JP2015520786A - クリーニング組成物 - Google Patents

Abstract

アルキルポリグリコシド表面活性剤、アルキル化植物油、水及びナトリウム含有塩基を含む液体クリーニング組成物は優れたクリーニング汚れ除去能力を与える。それが製造される炭素材料は全て再生可能であり、かつその組成物は直ぐに生分解性である。

Description

本明細書に開示され、特許請求された発明の概念はクリーニング組成物、更に特別には（限定のためではないが）環境上の利益を有し、有効なクリーニング性能を示す無毒性の、液体クリーニング組成物に関する。

有効なクリーニング性能及び“生の”製造方法はクリーニング組成物を選ぶ際の消費者の二つの主要な関心事である。あらゆる種類の汚れが通常の洗剤及びクリーニング組成物を使用して有効に除去し得るとは限らない。水系洗剤を使用して油性のしみを除去しようとする要望がクリーニング添加剤及び完全には生分解性ではない汚れ懸濁ポリマーの使用をもたらしていた。洗剤組成物中に使用される表面活性剤、ビルダー、漂白剤及びポリマーはしばしば環境上の関心事を呈する。例えば、幾つかの表面活性剤及び漂白活性剤が完全に生分解性ではないことが知られており、またリン酸塩ビルダーの如きビルダーが川及び湖の富栄養化（過栄養化）を生じることが知られている。

これらの通常の洗剤成分は長年にわたって洗剤組成物に添加されていた。この領域でなされた有意な研究にもかかわらず、クリーニング組成物のクリーニング効率の改良についての要望が残存する。更に、現在増しつつある環境上の注目及び関心事により、また“生の”製品を使用したいという公衆の所望により、有効な、自然の、かつ環境にやさしいクリーニング組成物についての要望がある。

本明細書に開示され、特許請求された発明の概念は一般にクリーニング組成物、特に“生の”、再生可能かつ生分解性のクリーニング組成物及びクリーニング組成物の製造方法に関する。このような液体クリーニング組成物はアルキルポリグリコシド表面活性剤、アルキル化植物油、水及びナトリウム含有塩基を含む。その組成物は優れたクリーニング及び汚れ除去を与える。
一実施態様において、液体クリーニング組成物が20質量％から60質量％までのアルキルポリグリコシドを含む。そのアルキルポリグリコシドは８個から10個までの炭素原子の鎖長を有する少なくとも一つの短鎖アルキルポリグリコシド、及び12個から14個までの炭素原子の鎖長を有する少なくとも一つの長鎖アルキルポリグリコシドを含む。約１質量％〜15質量％のアルキル化植物油が存在するだけでなく、１質量％〜15質量％のナトリウム含有塩基が存在する。ナトリウム含有塩基は水酸化ナトリウム及び／又は炭酸ナトリウムであってもよい。液体クリーニング組成物の残部は水及びその他の補助成分である。

本明細書に開示された発明の概念の少なくとも一つの実施態様を説明する前に、発明の概念はそれらの適用において以下の記載に示され、又は図面に示される成分の構造、実験、例示データ、及び／又は配置の詳細に限定されないことが理解されるべきである。現在開示され、特許請求される発明の概念はその他の実施態様が可能であり、又は種々の方法で実施もしくは実行し得る。また、本明細書に使用される表現法及び用語法は記載のみの目的のためであり、何ら限定と見なされるべきではないことが理解されるべきである。
発明の概念の実施態様の以下の詳細な記載において、多くの特別な詳細が発明の概念の一層充分な理解を与えるために示される。しかしながら、開示内の発明の概念はこれらの特別な詳細がなくても実施し得ることが当業者に明らかであろう。その他の場合には、公知の特徴が本開示を不要に複雑にすることを避けるために詳しく記載されなかった。

