒素ガスを流入しながら、60℃で60分間撹拌し、混合した。
窒素ガス流入、60℃を維持しながら、KOH8.4gを120分間かけてゆっくりと添加した。さらに120分間、60℃を維持した後、90℃に昇温し、120分間反応させた。その後、窒素ガスの流入を止め、純水10.0gを加えてから90℃で60分間反応させ、未反応のSCAを処理した。
50℃まで冷却した後、エタノール100.0gを加え、副生成物である塩を析出させた。塩を濾過で取り除き、濾液は2000mlナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで溶媒がなくなるまで濃縮した。ここにエタノール100.0gを加え、塩を析出させ、濾過により取り除いた。以上の脱塩操作を塩の析出がなくなるまで繰り返した。
このようにして、ポリアルキレングリコール系化合物(3)を得た。
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、収率は95%であった。
〔実施例4〕
温度計、撹拌機を備えた容量100mlのガラス製セパラブルフラスコに、SFT200を43.2g、および、無水マレイン酸(以下、MAHと称する)3.9gを仕込み、90℃で180分間撹拌し、反応を行った。
このようにして、ポリアルキレングリコール系化合物(4)を得た。
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、収率は99%であった。
〔実施例5〕
温度計、撹拌機を備えた容量100mlのガラス製セパラブルフラスコに、純水28.6g、ラウリルアルコールのエチレンオキサイド15モル付加物のグリシジルエーテル(ナガセケムテックス(株)製、商品名「デナコールEX−171」、以下、EX171と称する)18.0g、3−メルカプトプロピオン酸(以下、MPAと称する)2.1g、および、48%水酸化ナトリウム(以下、NaOHと称する)1.7gを仕込み、溶解させた。
60℃を維持して180分間撹拌し、反応を行い、ポリアルキレングリコール系化合物(5)を得た。
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、収率は99%であった。
〔比較例1〕
温度計、撹拌機、窒素流入管と窒素流出口に冷却トラップを備えた容量100mlのガラス製セパラブルフラスコに、炭素数12〜14の2級アルコールのエチレンオキサイド3モル付加物((株)日本触媒製、商品名「ソフタノール30」、以下、SFT30と称する)33.2g、および、SCA17.5gを仕込み、乾燥した窒素ガスを流入しながら、60℃で60分間撹拌し、混合した。
窒素ガス流入、60℃を維持しながら、KOH8.4gを60分間かけてゆっくりと添加した。さらに120分間、60℃を維持した後、90℃に昇温し、120分間反応させた。その後、窒素ガスの流入を止め、純水3.0gを加えてから90℃で60分間反応させ、未反応のSCAを処理した。
50℃まで冷却した後、エタノール30.0gを加え、副生成物である塩を析出させた。塩を濾過で取り除き、濾液は200mlナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで溶媒がなくなるまで濃縮した。ここにエタノール30.0gを加え、塩を析出させ、濾過により取り除いた。以上の脱塩操作を塩の析出がなくなるまで繰り返した。
このようにして、ポリアルキレングリコール系化合物(C1)を得た。
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、収率は99%であった。
〔比較例2〕
温度計、撹拌機、窒素流入管と窒素流出口に冷却トラップを備えた容量100mlのガラス製セパラブルフラスコに、炭素数12〜14の2級アルコールのエチレンオキサイド100モル付加物(以下、SFT1000と称する)46.0g、および、SCA1.7gを仕込み、乾燥した窒素ガスを流入しながら、60℃で60分間撹拌し、混合した。
窒素ガス流入、60℃を維持しながら、KOH0.8gを一括添加した。さらに120分間、60℃を維持した後、90℃に昇温し、120分間反応させた。その後、窒素ガスの流入を止め、純水5.0gを加えてから90℃で60分間反応させ、未反応のSCAを処理した。
50℃まで冷却した後、エタノール30.0gを加え、副生成物である塩を析出させた。塩を濾過で取り除き、濾液は200mlナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターで溶媒がなくなるまで濃縮した。ここにエタノール30.0gを加え、塩を析出させ、濾過により取り除いた。以上の脱塩操作を塩の析出がなくなるまで繰り返した。
このようにして、ポリアルキレングリコール系化合物(C2)を得た。
高速液体クロマトグラフィーによる分析の結果、収率は90%であった。
〔評価〕
≪界面活性剤析出抑制能≫
(1)グリシン9.3793g、塩化ナトリウム9.6452g、水酸化ナトリウム5.1975gに純水を加えて1000.0gとし、グリシンバッファを調製した。
(2)15%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(LAS)水溶液1.50g、硫酸ナトリウム0.80g、(1)で調製したグリシンバッファ11.25gに純水を加えて、500.0gとした。
(3)0.1%重合体水溶液を調製した。
(4)1M塩化カルシウム2水和物水溶液を調製した。
(5)100mlビーカーに、(3)で調製した0.1%重合体水溶液1.80g、純水8.20g、(2)で調製したもの80.00gを加え、試験液とした。
(6)試験液に、(4)で調製した1M塩化カルシウム2水和物水溶液を滴下、撹拌し、濁度変化を測定した。測定には、平沼産業製自動滴定装置(本体:COM−550、光度測定ユニット:M−500)を用いた。濁度変化は、波長650nmにおける透過率変化で測定した。
(7)1M塩化カルシウム2水和物水溶液の添加量が0.270mlの時点における透過率の値を界面活性剤析出抑制能とした。この値が大きいほど、界面活性剤析出抑制能に優れることを意味する。評価結果を表1に示した。なお、ポリアルキレングリコール系化合物を加えない場合をブランクとした。
Figure 2009040822
本発明のポリアルキレングリコール系化合物は、特に水系用途において高い性能(特に、「界面活性剤の析出」の抑制)を発揮できる。したがって、洗剤用ビルダー、洗剤組成物、分散剤、洗浄剤、水処理剤に用いた場合に特に優れた性能を発揮できる。

Claims (8)

  1. ポリアルキレングリコール鎖と、該ポリアルキレングリコール鎖の一方の末端に酸素原子を介して結合した疎水基と、該ポリアルキレングリコール鎖の他方の末端にカルボン酸基またはその塩を含有する基を有し、
    該ポリアルキレングリコール鎖の長さが、アルキレンオキシド単位の平均付加モル数で10〜50モルである、
    ポリアルキレングリコール系化合物。
  2. 前記ポリアルキレングリコール鎖が、一般式(1)で表される構造を含む、請求項1に記載のポリアルキレングリコール系化合物。
    Figure 2009040822
    (一般式(1)中、lは10〜50の整数を表す。)
  3. 前記疎水基が、一般式(2)で表される構造を含む、請求項1または2に記載のポリアルキレングリコール系化合物。
    Figure 2009040822
    (一般式(2)中、mは0〜20の整数、nは0〜20の整数を表す)
  4. 前記カルボン酸基またはその塩を含有する基が、一般式(3)で表される構造を含む、請求項1から3までのいずれかに記載のポリアルキレングリコール系化合物。
    Figure 2009040822
    (一般式(3)中、Mは水素原子、金属原子、アンモニウム基、または有機アンモニウム基を表す。)
  5. 請求項1から4までのいずれかに記載のポリアルキレングリコール化合物を含む、洗剤用ビルダー。
  6. 請求項1から4までのいずれかに記載のポリアルキレングリコール系化合物を含む、洗剤組成物。
  7. 界面活性剤を含む、請求項6に記載の洗剤組成物。
  8. 前記界面活性剤が、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸および/またはその塩である、請求項7に記載の洗剤組成物。
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