JP4574552B2 - 界面活性剤組成物及び洗浄剤組成物 - Google Patents
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Description
<1> アルキル炭素鎖長が6〜19であるアルキルベンゼンスルホン酸塩及びアルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩を少なくとも含む界面活性剤組成物を含有し、前記アルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の含有量が、前記界面活性剤組成物中の界面活性剤の全量に対し20質量%以上であることを特徴とする自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
<2> ノニオン性界面活性剤及びアルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩を少なくとも含む界面活性剤組成物を含有し、前記アルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の含有量が、前記界面活性剤組成物中の界面活性剤の全量に対し20質量%以上であることを特徴とする自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
<3> アルキルベンゼンスルホン酸塩が、アルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩である前記<1>から<2>のいずれかに記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
<4> 界面活性剤組成物が、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤から選択される少なくとも1種を含む前記<1>に記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
<5> 界面活性剤組成物が、アニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤から選択される少なくとも1種を含む前記<2>に記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
<6> アルカリ金属塩を更に含有する前記<1>から<5>のいずれかに記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
<7> 界面活性剤組成物の含有量が1質量%〜12質量%である前記<1>から<6>のいずれかに記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
<8> アルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の含有量が、前記界面活性剤組成物中の界面活性剤の全量に対し40質量%以上である前記<1>から<7>のいずれかに記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物である。
本発明の界面活性剤組成物は、アルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩を少なくとも含み、必要に応じて、他の界面活性剤、その他の成分を含む。
具体的には、(1)エチレン重合によって得られる直鎖状α−オレフィン、(2)エチレン重合によって得られる直鎖状α−オレフィンを酸触媒等の存在化で異性化して得られる内部オレフィン、(3)ビニリデン型オレフィン、又は(4)塩素化パラフィンとベンゼンとをAlCl3又はHF触媒等の存在下で、いわゆるフリーデル・クラフツ反応させて製造したアルキルベンゼンを、無水硫酸、発煙硫酸、又はクロルスルホン酸でスルホン化し、副生したスルホン酸無水物を微量の水を添加して加水分解し、アルカリ液で中和することによりアルキルベンゼンスルホン酸塩を製造することができる。ここで、アルキルベンゼンスルホン酸を水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液で中和する際、塩析やゲル化の作用により、中和反応が著しく遅くなる場合には、エタノール等の低級アルコールを適量加えることにより、前記中和反応を促進することができる。
前記他の界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。
前記アニオン性界面活性剤は、生分解性の観点から、アルキル炭素鎖が直鎖状であることが好ましい。また、塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用して使用してもよい。
前記その他の成分としては、芒硝分、前記スルホン化の際にスルホン化されなかった少量のアルキルベンゼン、副生したスルホン、加水分解されなかったスルホン酸無水物などが含まれていてもよい。
本発明の洗浄剤組成物は、本発明の前記界面活性剤組成物を含み、アルカリ金属塩、更に必要に応じてその他の成分を含む。
ここで、前記洗浄剤組成物が自動食器洗浄機における洗浄剤として用いられる場合には、前記洗浄剤組成物における前記界面活性剤組成物の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができるが、0.1〜15質量%が好ましく、1〜12質量%がより好ましい。前記含有量が、0.1質量%未満であると、洗浄性能が充分ではないことがあり、15質量%を超えると、洗浄性能の向上に変化がなく経済的なメリットがみられないことがある。
本発明の洗浄剤組成物は、攪拌式(水槽式)洗濯機、及びドラム式洗濯機のいずれにも好適に用いられる。
このように、洗浄剤組成物におけるpHを調整する目的で、アルカリ金属塩を添加するのが好ましい。前記アルカリ金属塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムなどが挙げられる。
前記無機ビルダーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定することができ、例えば、洗浄剤組成物のpHの調整に使用可能な炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、結晶性層状珪酸ナトリウム、非結晶性層状珪酸ナトリウムなどのアルカリ性塩;硫酸ナトリウム等の中性塩;オルソリン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、メタリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、フィチン酸塩等のリン酸塩;下記一般式(1)で表される結晶性アルミノ珪酸塩、下記一般式(2)で表される無定形アルミノ珪酸塩、下記一般式(3)で表される無定形アルミノ珪酸塩、等が挙げられる。
