JP4184226B2 - 硬表面処理剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、硬表面処理剤組成物に関する。詳しくは、水まわり設備のプラスチック製品、金属製品等の硬表面に、乾燥促進、仕上がり性向上等の効果を付与できる硬表面処理剤組成物に関する。
家庭における水まわりの設備である浴室、浴槽、シンク等では使用時に蛇口やシャワーからの水の飛び散り等により、使用後の設備材質表面に水滴が付着、残留しやすい。これらの水滴の残留は、浴室の場合には、湿気がこもり、カビ等の発生につながりやすく、また、シンクの場合は、残留する水滴が付着時の形状を保ちながら徐々に乾燥し小さいリング状の跡がつきやすくなる。
このような不都合な状態に対して、一般的な対応は、例えば、シンクの場合では、ふきん等で改めて水の拭き取りを行い美観を保つための労力を払ったり、また、浴室、浴槽の場合は、窓、ドアの開放、あるいは、換気扇の作動等により湿気を浴室から排除し、乾燥を促す労力を払っているが、保安上の問題や屋外からの汚染物質侵入の問題、あるいは省エネルギーの観点から、いずれも満足のいく対処方法とは言い難いものであった。
硬表面の処理に関して、特許文献1には、浴室、浴槽、シンクに用いられる材質であるプラスチックやステンレスといった材質に対する処理剤塗布技術が開示されており、特許文献2、特許文献3には、食器等の硬表面を処理して乾燥を促進する技術が開示されている。
特開2002−265996号公報 特開平8−253796号公報 特開平8−253797号公報
しかし、特許文献1〜3には、浴室、浴槽、シンクの表面材質に対して乾燥促進する効果は示されていない。このような状況から、手軽に浴室、浴槽、シンク等の水まわり設備に水滴を残さず素早く乾燥させる処理方法、及び処理剤が求められている。
本発明の課題は、水まわり設備の硬表面に対して乾燥促進効果、仕上がり性向上効果を付与できる硬表面処理剤組成物を提供することである。
本発明は、(a)式(I)及び式(II)の重合単位を含む共重合体〔以下、(a)成分という〕、並びに(b)水を含有する硬表面処理剤組成物に関する。
Figure 0004184226
(ここで、R1はA−B−Xであり、Aは-O-あるいは-NR3-であり、R3は-H、-CH3あるいは-C25であり、Bは-C24-、あるいは-C36-であり、Xは-NR45あるいは-N+678・Y-であり、R4及びR5はそれぞれ独立に-H、-CH3あるいは-C25であり、R6、R7及びR8はそれぞれ独立に-CH3あるいは-C25であり、Y-はハロゲンイオン、メチル硫酸イオンあるいはエチル硫酸イオンである)
Figure 0004184226
(ここで、R2は炭素数4〜12のアルキル基、炭素数4〜12のアルケニル基、炭素数6〜12のアリール基あるいは炭素数7〜12のアラルキル基である)
また、本発明は、上記本発明の硬表面処理剤組成物で、水まわり設備の硬表面を処理すること、次いで該硬表面を水ですすぐことを行う、硬表面の処理方法に関する。
本発明によれば、水まわり設備の硬表面に対して乾燥促進効果、仕上がり性向上効果を付与できる硬表面処理剤組成物が提供される。
<(a)成分>
本発明で用いる共重合体は前記式(I)及び、式(II)を構成重合単位として含むものである。
前記式(I)中、Aが-NR3-である場合、R3は-Hが好ましい。Bは-C36-が好ましい。Xは-NR45が好ましく、その場合、R4、R5が共に-CH3又は-CH2CH3であることが好ましい。また、前記式(II)においてR2は炭素数6〜12のアリール基が好ましく、中でもフェニル基を含む炭素数6〜12のアリール基が好ましい。
本発明の共重合体は、一般的な方法で得ることができるが、例えば以下のような合成方法を挙げることができる。式(III)及び式(IV)の単量体を適当な溶媒に溶解し、ラジカル開始剤の存在下で適当な温度に適当な時間保持することにより共重合を行い、式(V)および前記の式(II)を構成重合単位とする前駆体を得る。続けて、式(VI)の化合物を加えて前記前駆体と反応させ、目的の共重合体を得ることができる。この時、必要であれば前記前駆体重合時と異なる溶媒を用いて前記前駆体と式(VI)の化合物とを反応させてもよい。
Figure 0004184226
式(III)の化合物は、無水マレイン酸を示す。式(IV)の化合物は、例えば、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセンなどのα−オレフィン類;スチレン、アルキル置換スチレンなどのアリール基を有する単量体などを挙げることができる。
また、この共重合体は式(I)および式(II)以外の構成重合単位を含むこともできる。