更に、逆に明らかに記述されない限り、“又は”は包括的な又はを表し、排他的な又はを表さない。例えば、条件Ａ又はＢは下記のこと：Ａが真（又は存在する）であり、かつＢが偽（又は存在しない）であり、Ａが偽（又は存在しない）であり、かつＢが真（又は存在する）であり、またＡ及びＢの両方が真（又は存在する）であることのいずれか一つにより満足される。
加えて、“ａ”又は“ａｎ”の使用は本明細書中の実施態様の要素及び成分を記載するのに使用される。これは便宜のためだけに行なわれ、発明の概念の一般の意味を示すためである。この記載は一種又は少なくとも一種を含むと読まれるべきであり、それがその他を意味することが明らかではない限り、単数はまた複数を含む。
最後に、本明細書に使用される“一実施態様”又は“実施態様”についてのあらゆる言及は実施例と関連して記載された特別な要素、特徴、構造、又は特性が少なくとも一つの実施態様に含まれることを意味する。明細書中の種々の箇所における“一実施態様において”という表現の出現は必ずしも同じ実施態様についての全ての言及ではない。
現在特許請求され、開示されている発明の概念はノニオン表面活性剤系、アルキルソイエート溶媒、ナトリウム含有塩基、及び水を有する液体クリーニング組成物を提供する。一実施態様において、ノニオン表面活性剤系は一般式：RO(G)_n （式中、Ｒは約１個から約30個までの炭素原子を含む１価の有機基である）のアルキルモノグリコシド及びポリグリコシド表面活性剤を含む。このような１価の飽和脂肪族基、不飽和脂肪族基又は芳香族基の例として、アルキル、ヒドロキシアルキル、アルケニル、ヒドロキシアルケニル、アリール、アルキルアリール、ヒドロキシアルキルアリール、アリールアルキル、アルケニルアリール、アリールアルケニル等が挙げられるが、これらに限定されない。一実施態様において、Ｒが約８個から約16個までの炭素原子を含む１価の飽和脂肪族基を表す。Ｇは５個又は６個の炭素原子を含む還元サッカリドから誘導された部分を表す。“ｎ”は還元サッカリド部分の数、又は重合度を表し、１（モノグリコシド）から約20までの値を有する。一実施態様において、ｎが平均で１から約５までである。本明細書、及び特許請求の範囲に使用される“アルキルポリグリコシド”という用語はアルキルモノグリコシドだけでなく、アルキルポリグリコシドを含む。

アルキルポリグリコシドは還元サッカリド、例えば、アラビノース、キシロース、グルコース、ガラクトース等を使用して生成し得る。フィッシャー方法によるグリコシド化がサッカリドを強酸の存在下でアルコールと反応させることによりアルキルグリコシドをつくるための最も古い既知の方法である。塩基触媒アルキル化及び酵素触媒合成（アルキルグリコシドの場合）を含むその他の方法が開発されていた。一実施態様において、原料が糖由来（グルコース及び蔗糖）であり、得られる表面活性剤がアルキルポリグリコシドである。このような表面活性剤は疎水性脂肪アルコール部分及び親水性グルコシド部分を有する。アルキルポリグリコシド及びアルキルポリグリコシドは、例えば、コグニス、アクゾ・ノーブル、及びユニケマから市販されている。
液体クリーニング組成物が種々の異なる疎水性油及びグリースを除去するために、ポリグリコシドは短いアルキル鎖長及び長いアルキル鎖長の両方を有する。これは異なる平均アルキル鎖長を有する２種以上のノニオン表面活性剤製品を混合することにより達成し得る。例えば、好適な表面活性剤混合物は８個の炭素原子のアルキル鎖長を有するポリグリコシド及び14個の炭素原子のアルキル鎖長を有する第二ポリグリコシドを含み得る。一実施態様において、ノニオン表面活性剤系が約８個の炭素原子から約14個の炭素原子までのアルキル鎖長を有するポリグリコシドの混合物である。市販のポリグリコシド表面活性剤製品はしばしば混合範囲のアルキル鎖長を既に有する“天然由来”表面活性剤の混合物である。こうして、一実施態様において、ノニオン表面活性剤系が約８個から約10個までの炭素原子のアルキル鎖長を有する短鎖アルキルポリグリコシド表面活性剤と、14個又は16個までの炭素原子のアルキル鎖長を有する長鎖アルキルポリグリコシド表面活性剤混合物の組み合わせである。

