JP3622010B2 - 洗浄剤組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特定の非イオン界面活性剤およびアミノ酸誘導体を必須成分として含有する洗浄剤組成物に係り、詳細には、硬度の高い水に対しても優れた洗浄性を呈し、かつ微生物分解性にも優れ、しかもこれら必須成分を植物由来による原料から得ることができ、これにより原料源を更生ないしは蘇生可能とすることができて資源保護に寄与し得る、特に衣料の洗浄に適用される洗浄剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保全が強く唱えられるようになり、界面活性剤や洗浄用ビルダーの微生物分解性、燐化合物による富栄養化、等々が社会問題として提起されている。
【０００３】
さらには、最近では有限資源の保護についても関心が高まり、更生ないしは蘇生可能な資源の開発、利用が新しい課題となっている。
【０００４】
そこで、近年では、各種合成洗剤、とりわけ台所用洗剤については、陰イオン界面活性剤から微生物分解し得る非イオン界面活性剤へと変換使用が進んでいる。
【０００５】
この非イオン界面活性剤は原料源が植物であって、微生物分解性に優れ、かつ皮膚にマイルドで刺激が少なく、しかも脱脂力が優れるため、食器の洗浄を主とする台所用合成洗剤としては適したものである。
【０００６】
しかし、衣料用合成洗剤としては、界面活性剤のみでは洗浄効果が低いため、この界面活性剤の洗浄作用を高める目的で、界面活性剤にビルダー化合物を併用したものが採用されている。
【０００７】
この種のビルダー化合物として従来、燐化合物が用いられていたが、これは富栄養化の原因となるので、好ましくなく、近年ではこの燐化合物に代えて、アルミナシリケート（ゼオライト）、あるいは、ポリアクリル酸塩に代表される高分子カルボン酸塩、さらには、ニトリロ三酢酸塩（ＮＴＡ）やエチレンジアミン四酢酸塩（ＥＤＴＡ）等、カルシウム捕捉効果を呈するキレート剤が使用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のアルミナシリケートはキレート力が弱く、このためこれを使用した洗浄剤は、硬度の高い水で使用すると洗浄効果が著しく低下する。
【０００９】
しかも、このアルミナシリケートは水不溶性であり、このため、これを含む洗浄剤が排水されると、これが下水処理場や河川等の底部にヘドロ状に蓄積され、新たな環境上の問題を引き起こしている。
【００１０】
さらに、上述の高分子カルボン酸塩や、キレート剤としてのエチレンジアミン四酢酸塩は微生物分解性に劣り、このためこれら高分子カルボン酸塩キレート剤を含む合成洗剤もまた、微生物分解性に劣るものとなる。
【００１１】
また、ニトリロ三酢酸塩については、微生物分解性が優れ、環境面における問題点は解決されているものの、人体への安全面と洗浄性能面から使用し難いビルダーとして取り扱われている。
【００１２】
さらにまた、上述の公知洗浄剤の主成分として従来から使用されている界面活性剤は、その大部分が石油由来の炭化水素を原料源としており、更生ないしは蘇生可能な原料ではなく、したがって、今後の資源保存の重要性を考えた場合、大きな問題点をかかえている。
【００１３】
そこで、本発明の目的は洗浄性に優れ、特に硬度の高い水に対しても優れた洗浄性を呈し、さらに微生物分解性に優れ、しかも原料源を更生ないしは蘇生可能な植物由来とすることができて資源保護に寄与し、上述の公知技術に存する欠点を改良した、特に衣料の洗浄に適用される洗浄剤組成物を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明によれば、一般式
【化５】

（ただし、式中、Ｒは炭素数８乃至１６のアルキル基、ｎは１．２乃至１．８の数を表す。）を有するアルキルポリグリコシドと、一般式
【化６】

（ただし、式中Ｍｅはナトリウム、カリウムまたはアルカノールアミンを表す。）を有するグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩とを含有してなることを特徴とする。
【００１５】
さらに、上述の目的を達成するため、本発明によれば、前記アルキルポリグリコシドおよび前記グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩が植物由来の原料から得られることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に詳述する。
【００１７】
本発明に用いられるアルキルポリグリコシド（成分１）は上述のとおり、一般式
【化７】

