JP3927623B2 - 洗浄剤組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な洗浄剤組成物に関し、特に家庭用または自動車用に使用される洗浄剤組成物に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、環境汚染に対する各種洗剤の影響が取りだたされている。昨今の動向は衣料用洗剤中にビルダーとして含有していたトリポリリン酸ソーダによる河川あるいは湖沼の富栄養化の問題によるゼオライトや炭酸ソーダへの転換。界面活性剤では分岐型アルキルベンゼンスルホン酸塩はより生分解性の良い直鎖型アルキルベンゼンスルホン酸塩へ切り替えられ、あるいはさらに生分解性が良いポリオキシエチレンエーテル硫酸塩や高級アルコールエトキシレートへ移行している。しかし、この家庭用洗剤もエチレンジアミン四酢酸塩(以下EDTA)に代表されるキレート剤が性能上含有されることが多く、このEDTAが生分解性に欠けることによる環境への影響が懸念されてきている。このEDTAの代替としては各種の他のキレート剤の開発が盛んに行われている。DE−A4211713ではアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩の合成法及びキレート剤用途の可能性について述べられているがまだ実用可能な領域には達していない。また、DE−A4240695ではイミノ二酢酸誘導体の高アルカリ洗浄剤での食品及び食品工業への利用について述べられているが、そのままでは現在使用されているEDTAの性能には届かずその性能に見合うためには使用量を多くする必要があり経済的ではない。
【0003】
特開昭56−81399ではグルタミン酸−N,N−二酢酸と陰イオン界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤とイミド硫酸塩とパルミチン酸を含む無リン洗剤組成物が衣料用洗剤として提案されている。しかし、これも限定された特定の化合物の組成物であり様々な界面活性剤含有の系で効率よくそのキレート剤あるいはビルダーとしての性能が発揮できるフォーミュレーションが望まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究した結果、主成分に
A)アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類、
B)グリコール酸塩、および
C)陰イオン界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤
を含有する洗浄剤組成物であって、特にpHが10〜13の洗浄剤組成物の洗浄性能はそれぞれの成分の相乗効果によりその単独でのものより優れた効果を発揮し、その効果は従来より広く使用されているEDTA塩類を含有する洗浄剤あるいは他のビルダーを含有する洗浄剤と同等あるいはそれ以上の効果を発揮するとともに生分解性に優れた性質を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるA)アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類はアミノジカルボン酸のNH2 基の窒素原子に酢酸基が2個置換したものの塩類であるが、好ましくは、次の一般式I
【化1】
(式中、Xは互いに無関係にアルカリ金属、アンモニウム塩、アミン塩を意味し、nは0から5までの数を意味する。)で表される化合物である。特に好ましくは、n=1の場合のアスパラギン酸−N,N−二酢酸塩とn=2の場合のグルタミン酸−N,N−二酢酸塩であり、塩としてはナトリウム塩である。
次に、B)グリコール酸塩は次の一般式II
HOCH2 COOX II
(式中、Xはアルカリ金属、アンモニウム塩、アミン塩を意味し、上記アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類のXと同じ場合が好ましい。)で表される化合物である。
【0006】
また、C)陰イオン界面活性剤及び/または非イオン界面活性剤は現在一般に使用されているもので、好ましくはより生分解性に優れている界面活性剤である。例えば陰イオン界面活性剤では石鹸に代表される高級脂肪酸塩、各種硫酸エステル塩、各種スルホン酸塩等が挙げられ、非イオン界面活性剤ではポリエチレングリコール型のもの、高級アルコールエトキシレート、高級アルコールエチレンオキサイド付加物等が挙げられ、これらを単独あるいは混合で使う。
【0007】
本発明において、驚くべきことに、洗浄液のpHを10〜13に調整することにより優れた洗浄効果を発揮する。このことは図1、2に示すように各pHにおけるイオン解離状態から説明できる。アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸は4塩基性酸であり、そのイオン解離は次に示す一般式(式中、H4 Yはアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸を意味する。)
【化2】
上記のイオン解離をグルタミン酸−N,N−二酢酸で説明すると
【0008】
【化3】
【0009】
pHの低いところからpHを上げていくとカルボン酸は▲3▼→▲1▼→▲2▼→▲4▼(▲2▼、▲4▼は順不同)の順で段階的解離平衡を示す。一方、キレート剤としての金属への配位子は分子中のNと−COO- であり(4)式の状態がよりキレート能が強いことが言える。つまり、pH10〜13の状態である。ここで本発明の中でアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類でアスパラギン酸−N,N−二酢酸塩とグルタミン酸−N,N−二酢酸塩を比較すると分子量当たりのキレート能を測定したところほとんど変わらない値であることが解りキレート環の大きな▲3▼の−COO- は錯体形成に関与していない可能性が強いことが考察された。つまり、キレート剤として一般的なニトリロトリ酢酸塩がキレート錯体を形成する場合に類似した錯体を形成することが考えられる。また、明確ではないが、分子中のNの構造もpHの低い状態では−NH+ −の塩になっておりNとしての金属への配位能が低下しpH13以上では更に−N(OH)−の形になり金属に対する配位能が低下するためpH10〜13でキレート能が著しく高くなると考えられる。(アスパラギン酸−N,N−二酢酸塩。グルタミン酸−N,N−二酢酸塩のpKa4 は中和滴定によると各々9.8である。)
