JP2016522857A - 高濃度で錯化剤を含有する水溶液 - Google Patents
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Abstract
（Ａ）３０から６０質量％の範囲内の、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩およびグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩から選択される錯化剤と、（Ｂ）１から２５質量％の範囲内の、スルホン酸または有機酸の少なくとも１種の塩とを含む水溶液であって、百分率がそれぞれの水溶液の総質量に対する、水溶液。
Description
本発明は、
（Ａ）３０から６０質量％の範囲内の、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩およびグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩から選択される錯化剤と、
（Ｂ）１から２５質量％の範囲内の、スルホン酸または有機酸の少なくとも１種の塩と
を含む水溶液であって、百分率がそれぞれの水溶液の総質量に対し、前記水溶液が界面活性剤を含まない、水溶液を対象とする。
（Ａ）３０から６０質量％の範囲内の、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩およびグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩から選択される錯化剤と、
（Ｂ）１から２５質量％の範囲内の、スルホン酸または有機酸の少なくとも１種の塩と
を含む水溶液であって、百分率がそれぞれの水溶液の総質量に対し、前記水溶液が界面活性剤を含まない、水溶液を対象とする。
メチルグリシン二酢酸（ＭＧＤＡ）およびグルタミン酸二酢酸（ＧＬＤＡ）ならびにそれらのそれぞれのアルカリ金属塩などの錯化剤は、Ｃａ２＋やＭｇ２＋などのアルカリ土類金属イオンのための有用な金属イオン封鎖剤である。そのため、これらの錯化剤は、衣料用洗剤などの多様な目的および自動食器洗い（ＡＤＷ）製剤、特にいわゆるリン酸塩不含衣料用洗剤およびリン酸塩不含ＡＤＷ製剤に推奨され、使用される。そのような錯化剤を輸送するには、大抵の場合、顆粒などの固体または水溶液が適用される。
顆粒および粉末は、輸送される水の量を無視することができるので、有用であるが、ほとんどの混合および製剤化プロセスには、余分な溶解工程が要求される。
多くの工業的使用者が、錯化剤を、可能な限り高度に濃縮された水溶液で得ることを望む。所望の錯化剤の濃度が低いほど、輸送される水が多くなる。前記水は、輸送の費用を増大させ、また後程除去する必要がある。ＭＧＤＡの約４０質量％溶液、さらにＧＬＤＡの４５質量％溶液を製造し、室温で貯蔵し得るが、局所的または一時的に溶液が冷えると、それぞれの錯化剤の沈殿、ならびに不純物による核生成につながり得る。前記沈殿は、管および容器中の堆積層、ならびに／または製剤中の不純物もしくは不均一性につながり得る。
可溶化剤、例えば溶解度向上ポリマーまたは界面活性剤を加えることによって、錯化剤の溶解度を高めることを試みることができる。しかし、多くの使用者は、自身の洗剤配合に柔軟性があることを望み、錯化剤中のポリマー性または界面活性添加剤を避けることを望む。
それぞれの錯化剤の溶解度を高め得る添加剤が考えられ得るが、そのような添加剤は、それぞれの錯化剤の特性に悪影響を与えるべきではない。
したがって、本発明の目的は、界面活性剤またはポリマーを添加せずに、ゼロから５０℃の範囲内の温度で安定である、ＭＧＤＡやＧＬＤＡなどの錯化剤の高度に濃縮された水溶液を提供することであった。さらに、本発明の目的は、ゼロから５０℃の範囲内の温度で安定である、ＭＧＤＡやＧＬＤＡなどの錯化剤の高度に濃縮された水溶液を製造するための方法を提供することであった。そのような方法も、そのような水溶液も、それぞれの錯化剤の特性に悪影響を与える添加剤の使用を必要とするべきではない。
よって、冒頭で定義した水溶液が見出されており、以後、本発明による水溶液とも称する。
本発明による水溶液は、
（Ａ）３０から６０質量％の範囲内の錯化剤であって、以後、「錯化剤（Ａ）」とも称される、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩およびグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩から選択される錯化剤と、
（Ｂ）以後「塩（Ｂ）」とも称される、１から２５質量％の範囲内の、スルホン酸または有機酸の少なくとも１種の塩とを含有し、前記水溶液が界面活性剤を含まず、百分率は本発明による水溶液の総質量に対する。
（Ａ）３０から６０質量％の範囲内の錯化剤であって、以後、「錯化剤（Ａ）」とも称される、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩およびグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩から選択される錯化剤と、
（Ｂ）以後「塩（Ｂ）」とも称される、１から２５質量％の範囲内の、スルホン酸または有機酸の少なくとも１種の塩とを含有し、前記水溶液が界面活性剤を含まず、百分率は本発明による水溶液の総質量に対する。
錯化剤（Ａ）は、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩およびグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩から選択される。