を有する非イオン界面活性剤である。
【００１８】
式中、Ｒは炭素数が８〜１６、好ましくは１０〜１４の範囲内のアルキル基であり、また、ポリグリコシドの平均重合度合、すなわち、ｎは１．２〜１．８、好ましくは１．４〜１．６の数である。炭素数が８以下、およびｎが１．８以上では、洗浄性の低下を来たし、また、炭素数が１６以上およびｎが１．２以下になると、水への溶解性が低下する。
【００１９】
上述のＲの炭素数は洗浄性、水への可溶性、電解質イオンの存在下における相溶性、皮膚への刺激性、起泡性等の条件、洗浄剤の種類等を考慮して任意に選定され、それに伴ってその平均重合度もおのずと定められる。
【００２０】
特に、衣料の洗浄に適用する場合には、Ｒの炭素数は１２〜１４の範囲に選定され、ポリグリコシドの平均重合度は１．４〜１．６に定められることが好ましい。
【００２１】
このような成分１の化合物は幅広いｐＨ領域で優れた脱脂力と起泡性を有し、しかも、人体に対する安全性が高くて皮膚刺激性が少なく、かつ、微生物により短時間で完全分解する。例えば、活性汚泥を用いた試験では、ＢＯＤ分解率７３〜８９％、ＤＯＣ分解率７４〜９９％を示し、ＨＰＬＣおよびＧＰＣ分析ではほぼ完全分解され、さらに嫌気性条件下では１００％近い生分解率を示す。しかも、このような成分１の化合物は例えば、更生ないしは蘇生可能な植物を原料源として、次のようにして合成される。
【００２２】
まず、酸性条件、例えばｐＨ３〜４の条件下で、植物を由来とするグルコース、例えば植物からのサツカライドを低級アルコール、例えばｎ−ブタノールでグリコシド化することによって低級アルコールグリコシド（ｎ−ブタノールグリコシド）を生成し、次いでこの低級アルコールグリコシドを植物由来の長鎖アルコール、例えばヤシ油またはパーム油の誘導体である天然アルコールでグリコシド交換し、二段階反応により合成される。
【００２３】
本発明に用いられるグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩（成分２）は一般式、
【化８】