【0010】 洗浄剤組成物としての配合量は前述の界面活性剤類を0.25〜90重量%であり、界面活性剤の効果は一般的に知られている被汚れ物質に対する湿潤、浸透、乳化、分散、起泡作用の総合的な作用を生かして洗浄という効果を発揮する。アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類は上記の界面活性剤1重量部に対して0.01〜1重量部であることが必要であり、好ましくは0.01〜0.3重量部であり、この化合物の効果は界面活性剤のビルダーとしての役割を有し、多過ぎても効果は変わらない。一般にはビルダーはキレート能を必要とし、Ca2+、Mg2+等の金属を捕捉し水中にその金属を安定的に存在させることと、界面活性剤の効果の補助的な働きをする。グリコール酸塩はアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類1重量部に対し、0.01〜0.5重量部であることが必要であり、好ましくは0.05〜0.2重量部であり、少ない場合はその洗浄効果が発揮されず多くてもその効果は変わらない。グリコール酸塩は、アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類のキレート錯体を水中でより安定化させる効果あるいは界面活性剤のビルダーとしての作用を発揮するものと考えられる。グリコール酸塩はアミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類と別途添加しても良いが、アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類を製造する際に副生するのでこの副生量を調整することにより反応液を直接この洗浄剤に添加することで目的の含有量を得ることができ、工業的に有利である。
【0011】
本発明の洗浄剤組成物はpHを10〜13に保つことにより洗浄の効果をさらに増進させることができる。pH調整には苛性ソーダ等の水酸化アルカリあるいは鉱酸、有機酸により行ったり、モノエタノールアミン等のpH緩衝剤を使用しても良い。
本発明の洗浄剤組成物はEDTAを含む洗浄剤に比して生分解性に優れ、あるいは現在使われている他のビルダーを含む洗浄剤に比して同等あるいはそれ以上の優れた洗浄効果を発揮する。
本発明の洗浄剤組成物の用途としては、家庭用に使われる洗剤であり特に液性分類上、弱アルカリ性〜アルカリ性の洗剤に適用できる。具体的には、粉末、及び液体の衣料用洗濯洗剤、住居用洗剤、石鹸、トイレ用洗剤、浴室浴槽用洗剤、自動車用洗剤、ガラス用洗剤等が好適な例として挙げられる。この洗浄剤は使用時に直接汚れにかけるように予め水で界面活性剤濃度で0.5〜10%程度に希釈されているものや使用時に別途多量の水で希釈して使うものなど用途にあった使い方ができる。
【0012】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。本発明はこれらの実施例により限定されるものでない。
実施例1
無機汚れに対する洗浄力評価としてCaイオンの溶解性評価を行った。試薬のアニオン界面活性剤であるステアリン酸ソーダを2.0g、別途公知の方法で合成したアスパラギン酸−N,N−二酢酸4ソーダ(以下ASDA)を1.0g、試薬のグリコール酸ソーダ0.1gを秤量し100mlのビーカーにとり90mlまで水を入れ完全に溶解する。その後、100mlメスフラスコに移液し標線までメスアップする。これを洗浄剤組成物とする。この洗浄剤組成物を10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH10に合わせる。これを予め調整しておいた0.01Mの酢酸カルシウム水溶液の入ったビュレットで攪拌しながら滴定し全体が白濁しだす点を終点とした。また、ブランクとしてイソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとした。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH10に合わせ、同様に滴定しその値をひかえた。
そのpHでの洗浄剤組成物のCaキレート能を添加したキレート剤のグラム当たりで次式によりCaCO3 換算で評価した。結果は表1に示した。
【0013】
CaCO3 換算
Ca キレート能(mg/g)=f(A(ml)−B(ml))/C
ここでAはテストの滴定量、Bはブランクの滴定量
fは0.01Mの酢酸カルシウム滴定水のファクター
Cはキレート剤の重量(g) /10
【0014】
実施例2
200mlビーカーに実施例1で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH11に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0015】
実施例3
200mlビーカーに実施例1で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH12に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0016】
実施例4
200mlビーカーに実施例1で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH13に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0017】
比較例1
200mlビーカーに実施例1で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH14に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0018】
比較例2