本発明の文脈では、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩は、メチルグリシン二酢酸のリチウム塩、カリウム塩および好ましくはナトリウム塩から選択される。メチルグリシン二酢酸は、それぞれのアルカリで部分中和または好ましくは全中和されていてもよい。好ましい一実施形態では、平均でＭＧＤＡの２．７から３個のＣＯＯＨ基が、アルカリ金属で、好ましくはナトリウムで中和されている。特に好ましい一実施形態では、錯化剤（Ａ）は、ＭＧＤＡの三ナトリウム塩である。
同様に、グルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩は、グルタミン酸二酢酸のリチウム塩、カリウム塩および好ましくはナトリウム塩から選択される。グルタミン酸二酢酸は、それぞれのアルカリで部分中和または好ましくは全中和されていてもよい。好ましい一実施形態では、平均でＧＬＤＡの３．５から４個のＣＯＯＨ基が、アルカリ金属で、好ましくはナトリウムで中和されている。特に好ましい一実施形態では、錯化剤（Ａ）は、ＧＬＤＡの四ナトリウム塩である。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、錯化剤（Ａ）として、３０から６０質量％の範囲内の、好ましくは３５から５０質量％、さらにより好ましくは３７から４５質量％のＭＧＤＡのアルカリ金属塩を含有する。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、３０から６０質量％の範囲内の、好ましくは４５から５８質量％、さらにより好ましくは４６から５３質量％のＧＤＡのアルカリ金属塩を錯化剤（Ａ）として含有する。
錯化剤（Ａ）は、ＭＧＤＡまたはＧＬＤＡのアルカリ金属塩のラセミ混合物、およびＬ−ＭＧＤＡのアルカリ金属塩、Ｌ−ＧＬＤＡのアルカリ金属塩、Ｄ−ＭＧＤＡのアルカリ金属塩、Ｄ−ＧＬＤＡのアルカリ金属塩などの純粋なエナンチオマー、およびエナンチオマー富化された異性体の混合物から選択することができる。
いずれにしても、錯化剤（Ａ）の少量が、アルカリ金属以外のカチオンを有していてもよい。したがって、合計の錯化剤（Ａ）の少量、例えば０．０１から５ｍｏｌ％が、Ｍｇ２＋やＣａ２＋などのアルカリ土類金属カチオン、またはＦｅ＋２もしくはＦｅ３＋カチオンを有することが可能である。
本発明による水溶液は、
（Ｂ）１から２５質量％の範囲内の、好ましくは３から１５質量％の塩（Ｂ）
をさらに含む。
（Ｂ）１から２５質量％の範囲内の、好ましくは３から１５質量％の塩（Ｂ）
をさらに含む。
本発明の文脈では、塩（Ｂ）は、モノ−およびジカルボン酸の塩から選択される。さらに、塩（Ｂ）は、このように、錯化剤（Ａ）とは異なる。
本発明の好ましい一実施形態では、塩（Ｂ）は、酢酸、酒石酸、乳酸、マレイン酸、フマル酸、およびリンゴ酸のアルカリ金属塩から選択される。
塩（Ｂ）の好ましい例は、酢酸カリウムおよび酢酸ナトリウムである。
本発明の一実施形態では、塩（Ｂ）は、メチルスルホン酸のカリウム塩であり、好ましくはメチルスルホン酸のナトリウム塩である。
本発明による水溶液は、水をさらに含有する。本発明の一実施形態では、本発明による水溶液において、錯化剤（Ａ）および塩（Ｂ）、および任意選択で無機塩基の残部は、水である。他の実施形態では、本発明による水溶液は、錯化剤（Ａ）および塩（Ｂ）および水以外の、１種または複数の液体または固体を含有し得る。
本発明による水溶液は、界面活性剤を含まない。界面活性剤を含まないとは、本発明の文脈では、錯化剤（Ａ）の量に対して、界面活性剤の総含有量が０．１質量％以下であることを意味するものとする。好ましい一実施形態では、「界面活性剤を含まない」という用語は、５０ｐｐｍから０．０５％の範囲内の濃度を包含するものとし、ｐｐｍと％の両方が、それぞれ質量ｐｐｍまたは質量％を指し、水溶液の総質量に対する。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、９から１４、好ましくは１０．５から１３の範囲内のｐＨ値を有する。ｐＨ値は周囲温度で決定される。
本発明による水溶液は、好ましくはポリマーを含まない。ポリマーを含まないとは、本発明の文脈では、錯化剤（Ａ）の量に対して、界面活性剤の総含有量が０．１質量％以下であることを意味するものとする。しかしながら、本発明の文脈では、ポリエチレングリコール（Ｃ）はポリマーとは考えられない。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、少なくとも１種の無機塩基、例えば水酸化カリウムまたは好ましくは水酸化ナトリウムを含有し得る。錯化剤中のＣＯＯＨ基の合計に対して、０．１から２０ｍｏｌ％の量の無機塩基が好ましい。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、
（Ｃ）４００から１０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内の、好ましくは６００から６，０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量Ｍｎを有する少なくとも１種のポリエチレングリコールであって、以後「ポリエチレングリコール（Ｃ）」とも称される、ポリエチレングリコール
をさらに含む。
（Ｃ）４００から１０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内の、好ましくは６００から６，０００ｇ／ｍｏｌの平均分子量Ｍｎを有する少なくとも１種のポリエチレングリコールであって、以後「ポリエチレングリコール（Ｃ）」とも称される、ポリエチレングリコール