一般式(1)
x1、y1、及びw1で表される各成分のモル数は、x1としては0.7〜1.5の数が好ましい。y1としては0.8〜6の数が好ましい。w1としては任意の正の数が好ましい。
一般式(2)
また、x2、y2、及びw2で表される各成分のモル数は、x2としては0.7〜1.2の数が好ましい。y2としては1.6〜2.8の数が好ましい。w2としては0又は任意の正の数が好ましい。
一般式(3)
また、x3、y3、z3、及びw3で表される各成分のモル数は、x3としては0.2〜1.1の数が好ましい。y3としては0.2〜4.0の数が好ましい。z3としては0.001〜0.8が好ましい。w3としては0又は任意の正の数が好ましい。
前記流動性向上剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粉体流動性向上剤が好ましく、例えば、芒硝、無水珪酸、ゼオライト、酸化チタン等が挙げられる。
前記色素については、通常洗浄剤に用いられる化合物を適宜選択して用いることができる。
−アルキル炭素鎖長が10であるアルキルベンゼンの調製−
マグネット式撹拌器、温度計、環流冷却器、300mL滴下ロートを付した1L−四つ口フラスコに、ベンゼン390.5g(5mol)と無水AlCl313.3g(0.1mol)とを入れ、攪拌を開始した。これを氷水浴に浸け冷却し、ベンゼンの温度が約5℃になったところで1−デセンの滴下を開始した。オレフィンの滴下速度の調節と氷水浴への氷の追加により10℃以下を保つように操作した。約1時間要して、所定量の1−デセン(140g;1mol)の滴下を終了した。
氷水浴を外し、20〜25℃を最高温度として室温で熟成を約20時間行った。この間、還流冷却器には冷却水を流した。この反応混合物を、氷水を入れた1Lビーカーに注ぎ入れて撹拌し、触媒を分解した。pHがほぼ中性になるまで重炭酸ソーダの粉末を添加した後、ろ過して1L分液ロートに移した。下層を棄て、残った油層に重炭酸ソーダ0.5質量%水溶液を入れ攪拌・洗浄・静置した。下層が酸性を示さなくなるまでこの操作を繰り返した。
次に残った油層にイオン交換水を添加し、水洗を行った。下層の水層が中性になるまでこの水洗を繰り返した。その後、油層のみを分液ロート内に残し、常法通り無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過を行って、ろ液を1Lナスフラスコに移した。
85〜90℃、5mmHg(abs.)でトッピングし、ベンゼンを留去した。得られた褐色透明液体は176.1gであった(収率80.7%)。重クロロホルムを溶媒として1H−NMRをとった結果、アルキル鎖内部の炭素にフェニル基の付いた第二級型(sec−type)のアルキルベンゼンであること、また、ジアルキルベンゼン、ベンゼン、及び未反応オレフィンは含まれていないことが確認できた。なお、得られたアルキルベンゼンのアルキル炭素鎖長は10であった。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が10であるアルキルベンゼンを「C10−LAB」と略すことがある。
スターラを入れた三角フラスコに、前記C10−LABを50g秤採り、氷水浴に浸け冷却下攪拌した。この状態で20質量%発煙硫酸を滴下しはじめ、約1時間要して所定量(42.6g;見掛け2倍mol対C10−LAB)を滴下した。その後、氷水浴を外し、室温(約20℃)まで温度を上げ熟成した。熟成1時間の後、副生している可能性のあるスルホン酸無水物を加水分解する目的で、イオン交換水1g(生成スルホン酸量(計算値)に対し、1.5質量%)を添加し30分以上攪拌を続けた。
水酸化ナトリウム5質量%水溶液500gを入れた1Lビーカを攪拌しながら、これに上記スルホン化反応混合物を注ぎ入れ中和した。最終的に5質量%NaOH水溶液、希硫酸でpH7.7に調整した。これにエタノール500mLを加えてろ過し、ろ液を1L分液ロート2個に分け入れた。含まれている可能性がある油分を除去する目的で、ヘキサン抽出を2回行った。下層の水分を、エタノール共沸脱水により大部分留去した。残ったスラリーにエタノールを、エタノール/スラリー中の水≒9/1(容量比)になるように添加し、析出した無機塩(硫酸ナトリウム)と思われる沈殿をろ過により除去した。ろ液を真空下乾燥し、アルキル鎖の炭素数が10個のアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩52.3g(収率71.3%)を得た。重水を溶媒として1H−NMRをとった結果、アルキル鎖とスルホン酸基の関係はパラ位のもののみであった。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が10であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を「C10−LASNa」と略すことがある。
−アルキル炭素鎖長が8であるアルキルベンゼン、及びアルキルベンゼンスルホン酸塩の調製−
製造例1において、1−デセンを1−オクテンに代えた以外は、製造例1と同様にして、アルキル炭素鎖長が8のアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を調製した。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が8であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を「C8−LASNa」と略すことがある。
−アルキル炭素鎖長が10〜14であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の調製−
製造例1において、「C10−LAB」の代わりに表1の組成からなるアルキル鎖を有するアルキルベンゼンを使った以外は、製造例1と同様にして、アルキル鎖の炭素長が表1の組成からなるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を調製した。なお、アルキルベンゼンスルホン酸を5質量%NaOH水溶液で中和する際に、スルホン酸が塩析し、反応の進行が遅かったので、エタノールを適当量(約500mL)添加して中和した。このエタノール量を考慮し、製造例1のエタノール添加時期及び量は適宜変更した。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が10〜14であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を「C10〜14−LASNa」と略すことがある。