で表されるアミノ酸誘導体（グルタミン酸誘導体）である。このグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩としてはＬ−グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩が好ましい。
【００２４】
式中、Ｍｅはナトリウム、カリウムまたはアルカノールアミン等のアミン塩であるが、この中で特にナトリウムが好ましい。なお、これらＭｅはそれぞれ同一種類のものであってもよく、また、互いに異なるものであってもよい。
【００２５】
このグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩は、例えば次のようにして合成される。まず、植物を由来とするグルコース、例えば澱粉、糖類等を発酵することにより、あるいは植物を由来とする蛋白質、例えば小麦蛋白、大豆蛋白等を加水分解することによりアミノ酸であるグルタミン酸、好ましくはＬ−グルタミン酸を合成する。すなわち、このグルタミン酸は植物を原料源とする更生なしいは蘇生可能なグルコースまたは蛋白質から合成することができる。
【００２６】
次いで、得られたグルタミン酸をシアノメチル化した後、アルカリ条件下で加水分解することによってグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩を得る。
【００２７】
このようにして得られるグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩は微生物分解性に優れ、かつ、カルシウムイオン捕捉能にも優れている。特に、ｐＨ９〜１１の弱アルカリ条件下でこの捕捉能は著しく向上する。
【００２８】
上述の本発明にかかるアルキルポリグリコシド（成分１）およびグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩（成分２）の配合比率は重量比で成分１：成分２＝１：３〜３：１の範囲内、好ましくは１：２〜２：１の範囲内であり、この範囲内で本発明の効果を著しく発揮する。
【００２９】
以上のとおり、本発明にかかる洗浄剤組成物は成分１と成分２を併用することにより洗浄性能が著しく向上して硬度の高い水に対しても優れた洗浄性を呈し、特に衣料の洗浄に好ましく適用されるのみならず、微生物分解性にも優れ、しかも、原料源を植物由来による更生ないしは蘇生可能な成分とすることができて資源保護にも寄与する。
【００３０】
上述の本発明組成物は上述２成分の他に、水溶液とした時に液性（ｐＨ値）を弱アルカリ域に保持するためのアルカリ塩類（緩衝剤）、例えば炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、エタノールアミン等を含有することもでき、さらに、所望に応じて漂白剤、酵素、蛍光増白剤、香料、可溶化剤等を含有することもできる。
【００３１】
なお、本発明にかかる洗浄剤組成物は粉粒体、あるいは液体のいずれの形態で調製され、使用に際しては、アルキルポリグリコシドの濃度が純分濃度で０．０５〜０．０８％の範囲となるように水で希釈する。
【００３２】
さらに、本発明の洗浄剤成分は衣料用の洗剤として使用されるのみならず、食器等を洗浄する台所用の洗剤、あるいは油脂等の汚れが付着した硬表面を洗浄する住居用洗剤としても使用される。
【００３３】
【発明の実施例】
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例で用いられる各化合物は以下のように略記する。
【００３４】
直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム ： ＬＡＳ
アルキルポリグリコシド ： ＡＰＧ
グルタミン酸イミノ二酢酸ナトリウム ： ＧＬＤＡ
トリポリ燐酸ナトリウム ： ＳＴＰＰ
メタ珪酸ナトリウム ： 珪酸塩
炭酸ナトリウム ： 炭酸塩
牛脂脂肪酸ナトリウム ： 石鹸
カルボキシメチルセルロース ： ＣＭＣ
硫酸ナトリウム ： 硫酸塩
【００３５】
実施例 １
ＡＰＧの０．１５％水溶液中に、ＧＬＤＡを０．１Ｗ／Ｖ％含有するように添加混合して表１に示す各ｐＨ値の試料水溶液を調製し、これら各水溶液のカルシウムイオン捕捉能（ＣＶ値）を測定した。ＡＰＧはグルコポン６００ＣＳＵＰ（ＧＬＵＣＯＰＯＮ ６００ＣＳＵＰ、Ｒ：Ｃ_{１２−１４} ｎ＝１．４ ヘンケル社）を使用した。また、ＧＬＤＡは植物を由来とする糖類を醗酵してＬ−グルタミン酸を合成し、次いでこのＬ−グルタミン酸をシアノメチル化した後、アルカリ条件下で加水分解することにより合成した。
【００３６】
ＣＶ値測定は自動滴定装置を用い、光度滴定法により行なった。すなわち、上述の試料水溶液１００ｍｌをそれぞれ２００ｍｌビーカーに採取し、これら各試料水溶液に指示薬として１％ラウリン酸ナトリウム水溶液５ｍｌと、イソプロピルアルコール１０ｍｌを添加し、光度滴定電極の設置された自動滴定装置により、滴定溶液として０．０１Ｍ酢酸ナトリウム水溶液をそれぞれ用いて滴定を行った。カルシウムイオン捕捉能はＧＬＤＡ１ｇに対する炭酸カルシウムのｍｇ数で示した。測定結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１から、本発明組成物に含まれるＧＬＤＡのカルシウムイオン捕捉能はｐＨ９〜１１の弱アルカリ性条件下で著しく高いことがわかる。
【００３９】
実施例 ２
表２に示す各成分を配合し、これら配合物を試料Ｎｏ．１〜１４については炭酸カルシウム６０ｐｐｍ 含有した水で、また、試料Ｎｏ．１５ 〜２２については炭酸カルシウム１００ｐｐｍ 含有した水で、それぞれ表２に示す各濃度（ｇ／ｌ 無水物換算） に希釈し、試料Ｎｏ．１〜２２を調製した。これら試料Ｎｏ．１〜２２について洗浄効率試験を行ない、結果を表２に示した。
【００４０】
洗浄効率試験は、人工汚染布として（財）洗濯科学協会の湿式人工汚染布を使用し、これをターゴ・ト・メータにより、洗浄温度２５℃、洗浄時間１０分、攪拌数１２０ｒｐｍ 、浴比１：３０、汚染布の繰り返し枚数５枚の条件下で洗浄することにより行なった。
【００４１】
洗浄効率の判定は、原布、洗浄前の汚染布および洗浄後の汚染布の反射率をそれぞれ測定し、次の式により求めた。
【００４２】
【数１】