をさらに含む。
本発明の一実施形態では、ポリエチレングリコール（Ｃ）は、例えば１分子あたり１個のメチル基で、キャッピングされていてもよく、すなわちポリエーテルに変換されていてもよい。別の実施形態では、ポリエチレングリコール（Ｃ）は、１分子あたり２個のヒドロキシル基を有する。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、１から２０質量％の範囲内の、好ましくは５から１５質量％のポリエチレングリコール（Ｃ）を含有し得る。
ポリエチレングリコール（Ｃ）の平均分子量Ｍｎは、例えば、好ましくはＤＩＮ ５３２４０−１：２０１２−０７によって、ヒドロキシル価を決定することによって決定することができる。
本発明の他の実施形態では、本発明による水溶液は、ポリエチレングリコール（Ｃ）を含有しない。
本発明の一実施形態では、錯化剤（Ａ）は、その合成に由来する少量の不純物、例えば乳酸、アラニン、プロピオン酸などを含有し得る。この文脈における「少量」とは、錯化剤（Ａ）に対して、合計で０．１から１質量％を指す。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、ＤＩＮ ５３０１８−１：２００８−０９によって２５℃で決定して、８０から５００ｍＰａ・ｓの範囲内の、好ましくは１００ｍＰａ・ｓまでの動的粘度を有し得る。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、ＤＩＮ ＥＮ １５５７：１９９７−０３によって２５℃で決定して、１５から４００の範囲内の、好ましくは３６０までのハーゼンによる色数を有し得る。
本発明の一実施形態では、本発明による水溶液は、３１から６５質量％の範囲内の、好ましくは少なくとも３８質量％の総固形分を有する。
本発明による水溶液は、錯化剤（Ａ）の固体沈殿物または他の固体を有する極端に低い傾向を示す。したがって、これらの水溶液は、それぞれの本発明による水溶液の凝固点に近い温度でも、管および／または容器中で残留物なしに貯蔵および輸送することができる。
したがって、本発明の別の態様は、管または容器中で輸送するための、本発明による水溶液を使用する方法である。管または容器中での輸送は、本発明の文脈では、好ましくは錯化剤（Ａ）が製造されるプラントの部分を指さず、錯化剤（Ａ）が製造されたそれぞれの製造プラントの一部を形成する貯蔵庫も指さない。容器は、例えば、タンク、瓶、カート、ロードコンテナ（ｒｏａｄ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）、およびタンク車から選択することができる。管は任意の、例えば５ｃｍから１ｍの範囲内の直径を有することができ、管は錯化剤（Ａ）のアルカリ性溶液に対して安定である任意の材料で作製することができる。管における輸送は、輸送システム全体の一部を形成するポンプも含むことができる。
本発明の別の態様は、本発明による水溶液を製造するための方法であって、本発明の方法とも称される方法である。本発明の方法は、錯化剤（Ａ）の水溶液と塩（Ｂ）とを合わせる工程であって、前記塩（Ｂ）は固体としてまたは水溶液中で適用される、工程を含む。
一実施形態では、前記合わせる工程の後に、過剰な水を除去してもよい。本発明の方法において、目安として、特に錯化剤（Ａ）の水溶液が４０質量％未満、特に３５質量％未満の濃度を有するような実施形態では、水が除去され得る。
本発明の一実施形態では、錯化剤（Ａ）の水溶液と塩（Ｂ）とを合わせることは、３０から７５℃の範囲内の温度、好ましくは２５から５０℃で行ってもよい。本発明の別の実施形態では、錯化剤（Ａ）の水溶液は、周囲温度またはわずかに高温、例えば２１から２９℃の範囲内で、塩（Ｂ）と合わせることができる。
本発明の方法は、任意の圧力で、例えば５００ｍｂａｒから２５ｂａｒの範囲内の圧力で行うことができる。常圧が好ましい。
本発明の方法は、任意の種類の容器中で、例えば撹拌槽型反応器中で、または塩（Ｂ）を投入するための手段を有する管中で、またはビーカー、フラスコもしくは瓶中で行うことができる。
水の除去は、例えば、膜を使用してまたは蒸発によって達成することができる。水の蒸発は、２０から６５℃の範囲内の温度で、撹拌しながらまたは撹拌せずに、水を留去することによって、行うことができる。
本発明の別の態様は、ランドリーケア（ｌａｕｎｄｒｙ ｃａｒｅ）または食器洗浄用配合物を製造するための、本発明による水溶液を使用する方法であり、前記態様は本発明の使用または本発明の適用とも称される。本発明の別の態様は、少なくとも１種の本発明による水溶液を使用することによって、ランドリーケアまたは食器洗浄用配合物を製造するための方法である。本発明の使用およびその方法は、少なくとも１種の本発明による水溶液と、ランドリーケアまたは食器洗浄用配合物用の少なくとも１種の成分、例えば少なくとも１種の界面活性剤とを混合する工程を含み、任意選択でその後に水が少なくとも部分的に除去される。
本発明を以下の実施例によってさらに説明する。
百分率は、別段の明記がない限り、質量％を指す。
以下の物質を使用した：
錯化剤（Ａ．１）：ＭＧＤＡの三ナトリウム塩、４０質量％水溶液、ｐＨ値：１３として提供
塩（Ｂ．１）：酢酸ナトリウム、固体
塩（Ｂ．２）：酢酸カリウム、固体
錯化剤（Ａ．１）：ＭＧＤＡの三ナトリウム塩、４０質量％水溶液、ｐＨ値：１３として提供
塩（Ｂ．１）：酢酸ナトリウム、固体
塩（Ｂ．２）：酢酸カリウム、固体
Ｉ．本発明による濃縮された水溶液の製造
Ｉ．１ （Ａ．１）および（Ｂ．１）を含有する水溶液の製造