このような共重合体を得る方法としては、例えば、前記重合方法において、式(III)および式(IV)の単量体の他に、新たに別の異なる単量体を加えて共重合したものを前駆体として用いる方法、式(V)および式(II)の構成重合単位からなる前駆体に、新たに別の異なる単量体をグラフト共重合させた後、式(VI)の化合物を反応させる方法、式(I)および式(II)の構成重合単位からなる共重合体に、新たに別の異なる単量体をグラフト共重合させる方法、式(V)および式(II)の構成重合単位からなる前駆体に、この前駆体との反応性を有し、かつ、式(VI)とは異なる別の化合物を一部反応させる方法、などを挙げることができる。
しかしながら式(I)及び式(II)以外の構成重合単位は、本効果を損なわない構成重合単位を形成する化合物が選択されるべきである。従って本発明の(a)成分の共重合体は、式(I)及び式(II)を主たる構成重合単位としてなる共重合体が好ましい。特には、本発明の(a)成分の共重合体には、製造によっては、式(V)や、式(V)が加水分解したマレイン酸の構成重合単位を多少含む場合があるが、実質的に式(I)及び式(II)で示される構成重合単位のみからなる共重合体が最も好ましい。
前駆体の重合で用いる溶媒は、式(III)及び式(IV)の単量体がともに溶解し、単量体と反応せず、重合を阻害しないものが好ましく、例えば、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどを挙げることができる。これらは、蒸留や脱水剤などにより溶媒中の水分を除去してから用いるのが好ましい。
ラジカル開始剤は、一般にラジカル重合で用いられるものでよく、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルなどの過酸化物系開始剤;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ系開始剤;前記の過酸化物系開始剤などの酸化性物質と、ジメチルアニリンのような有機3級アミン、メルカプタン、ナフテン酸塩などの還元性物質とをを組み合わせて用いるレドックス系開始剤;光開始剤などを挙げることができる。また光増感剤を併用することもできる。
重合時の温度は、40〜100℃が好ましく、さらには50〜90℃が好ましい。重合温度は、用いるラジカル開始剤の分解温度を考慮して設定するのが好ましい。
重合時間は、単量体が共重合体するのに十分であればよく、単量体の重合性、開始剤の分解温度および重合温度などにもよるが、2時間以上が好ましく、さらには4時間以上が好ましい。
式(VI)の化合物は、例えば、3−ジメチルアミノプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、3−ジメチルアミノエチルアミン、3−ジエチルアミノエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、(2−アミノエチル)トリメチルアンモニウムクロリド塩酸塩、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムクロリドなどを挙げることができる。
前駆体と式(VI)の化合物を反応させる際の溶媒は、前記前駆体を重合する際の溶媒と同様のものを用いることができる。さらには、これらと水の混合溶媒を用いることもできる。
また、前記式(I)及び前記式(II)の構成重合単位の組成比(I)/(II)は2/1〜1/3(モル基準)、更に1.5/1〜1/2(モル基準)が好ましい。
また、(a)成分の共重合体の重量平均分子量は1万〜200万が好ましく、20万以上200万未満がより好ましい。この重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ)法より求めることができる。また、目的の共重合体を前記の合成方法により得る場合は、予めその前駆体の重量平均分子量を求めておき、その値と前記式(VI)の化合物の分子量および反応率を用いて算出することもできる。この前駆体の重量平均分子量は、GPC法より求めることができる。
(a)成分として好ましい共重合体の一例を挙げると、前記式(I)のR1のAが-NR3-、R3が-H、Bが-C36-、Xが-NR45であり、R4、R5はともに-CH3あるいは-CH2CH3であり、且つ前記式(II)においてR2がフェニル基を含む炭素数6〜12のアリール基である共重合体、更には該共重合体において、(イ)前記式(I)及び前記式(II)の構成重合単位の組成比(I)/(II)が2/1〜1/3(モル基準)、更に1.5/1〜1/2(モル基準)である、(ロ)重量平均分子量が1万〜200万、更に20万以上200万未満であるの少なくとも一方を満たす共重合体である。