長鎖長アルキルポリグリコシド及び短鎖長アルキルポリグリコシドの混合物は単一鎖長アルキルポリグリコシドと較べて有意な汚れクリーニング性能改良を与えることが発見された。特別な理論により束縛されたくないが、汚れ除去速度が長鎖アルキルポリグリコシドと較べて一層短いC₈-C₁₀鎖長アルキルポリグリコシドの方が有意に優れていると考えられる。しかしながら、一層長い炭素鎖長アルキルポリグリコシドは油性汚れの一層良好な除去を与える。一層短いアルキル鎖長を有するポリグリコシドと一層長いアルキル鎖長を有するポリグリコシドの組み合わせが相乗的結果を与えることが明らかである。
液体クリーニング組成物への溶媒の添加が、おそらく疎水性の油性汚れ又はグリース状汚れのための溶媒又は柔軟剤として作用することにより、組成物のクリーニング有効性を改良する。“生の”性質を有する好適な溶媒として、アルキル化植物油が挙げられる。好適な植物油の非限定例として、ヒマシ油、ヤシ油、トウモロコシ油、綿実油、大麻油、マスタード油、オリーブ油、パーム油、落花生油、ナタネ油（カノラ）、米ぬか油、サフラワー油、ゴマ油、大豆油、及びヒマワリ種油が挙げられる。
油及び脂肪はしばしばそれらの融点に基づいて区別され、油は室温で液体であり、また脂肪は固体である。本明細書及び特許請求の範囲に使用される“植物油”という用語は、植物から得られ、かつそのアルキル化形態で室温で液体であるあらゆる油又は脂肪を表す。
一実施態様において、アルキル化植物油がアルキルソイエートである。好適なアルキルソイエート溶媒として、メチルソイエート、エチルソイエート及びプロピルソイエートが挙げられるが、これらに限定されない。アルキルソイエートは大豆油から誘導されるアルキルエステルである。大豆油は長鎖飽和酸及び不飽和酸、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、及びリノール酸の混合物である。それ故、アルキルソイエートは、例えば、R-COOHのメチルエステル又はエチルエステルを含む。

一実施態様において、アルキルソイエート溶媒がメチルソイエートである。メチルソイエートは大豆油及びメタノールを反応させることにより生成される。それは米国で普通に使用されるバイオディーゼルである。メチルソイエートという用語はバイオディーゼルと互換可能に時折使用されるが、“バイオディーゼル”はあらゆる植物油又は動物脂肪のアルキルモノエステルを表す。例えば、ナタネ油がバイオディーゼルを調製するために欧州で普通に使用される。
ナトリウム塩基はクリーニング組成物のpHを増大するのに使用される。驚くことに、充分な量のナトリウム塩基の添加がクリーニング組成物のクリーニング性能を有意に改良することが発見された。ナトリウム塩基の好適な例として、炭酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムが挙げられる。満足な汚れ除去を得るためにナトリウム塩基を含むことは必要ではないが、汚れ除去がナトリウム塩基の充分な添加後に急に、かつ予期しないで改良されることがわかった。
クリーニング組成物は幾つかの任意成分、例えば、漂白剤、脂肪酸、ラジカル脱除剤、抗菌性化合物、ビルダー、キレート剤、緩衝剤、殺菌剤、溶媒、酵素、ヒドロトロープ、着色剤、漂白活性剤、汚れ懸濁剤、染料転移剤、光沢剤、ダスチング防止剤、分散剤、染料転移抑制剤、顔料、香料及び染料を含んでもよい。
アルキルポリグリコシド及びアルキル化植物油は液体であるので、液体クリーニング組成物は非常に少量の水で調製し得る。例えば、液体クリーニング組成物はナトリウム含有塩基を溶解するのにほんの充分な水を使用して調製し得る。一実施態様において、液体クリーニング組成物は残部の水及びその他の補助成分とともに20質量％から60質量％までのアルキルポリグリコシド、１質量％〜15質量％のアルキル化植物油及び１質量％から15質量％までのナトリウム塩基を含む。
一実施態様において、アルキル化植物油対アルキルポリグリコシドの質量比が約3:100から33:100までであり、一方、炭酸ナトリウム対アルキルポリグリコシドの質量比が約5:100から50:100までである。