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２２．５ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、２．５ｇの（Ｂ．１）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、４６質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２２．５ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、２．５ｇの（Ｂ．１）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、４６質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
Ｉ．２ （Ａ．１）および（Ｂ．１）を含有する水溶液の製造
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２０ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、５ｇの（Ｂ．１）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、５２質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２０ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、５ｇの（Ｂ．１）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、５２質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
Ｉ．３ （Ａ．１）および（Ｂ．２）を含有する水溶液の製造
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２２．５ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、２．５ｇの（Ｂ．２）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、４６質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２２．５ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、２．５ｇの（Ｂ．２）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、４６質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
Ｉ．４ （Ａ．１）および（Ｂ．２）を含有する水溶液の製造
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２０ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、５ｇの（Ｂ．２）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、５２質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
プラスチック栓付きの２５ｍｌガラス瓶に、２０ｇの上記（Ａ．１）の４０質量％水溶液を入れた。これを７５℃に加温した。前記溶液に、繰り返し振とうしながら、５ｇの（Ｂ．２）を加えた。生じた水溶液の総固形分は、５２質量％であった。これは澄明な溶液であり、２３℃で３０日後でも、ＭＧＤＡの結晶化または沈殿の兆候を示さなかった。
Claims (8)
- （Ａ）３０から６０質量％の範囲内の、メチルグリシン二酢酸のアルカリ金属塩およびグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩から選択される錯化剤と、
（Ｂ）１から２５質量％の範囲内の、スルホン酸または有機酸の少なくとも１種の塩と
を含む水溶液であって、百分率がそれぞれの水溶液の総質量に対し、前記水溶液が界面活性剤を含まない、水溶液。 - ９から１３の範囲内のｐＨ値を有する、請求項１に記載の水溶液。
- （Ｂ）が、酢酸、酒石酸、乳酸、マレイン酸、フマル酸、およびリンゴ酸のアルカリ金属塩から選択される、請求項１または２に記載の水溶液。
- 塩（Ｂ）がメチルスルホン酸のアルカリ金属塩から選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載の水溶液。
- （Ｃ）４００から１０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内の平均分子量Ｍｎを有する少なくとも１種のポリエチレングリコール
をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の水溶液。 - 請求項１から５のいずれか一項に記載の水溶液を製造するための方法であって、錯化剤（Ａ）の水溶液と塩（Ｂ）とを合わせる工程を含む方法。
- ランドリーケアまたは食器洗浄用配合物を製造するための、請求項１から５のいずれか一項に記載の水溶液を使用する方法。
- 管または容器中で輸送するための、請求項１から５のいずれか一項に記載の水溶液を使用する方法。
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