200mlビーカーに実施例1で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の硫酸でpH計を見ながらpH9に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0019】
比較例3
200mlビーカーに実施例1で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の硫酸でpH計を見ながらpH8に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0020】
実施例5
試薬のアニオン界面活性剤であるステアリン酸ソーダを2.0g、別途公知の方法で合成したグルタミン酸−N,N−二酢酸4ソーダ(以下GLDA)を1.0g、試薬のグリコール酸ソーダ0.1gを秤量し100mlのビーカーにとり90mlまで水を入れ完全に溶解する。その後、100mlメスフラスコに移液し標線までメスアップする。これを洗浄剤組成物とする。この洗浄剤組成物を10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH10に合わせる。これを実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。
【0021】
実施例6
200mlビーカーに実施例5で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH11に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0022】
実施例7
200mlビーカーに実施例5で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH12に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0023】
実施例8
200mlビーカーに実施例5で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH13に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0024】
比較例4
200mlビーカーに実施例5で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH14に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0025】
比較例5
200mlビーカーに実施例5で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の硫酸でpH計を見ながらpH9に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0026】
比較例6
200mlビーカーに実施例5で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の硫酸でpH計を見ながらpH8に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0027】
比較例7
試薬のアニオン界面活性剤であるステアリン酸ソーダを2.0g、試薬のEDTA4ソーダを純分で1.0gを秤量し100mlのビーカーにとり90mlまで水を入れ完全に溶解する。その後、100mlメスフラスコに移液し標線までメスアップする。これを洗浄剤組成物とする。この洗浄剤組成物を10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH10に合わせる。これを実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0028】
比較例8
200mlビーカーに比較例7で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH11に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0029】
比較例9
200mlビーカーに比較例7で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH12に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0030】
比較例10
200mlビーカーに比較例7で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH13に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0031】
比較例11
200mlビーカーに比較例7で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH14に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0032】
比較例12
200mlビーカーに比較例7で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の硫酸でpH計を見ながらpH9に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0033】
比較例13
200mlビーカーに比較例7で調整した洗浄剤組成物を同様に10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の硫酸でpH計を見ながらpH8に合わせる。実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。
【0034】
比較例14〜20