上記クリーニング組成物の製造方法はナトリウム含有塩基、例えば、炭酸ナトリウム又は水酸化ナトリウムを水と混合することを含む。得られるアルカリ性水溶液がその後にアルキルポリグリコシド及びアルキル化植物油と混合される。混合方法及び装置は当業者に公知である。
本明細書に記載され、特許請求されるクリーニング組成物は種々のクリーニング目的、例えば、ガラス及び窓のクリーニング、硬質表面のクリーニング、及びクリーニングランドリーに使用されてもよい。種々の好適なパッケージ、例えば、びん及び当業者に知られている噴霧型ディスペンサーが使用し得る。
アルキルポリグリコシド及びアルキル化植物油は“生の”、再生可能な成分である。更に、当業者により理解されるように、このような生の成分は環境に有害な汚染物を残さずに生分解性である。
本発明を更に説明するために、以下の実施例が示される。しかしながら、実施例は説明目的のためのみであり、本発明の範囲を限定すると見なされるべきではないことが理解されるべきである。

小型実験室用ミキサーを使用して、クリーニング組成物を調製し、クリーニング有効性について試験した。コグニスから購入され、APG215と称される、カプリリル／デシルグルコシド（GLUCOPON（登録商標）215 ）は、35〜38％の水及びC8-C10天然脂肪アルコールをベースとする残部のアルキルポリグリコシドを有する水溶液であった。またコグニスから購入され、以下にAPG425と称される、カプリリル／ミリスチルグルコシド（GLUCOPON（登録商標）425N）は、48〜52％の水及びC8-C14天然脂肪アルコールをベースとする残部のアルキルポリグリコシドを有する水溶液であった。最終配合物を水20部と混合し、その希釈された混合物１オンスを赤クラナップルジュース４オンスに添加することにより夫々の配合物を試験した。配合物がその試験に合格するために、ジュースが３秒以内に灰色まで分解する必要がある。種々の配合物についての結果を下記の表に示す。
クリーニング組成物試験の結果
試験結果
配合物１ APG215 50部 不合格
APG425 50部
メチルソイエート５部
配合物２ APG215 50部 不合格
APG425 50部
メチルソイエート10部
配合物３ APG215 50部 合格
APG425 50部
メチルソイエート10部
水 10部
水酸化ナトリウム５部
配合物４ APG215 50部 不合格
APG425 50部
メチルソイエート10部
水 10部
炭酸ナトリウム ５部
配合物５ APG215 50部 合格
APG425 50部
メチルソイエート10部
水 20部
炭酸ナトリウム 10部
配合物６ APG215 50部 合格
APG425 50部
メチルソイエート５部
水 20部
炭酸ナトリウム 10部
配合物７ APG215 50部 不合格
APG425 50部
メチルソイエート５部
水 20部
重炭酸ナトリウム10部
配合物８ APG215 50部 不合格
APG425 50部
メチルソイエート ５部
水 20部
亜塩素酸ナトリウム10部

データはアルキル化植物油及びナトリウム含有塩基と組み合わされたアルキルポリグリコシドで得られる優れたクリーニング性能を示す。また、データはナトリウム含有塩基（例えば、炭酸ナトリウム及び水酸化ナトリウム）が如何にクリーニング組成物のクリーニング性能を有意に改良するのかを示す。加えて、データはアルキル化植物油の必要とされる量が充分な量のナトリウム含有塩基を使用することにより有意に減少し得ることを示す。
先の記載から、本明細書に開示された発明の概念が対象を行ない、本明細書に記載された利点だけでなく、本明細書に開示された発明の概念に固有の利点を得るのに良く適していることが明らかである。本明細書に開示された発明の概念の例示の実施態様がこの開示の目的のために記載されたが、当業者にそれら自体を直ぐに示唆し、また本明細書に開示され、特許請求の範囲により特定された発明の概念の範囲から逸脱しないで達成される多くの変化がなし得ることが理解されるであろう。

Claims (19)