【００４３】
なお、表２において、ＬＡＳは衣料試験用合成洗剤ｎ−ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ＡＰＧはグルコポン６００ＣＳＵＰ（ＧＬＵＣＯＰＯＮ ６００ＣＳＵＰ、Ｒ：Ｃ_{１２−１４} ｎ＝１．４ヘンケル社）、ＧＬＤＡは実施例１と同様のものをそれぞれ用い、ＳＴＰＰ、珪酸塩、炭酸塩、石鹸、ＣＭＣ、硫酸塩はそれぞれ試薬１級を用いた。
【００４４】
【表２】

【００４５】
表２に示される試料Ｎｏ．１および１５の配合はＪＩＳ Ｋ３３７１衣料用合成洗剤に定められた洗浄力判定用指標洗剤の配合であって、試料Ｎｏ．１はこの配合物を炭酸カルシウム６０ｐｐｍ 含有する水で希釈して調製され、また、試料Ｎｏ．１５ は上記配合物を炭酸カルシウム１００ｐｐｍ 含有する硬水で希釈して調製される。
【００４６】
本実験では、実験に供される試料の洗浄効率が炭酸カルシウム６０ｐｐｍ 含有する水で希釈された試料（Ｎｏ．２ 〜１４） の場合には試料１の標準洗浄効率値に、また、炭酸カルシウム１００ｐｐｍ 含有する硬水で希釈された試料（Ｎｏ．１６〜２２） の場合には試料Ｎｏ．１５ の標準洗浄効率値にそれぞれほぼ達している場合には洗浄効率が優れていると判断し、これら洗浄効率値よりも相当に低い値の場合には洗浄効率が劣っていると判断した。
【００４７】
表２から次のことがわかる。ＡＰＧ（本発明の成分１）およびＧＬＤＡ（本発明の成分２）の両成分を含み、かつ炭酸カルシウムを６０ｐｐｍ 含有した洗浄水で希釈された試料Ｎｏ．４〜１４では、洗浄効率が最小４３．６％（試料Ｎｏ．４） から最大５１．５％（試料Ｎｏ．１２）の範囲内であって、試料Ｎｏ．１の標準洗浄効率４７．７％にほぼ匹敵する。したがって、本発明にかかる試料Ｎｏ．４〜１４はいずれも洗浄効率が優れているということができる。
【００４８】
これに対して、成分ＡＰＧ、および成分ＧＬＤＡの一方のみを含み、かつ炭酸カルシウムを６０ｐｐｍ 含有した洗浄水で希釈された試料Ｎｏ．２および３では、洗浄効率がそれぞれ、３４．８％および３０．１％であって、いずれも試料Ｎｏ．１の標準洗浄効率４７．７％には遠く及ばない。したがって、これら本発明にかかる成分１および成分２のいずれか一方しか含まない試料Ｎｏ．２および３はいずれも洗浄効率が劣っているということができる。
【００４９】
さらに、ＡＰＧおよびＧＬＤＡの両成分を含み、かつ炭酸カルシウムを１００ｐｐｍ 含有した硬水で希釈された試料Ｎｏ．１８ 〜２２では、洗浄効率が最小３８．６％（試料Ｎｏ．１９）から最大４３．６％（試料Ｎｏ．２１）の範囲内であって、試料Ｎｏ．１５ の標準洗浄効率４３．０％にほぼ匹敵する。したがって、本発明は炭酸カルシウムを１００ｐｐｍ 含有する硬水を洗浄剤として用いても、洗浄効率が優れているということができる。
【００５０】
一方、ＡＰＧのみ、およびＧＬＤＡのみを含み、かつ炭酸カルシウムを１００ｐｐｍ 含有した硬水で希釈された試料Ｎｏ．１６ および１７では、洗浄効率がそれぞれ３０．３％および２８．４％であって、いずれも試料Ｎｏ．１５ の標準洗浄効率４３．０％に達しないどころか、この値よりも相当に低い。したがって、本発明にかかる成分１および成分２のいずれか一方しか含まない試料Ｎｏ．１６ および１７はいずれも洗浄効率が劣るということができる。
【００５１】
実施例 ３
実施例１の試料水溶液（ｐＨ１１） について微生物分解性試験を以下のようにして行なった。まず、実施例１の試料水溶液を、この水溶液中の成分量がＣＯＤで５００ｐｐｍ になるように水で調製して試験試料とした。
【００５２】
次いで、化学工業用廃水処理設備から採取した活性汚泥を小型の３槽直列曝気型活性汚泥設備に前記試験試料と一緒に供給し、曝気して該試験試料の微生物分解性について試験した。
【００５３】
７〜８日間経過後、試験試料中のＣＯＤは５０〜７５ｐｐｍ 程度まで低減し、分解率８５〜９０％を記録した。
【００５４】
【発明の効果】
上述の本発明洗浄剤組成物は次の効果を奏する。
【００５５】
（１）洗浄性に優れ、特に硬度の高い水に対しても優れた洗浄性を呈し、衣料用洗浄剤として適用される。
【００５６】
（２）微生物分解性に優れ、このため、活性汚泥等、微生物による排水処理が完全に達成され、環境汚染を引き起こすことがない。
【００５７】
（３）本発明にかかる成分１および成分２は両方とも、植物由来の成分を原料源として合成することができる。植物は更生ないしは蘇生が可能であり、したがって、本発明の成分１および２は原料源を植物由来とした場合、いずれも原料源の更生ないしは蘇生が可能であり、従来のように石油資源を原料源として更生ないしは蘇生することなく、資源を消費してしまうのとは異なり、資源保護に役立ち、今後の時代の要求に適合している。