なお、式(I)に記載されているカルボキシル基は本発明組成物のpH調整により酸型、あるいは対イオンを伴う解離型、あるいは、分子内塩の状態を取り得る。また、式(I)中のXが二級、あるいは三級アミノ基を有する場合、本発明組成物のpH調整により塩基型、あるいはプロトン付加したアンモニウム塩、あるいは分子内塩の状態を取り得る。
(a)成分の含有量は、乾燥促進効果の点で、本発明の組成物中0.002質量%以上、10質量%以下、更に0.01〜5質量%であることが、本発明の効果発現とコスト面から、好ましい。
<(c)成分>
本発明の組成物には、水まわり設備表面に塗布する際の液ぬれ性を向上させるために、また、設備表面にスポンジ等で塗布する際の作業性を向上させるために(c)界面活性剤〔以下、(c)成分という〕を配合することが望ましい。(c)成分を配合することで、塗布時に均一に広げやすくなる。(c)成分としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン性界面活性剤のいずれか1種、あるいは、これらから選ばれる2種以上の組合せでも良く、該共重合体の設備表面への吸着性を阻害しない範囲で配合される。
アニオン界面活性剤としては、アルキル硫酸エステルアルカリ金属塩、ポリオキシエチレン(EOp1〜6)アルキル硫酸エステルアルカリ金属塩、ポリオキシエチレン(EOp1〜6)アルキル硫酸エステルアルカリ土類金属塩、長鎖アルキルベンゼンスルホン酸アルカリ金属塩、α−オレフィンスルホン酸アルカリ金属塩、長鎖アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルケニルコハク酸塩、スルホコハク酸高級アルコールエステルEO付加物(EOp1〜6)アルカリ金属塩が挙げられ、非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレン(EOp3〜50)アルキル(炭素数10〜18)エーテル、高級アルコール(炭素数10〜18)EO/PO付加物(EOpとPOpの合計が3〜20)、アルキルポリグルコシド(糖縮合度1〜10)、蔗糖脂肪酸(炭素数8〜18)エステル、多価アルコールの脂肪酸(炭素数8〜18)エステルが挙げられ、両性界面活性剤としては長鎖アルキル(炭素数10〜18)ジメチルカルボベタイン、長鎖アルキル(炭素数10〜18)ジメチルアミンオキシド、長鎖アルキル(炭素数10〜18)ヒドロキシスルホベタイン、長鎖アルキル(炭素数10〜18)スルホベタイン、高級脂肪酸(炭素数10〜18)アミドプロピルアミンオキシド、高級脂肪酸(炭素数10〜18)アミドプロピルカルボキシベタイン、高級脂肪酸(炭素数10〜18)アミドプロピルヒドロキシスルホベタインが挙げられ、カチオン性界面活性剤としては、アルキル(炭素数8〜18)ジメチルベンザルコニウム塩、アルキル(炭素数8〜18)トリメチルアンモニウム塩、ジアルキル(炭素数8〜16)ジメチルアンモニウム塩が挙げられる。なお、上記において、EOはエチレンオキサイド、POはプロピレンオキサイド、EOpはエチレンオキサイド平均付加モル数、POpはプロピレンオキサイド平均付加モル数の意味である(以下同様)。
特に好ましい界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、及び、両性界面活性剤であり、具体的にはラウリル硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレン(EOp1〜4)ラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム、脂肪酸(炭素数12〜14)アミドプロピルカルボキシベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、アルキル(炭素数12〜14)ジメチルアミンオキシドである。
(c)成分の含有量は、塗布性の向上のために組成物中好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、乾燥促進のために好ましくは組成物中10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。この範囲は、本発明の組成物を水まわり設備表面に効果的に塗布することや、また(a)成分を十分に吸着することからも、好ましい。
<その他の成分>
本発明の硬表面処理剤組成物には、目的とする性能を損なわない範囲で、通常の液体洗浄剤組成物等に用いられる他の任意成分、例えば、硫酸、塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、アルカノールアミン等のpH調整剤、低級アルコール、多価アルコール、低級アルコール(炭素数1〜6)のEO付加物(EOp1〜4)、低級アルコール(炭素数1〜4)のPO付加物(POp1〜3)、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、芳香族スルホン酸塩等の可溶化剤、香料、色素、防腐剤、防カビ剤等を必要に応じて添加することができる。