1. アルキルポリグリコシドを含むノニオン表面活性剤系、
   植物油から誘導された一種以上のアルキルエステル、
   ナトリウム含有塩基、及び
   水
   から実質的になる液体クリーニング組成物。
2. アルキルポリグリコシドを含むノニオン表面活性剤系、
   植物油から誘導された一種以上のアルキルエステル、
   ナトリウム含有塩基、
   水、及び
   漂白剤、漂白活性剤、ビルダー、着色剤、光沢剤、顔料、香料、及び染料からなる群から選ばれた少なくとも一種の成分
   からなる液体クリーニング組成物。
3. (a) ノニオン表面活性剤系が８個から10個までの炭素原子のアルキル鎖長を有する短鎖アルキルポリグリコシドと、(b) 12個から14個までの炭素原子のアルキル鎖長を有する長鎖アルキルポリグリコシドとを含む、請求項１又は２記載の液体クリーニング組成物。
4. 短鎖アルキルポリグリコシド及び長鎖アルキルポリグリコシドが１〜約５の重合度を有する、請求項３記載の液体クリーニング組成物。
5. 短鎖アルキルポリグリコシド及び長鎖アルキルポリグリコシドがアルキルポリグリコシドを含む、請求項４記載の液体クリーニング組成物。
6. 植物油から誘導された一種以上のアルキルエステルがアルキルソイエートを含む、請求項１又は２記載の液体クリーニング組成物。
7. アルキルソイエートがメチルソイエート、エチルソイエート及びプロピルソイエートからなる群から選ばれる、請求項６記載の液体クリーニング組成物。
8. アルキルソイエートがメチルソイエートを含む、請求項６記載の液体クリーニング組成物。
9. ナトリウム含有塩基が炭酸ナトリウムを含む、請求項１又は２記載の液体クリーニング組成物。
10. (a) 20質量％から60質量％までの、(i) ８個から10個までの炭素原子の鎖長を有する少なくとも一種の短鎖アルキルポリグリコシドと、(ii)12個から14個までの炭素原子の鎖長を有する少なくとも一種の長鎖アルキルポリグリコシドとを含むアルキルポリグリコシド、
    (b) １質量％から15質量％までの植物油から誘導された一種以上のアルキルエステル、
    (c) １質量％から15質量％までの水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、及びこれらの混合物から選ばれたナトリウム塩基、及び
    (d) 残部の水とその他の補助成分
    を含む液体クリーニング組成物。
11. 短鎖アルキルポリグリコシド及び長鎖アルキルポリグリコシドがアルキルポリグリコシドを含む、請求項１０記載の液体クリーニング組成物。
12. 植物油から誘導された一種以上のアルキルエステルがアルキルソイエートを含む、請求項１０記載の液体クリーニング組成物。
13. 植物油から誘導された一種以上のアルキルエステルがメチルソイエートを含む、請求項１０記載の液体クリーニング組成物。
14. ナトリウム含有塩基が炭酸ナトリウムを含む、請求項１０記載の液体クリーニング組成物。
15. 液体クリーニング組成物の製造方法であって、その方法が
    水及びナトリウム含有塩基を含むアルカリ性水溶液を調製し、そして
    そのアルカリ性水溶液を少なくとも一種のアルキルポリグリコシド及び植物油から誘導された一種以上のアルキルエステルと混合することを含むことを特徴とする前記製造方法。
16. ナトリウム含有塩基が炭酸ナトリウムを含む、請求項１５記載の方法。
17. 少なくとも一種のアルキルポリグリコシドが８個から10個までの炭素原子の鎖長を有する少なくとも一種の短鎖アルキルポリグリコシドと、12個から14個までの炭素原子の鎖長を有する少なくとも一種の長鎖アルキルポリグリコシドとを含む、請求項１５記載の方法。
18. 植物油から誘導された一種以上のアルキルエステルがアルキルソイエートを含む、請求項１５記載の方法。
19. 植物油から誘導された一種以上のアルキルエステルがメチルソイエート含み、かつナトリウム含有塩基が炭酸ナトリウムを含む、請求項１５記載の方法。