試薬のアニオン界面活性剤であるステアリン酸ソーダを2.0g、試薬のトリポリリン酸ソーダ(以下STPP)を純分で1.0gを秤量し100mlのビーカーにとり90mlまで水を入れ完全に溶解する。その後、100mlメスフラスコに移液し標線までメスアップする。これを洗浄剤組成物とする。この洗浄剤組成物を10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH10に合わせる。これを実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。また、比較例8〜13と同様にpHを変えて行った。結果を表1に示した。
【0035】
比較例21〜27
試薬のアニオン界面活性剤であるステアリン酸ソーダを2.0g、試薬のゼオライトを純分で1.0gを秤量し100mlのビーカーにとり90mlまで水を入れ完全に溶解する。その後、100mlメスフラスコに移液し標線までメスアップする。これを洗浄剤組成物とする。この洗浄剤組成物を10ml、イソプロピルアルコール10mlを200mlビーカーに量りとり水を入れて100mlとする。その後、10重量%の苛性ソーダでpH計を見ながらpH10に合わせる。これを実施例1と同様に滴定してし、キレート能を算出した。結果は表1に示した。また、比較例8〜13と同様にpHを変えて行った。結果を表1に示した。
【0036】
【表1】
【0037】
実施例9〜11 比較例28〜30
油汚れに対する洗浄性能を比較するためリーナッツ改良洗浄力試験器を用いて調整した汚垢板の洗浄具合を目視により評価した。試験にあたっては以下の汚垢板及び洗浄剤を予め調整した。(機器はJIS K 3370に準ずる)
【0038】
(汚垢板の調整)
汚垢浴
牛脂 10g
大豆油 10g
モノオレイン 0.25g
オイルレッド 0.1g
クロロホルム 60ml
上記汚垢浴に顕微鏡用スライドグラスを浸漬し風乾してよごれが均一に付いた汚垢板を作成する。一枚当たりの汚垢量を0.14±0.10gのものだけを試験に使用する。
【0039】
(洗浄剤の調整)
以下に示す組成の洗浄剤を調整した。
【表2】
【0040】
(試験方法)
各洗浄剤を1.5gを水に溶解し1リットルとし10重量%苛性ソーダ水溶液あるいは同濃度の硫酸水溶液で各pHに調整し洗浄水とする。リーナッツ改良洗浄力試験器に調整した汚垢板を6枚一組としてセットし洗浄水を700ml入れ30度Cで3分間洗浄する。さらに30度Cの純水で1分間すすぎ、風乾する。この汚垢板を目視で観察し次の5段階評価をし6枚の平均をその洗浄性の指標とする。
5:無色透明に近く、ほとんど汚れが落ちている。
4:ほんの少しあるいは部分的に赤みを帯びている。
3:はっきり赤色が観察されるが洗浄前に比べて半分程度の汚れは落ちている。
2:3と2の中間程度の汚れ落ち。
1:洗浄前に比べてほんの少しあるいは部分的汚れが落ちている程度で洗浄効果は低い。
【0041】
(結果)
【表3】
【0042】
実施例12〜14 比較例31〜33
実施例9と同様の洗浄試験器及び汚垢板を用いて次ぎの洗浄剤を調整し実施例と同様な試験を行い評価した。
【0043】
(洗浄剤の調整)
以下に示す組成の洗浄剤を調整した。
【表4】
【0044】
(結果)
【表5】
【0045】
実施例15
実施例1の洗浄剤をpHを7に塩酸で調整しCODで500ppmとなるよう水で希釈したものを下水処理場の汚泥を用いた小型の三槽直列の曝基型活性汚泥設備で生分解処理ところ1週間馴養後、処理水中のCODは50ppm以下であり分解率90%以上であった。
【0046】
実施例16
比較例7の洗浄剤をpHを7に塩酸で調整しCODで500ppmとなるよう水で希釈したものを下水処理場の汚泥を用いた小型の三槽直列の曝基型活性汚泥設備で生分解処理ところ1週間馴養後、処理水中のCODは200ppm以上であり分解率60%以下であった。
【0047】
【発明の効果】
アミノジカルボン酸−N,N−二酢酸塩類(就中、アスパラギン酸−N,N−二酢酸やグルタミン酸−N,N−二酢酸の塩類)、グリコール酸塩及び陰イオン界面活性剤及び/または非イオン界面活性剤の三者を主成分とする洗浄剤組成物は、特にその洗浄液のpHを10〜13に調整することで優れた生分解性洗浄剤、好適には、家庭用や自動車用で使用できる洗浄剤とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アスパラギン酸−N,N−二酢酸の各イオン種の存在率を示す。
【図2】グルタミン酸−N,N−二酢酸の各イオン種の存在率を示す。
Claims (9)
- A)アスパラギン酸二酢酸塩類及び/またはグルタミン酸二酢酸塩類、B)グリコール酸塩、及びC)陰イオン界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤を主成分とし、C)陰イオン界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤1重量部に対してアスパラギン酸二酢酸塩類及び/またはグルタミン酸二酢酸塩類が0.01〜1重量部、かつアスパラギン酸二酢酸塩類及び/またはグルタミン酸二酢酸塩類1重量部に対してグリコール酸塩が0.01〜0.5重量部含有され、pHが10〜13であることを特徴とする洗浄剤組成物。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とする衣料用洗剤。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とする床、壁、家具等住居用洗剤。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とする調理用レンジ、台所収納庫等台所用洗剤。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とする石鹸。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とするトイレ用洗剤。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とする浴室、浴槽用洗剤。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とするガラス用洗剤。
- 請求項1記載の洗浄剤組成物からなることを特徴とする自動車用洗剤。
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