本発明の硬表面処理剤組成物の使用にあたっては、スプレー容器を用いて噴霧する方法や、スクイズ容器を用いて散布する方法などを用いて良い。また、噴霧あるいは散布後に組成物を塗り広げる必要がある場合は、スポンジ、布巾、刷毛、ローラー刷毛等の道具を使用しても良い。組成物が塗布された後、水ですすぐ方法として、シャワーノズルから水を噴射し対象面に散布してもよく、あるいはバケツ等に汲み置いた水を直接、あるいは手桶等で散布しても良い。本発明の硬表面処理剤組成物は、該組成物で、水まわり設備の硬表面を処理すること、次いで該硬表面を水ですすぐことを行う、硬表面の処理方法に用いることができる。
本発明の対象となる硬表面は、金属、プラスチック、ガラス等の材質からなるものであり、これらを本発明の組成物で処理すると、水ですすいだ後の水切れがよくなり、水滴の残留を防止し、乾燥が促進される。本発明の組成物は、硬表面に対する乾燥促進剤や仕上がり性向上剤として使用できる。
合成例1
撹拌翼、冷却管、窒素導入管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、無水マレイン酸29.1g、メチルエチルケトン124.0gを入れ、フラスコ内を窒素で置換しながら均一に溶解させた。これを65℃に昇温し、窒素気流下で撹拌しながら、(イ)スチレン30.9gとメチルエチルケトン46.0g、(2)V−65(和工純薬工業(株)製、化学名;2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル))1.47gとメチルエチルケトン40.0gを各々均一に混合もしくは溶解させたものを、同時に2時間かけて滴下、さらに65℃で6時間かけて重合を完了させた。メチルエチルケトンを添加し、約5質量%の濃度に調整してから、室温まで冷却させた。これを大量のヘキサン中へゆっくりと滴下し、析出したポリマーを回収、50℃で減圧乾燥させた。
GPC測定より、このポリマーの重量平均分子量は、8.6万であった(カラム;TSKgel α−M(東ソー製)、溶離液;ジメチルホルムアミド(60mMリン酸、50mMブチルリチウム添加)、カラム温度;40℃、標準物質;プルラン、以下同様)。
撹拌翼、冷却管、窒素導入管を備えた500mLのセパラブルフラスコに、得られた前記の乾燥ポリマー10.0g、テトラヒドロフラン120.0gを入れ、フラスコ内を窒素で置換しながら均一に溶解させた。3−ジメチルアミノプロピルアミン5.55gをテトラヒドロフラン10.0gと混合したものを、前記フラスコ内へゆっくりと滴下した。滴下終了後、12時間室温で撹拌を続けた。白色の析出物を濾別し、テトラヒドロフランで洗浄・濾別を繰り返し、最後に減圧乾燥させ、目的のポリマー(1)(重量平均分子量12.9万)を得た。
合成例2
合成例1において、無水マレイン酸を43.6g、スチレンを46.4g、V−65を0.452gとした以外は同様の方法により、目的のポリマー(2)(重量平均分子量44.2万)を得た。
合成例3
合成例1において、無水マレイン酸を36.4g、スチレンを38.6g、V−65を0.094gとした以外は同様の方法により、目的のポリマー(3)(重量平均分子量79.0万)を得た。
合成例4
合成例1において、無水マレイン酸を43.6g、スチレンを46.4g、V−65を0.045gとした以外は同様の方法により、目的のポリマー(4)(重量平均分子量123.8万)を得た。
合成例5
500mLのセパラブルフラスコに、無水マレイン酸10.9g、メチルエチルケトン32.5gを入れ、フラスコ内を窒素で置換しながら均一に溶解させた。これを65℃に昇温し、窒素気流下で撹拌しながら、(イ)スチレン11.6gとメチルエチルケトン15.0g、(ロ)V−65の0.028gとメチルエチルケトン20.0gを各々均一に混合もしくは溶解させたものを、同時に30分かけてゆっくりと滴下、さらに65℃で8時間かけて重合を完了させた。メチルエチルケトンを添加し、約15質量%の濃度に調整してから、室温まで冷却させた。
3−ジメチルアミノプロピルアミン11.4g、イオン交換水135.5gを混合したものを、窒素気流下、撹拌しながら前記フラスコ内へゆっくりと滴下した。滴下終了後、50℃で6時間かけて反応を完了させた。減圧下でメチルエチルケトンを留去し、目的のポリマー(5)(重量平均分子量80.0万)の水溶液を得た。
実施例1
表1に示す処方の硬表面処理剤組成物を用い、以下の試験を実施した。結果を表1に示す。なお、表中の略語は次に示す成分名を省略したものである。
・界面活性剤(1):ラウリル硫酸エステルナトリウム