Claims (7)

1. 一般式
   

   

   （ただし、式中、Ｒは炭素数８乃至１６のアルキル基、ｎは１．２乃至１．８の数を表す。）を有するアルキルポリグリコシドと、一般式
   

   

   （ただし、式中Ｍｅはナトリウム、カリウムまたはアルカノールアミンを表す。）を有するグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩とを含有してなる洗浄剤組成物。
2. 一般式
   

   

   （ただし、式中、Ｒは炭素数８乃至１６のアルキル基、ｎは１．２乃至１．８の数を表す。）を有するアルキルポリグリコシドと、一般式
   

   

   （ただし、式中Ｍｅはナトリウム、カリウムまたはアルカノールアミンを表す。）を有するグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩とを含有してなり、前記アルキルポリグリコシドおよび前記グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩が植物由来の原料から得られることを特徴とする洗浄剤組成物。
3. 請求項２のアルキルポリグリコシドが植物を由来とするグルコースを低級アルコールでグリコシド化することによって低級アルコールグリコシドを生成し、次いで、この低級アルコールグリコキシドを植物由来の長鎖アルコールでグリコシド交換反応することにより得られる請求項２に記載される洗浄剤組成物。
4. 請求項２のグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩が植物を由来とするグルコースを発酵することにより、あるいは植物を由来とする蛋白質を加水分解することにより生成されるグルタミン酸を原料として合成される請求項２に記載される洗浄剤組成物。
5. 請求項４の植物を由来とするグルコースは澱粉または糖類であり、また、植物を由来とする蛋白質は小麦蛋白または大豆蛋白である請求項４に記載される洗浄剤組成物。
6. 前記アルキルポリグリコシドとグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩との配合比率が重量比で１：３乃至３：１の範囲内である請求項１または２のいずれかに記載される洗浄剤組成物。
7. 請求項１または２のいずれかに記載の洗浄剤組成物を用いることを特徴とする衣料の洗浄方法。