・界面活性剤(2):ポリオキシエチレン(EOp3)ラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム
・界面活性剤(3):ポリオキシエチレン(EOp7)アルキル(平均炭素数13)エーテル
・界面活性剤(4):アルキルポリグルコシド(アルキル炭素数:平均11、グルコース平均縮合度:1.3)
・界面活性剤(5):ヤシ油脂肪酸アミドプロピルカルボキシベタイン
・界面活性剤(6):ラウリルヒドロキシスルホベタイン
・界面活性剤(7):ラウリルジメチルアミンオキシド
・界面活性剤(8):ラウリルベンザルコニウムクロリド
<評価1:水まわり設備壁面の乾燥促進試験(1)>
ユニットバスの内壁にサンプル液をスプレーにて塗布し、その後、シャワーを用いて水道水(水温20℃)をかけてすすぎ作業を行った。5分後、処理されたユニットバス内壁表面の水滴の残留状態を目視観察し、下記判定基準により乾燥の程度を評価した。
*判定基準
A:処理表面50cm×50cm当たり、水滴の残留が1個以下。
B:処理表面50cm×50cm当たり、水滴の残留が2〜5個。
C:処理表面50cm×50cm当たり、水滴の残留が6個以上。
<評価2:水まわり設備壁面の乾燥促進試験(2)>
キッチンのシンク(ステンレス製)内側にサンプル液をスプレーにて塗布し、その後、スポンジに含ませた水道水(水温17℃)をかけてすすぎ作業を行った。5分後、処理されたシンク内側表面の水滴の残留状態を目視観察し、下記判定基準により乾燥の程度を評価した。
*判定基準
A:処理表面15cm×40cm当たり、水滴の残留が1個以下。
B:処理表面15cm×40cm当たり、水滴の残留が2〜5個。
C:処理表面15cm×40cm当たり、水滴の残留が6個以上。
<評価3:表面の仕上がり性評価>
上記評価1を1日1回実施し、これを10日間繰り返した後、表面の外観観察を行い下記判定基準に準じて評価した。
*判定基準
A:未処理時と同等。
B:わずかに輪ジミを生じる。
C:明らかに輪ジミを生じる。
Figure 0004184226
表1より、本発明の処理剤組成物を用いて処理した水まわり設備の表面は、乾燥が速く、輪ジミも生じなかった。また、本発明品は、いずれも仕上がり性、美観に優れており、また、手で触ったときの触感もさらっとしていた。特に、本発明品7〜13は、本発明品1〜6よりもスポンジでの塗り広がり性に優れ、こすりやすく、処理しやすいものであった。また、すすいだ後の効果も充分であった。

Claims (6)

  1. (a)式(I)及び式(II)の重合単位を含む共重合体、並びに(b)水を含有する硬表面処理剤組成物。
    Figure 0004184226

    (ここで、R1はA−B−Xであり、Aは-O-あるいは-NR3-であり、R3は-H、-CH3あるいは-C25であり、Bは-C24-、あるいは-C36-であり、Xは-NR45あるいは-N+678・Y-であり、R4及びR5はそれぞれ独立に-H、-CH3あるいは-C25であり、R6、R7及びR8はそれぞれ独立に-CH3あるいは-C25であり、Y-はハロゲンイオン、メチル硫酸イオンあるいはエチル硫酸イオンである)
    Figure 0004184226

    (ここで、R2 は炭素数6〜12のアリール基である)
  2. 更に(c)界面活性剤を含有する請求項1記載の硬表面処理剤組成物。
  3. 前記(a)が、前記式(I)のR 1 のAが-NR 3 -、R 3 が-H、Bが-C 3 6 -、Xが-NR 4 5 であり、R 4 、R 5 が共に-CH 3 又は-CH 2 CH 3 である共重合体である請求項1又は2記載の硬表面処理剤組成物。
  4. 前記(a)が、前記式(II)のR 2 がフェニル基を含む炭素数6〜12のアリール基である共重合体である請求項1〜3の何れか1項記載の硬表面処理剤組成物。
  5. 前記(a)が、前記式(I)のR 1 のAが-NR 3 -、R 3 が-H、Bが-C 3 6 -、Xが-NR 4 5 であり、R 4 、R 5 はともに-CH 3 あるいは-CH 2 CH 3 であり、且つ前記式(II)においてR 2 がフェニル基を含む炭素数6〜12のアリール基である共重合体であって、(イ)前記式(I)及び前記式(II)の構成重合単位の組成比(I)/(II)が2/1〜1/3(モル基準)である、(ロ)重量平均分子量が1万〜200万である、の少なくとも一方を満たす共重合体である請求項1〜3の何れか1項記載の硬表面処理剤組成物。
  6. 請求項1〜5の何れか1項記載の硬表面処理剤組成物で、水まわり設備の硬表面を処理すること、次いで該硬質表面を水ですすぐことを行う、硬表面の処理方法。
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