−アルキル炭素鎖長が15〜18であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の調製−
製造例1において、1−デセンの代わりに表2の組成からなる直鎖内部オレフィンを用いた以外は、製造例1と同様にして、アルキル炭素鎖長が表2の組成からなるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を調製した。なお、アルキルベンゼンスルホン酸を5質量%NaOH水溶液で中和する際に、スルホン酸が塩析し、反応の進行が遅かったので、エタノールを適当量(約500mL)添加して中和した。このエタノール量を考慮し、製造例1のエタノール添加時期及び量は適宜変更した。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が15〜18であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を「C15〜18−LASNa」と略すことがある。
−アルキル炭素鎖長が20〜24であるアルキルベンゼンの調製−
製造例1のアルキル炭素鎖長が10のアルキルベンゼンの調製において、1−デセンの代わりに表3の組成からなる直鎖α−オレフィンを用いた以外は、製造例1と同様にして、表3の組成からなるアルキルベンゼンを調製した。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が20〜24であるアルキルベンゼンを「C20〜24−LAB」と略すことがある。
スターラを入れた三角フラスコに、前記C20〜24−LAB50gを秤採り、約30℃の加温条件下で攪拌を行った。次いで、攪拌を行いながら前記C20〜24−LABに20質量%発煙硫酸を滴下し、約1時間をかけて所定量24.8g(見掛け2倍mol対C20〜24−LAB)を滴下した。次いで、50℃まで温度を上げ熟成した。該熟成を1時間かけて行った後、副生している可能性のあるスルホン酸無水物を加水分解する目的で、イオン交換水0.9g(生成スルホン酸量(計算値)に対し、1.5質量%)を添加し、30分間以上攪拌して、スルホン化反応混合物を得た。
次いで、該中和溶液にエタノール900mL及び水600mLを加え、30℃に加温して析出した無機塩(硫酸ナトリウム)と思われる沈殿をろ過により除去した。得られたろ液をエタノール共沸脱水及び真空下で乾燥し、アルキル炭素鎖長が表3の組成からなるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩38.8gを得た(収率61.0%)。その後、重クロロホルムを溶媒として1H−NMRスペクトルを測定した結果、未反応のC20〜24のアルキルベンゼンは検出されず、また、ベンゼン環に結合するアルキル鎖とスルホン酸基との関係はパラ位の関係にあるもののみであった。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が20〜24であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を「C20〜24−LASNa」と略すことがある。
−アルキル炭素鎖長が6であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の調製−
製造例1において、1−デセンの代わりに1−ヘキセンに代えた以外は製造例1と同様にして、アルキル炭素鎖長が6であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を調製した。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が6であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を「C6−LASNa」と略すことがある。
−アルキル炭素鎖長が26〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の調製−
製造例5において、表3の組成からなる直鎖α−オレフィンを、表4の組成からなる直鎖α−オレフィンに代え、加温温度を30℃から40℃に代え、熟成温度を50℃から60℃に代え、熟成時間を1時間から2時間に代えた以外は、製造例5と同様にして、表4の組成からなるアルキルベンゼンを得た。これを製造例5と同様にして、アルキル炭素鎖長が表4の組成からなるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩36.0gを調製した。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が26〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を「C26〜30−LASNa」と略すことがある。
−アルキル炭素鎖長が12であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の調製−
製造例1において、「1−デセン」の代わりに「1−ドデセン」を用いた以外は、製造例1と同様にして、アルキル鎖の炭素長が12であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を調製した。以下、このようにして得られたアルキル炭素鎖長が12であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を、「C12−LASNa」と略すことがある。
(実施例1〜14)
表6に示す界面活性剤の入っていない自動食器洗浄用洗浄剤ベース組成物に、表7に示す界面活性剤を、配合量が表7に示す量を添加し、実施例1〜14の洗浄剤組成物を調製した。
前記自動食器洗浄機を用いてタッパーのみの洗浄を行い、以下の基準に従い、泡立ち評価を行った。
〔評価基準〕
○・・・運転中、回転アームに全く支障の無い泡立ち
△・・・運転中、回転アームにやや支障のある泡立ち
×・・・運転中、回転アームに支障のある泡立ち
前記自動食器洗浄機を用いてタッパー及び混合油(牛脂/バター/ラード/サラダ油=3/3/3/1)4gを塗った直径25cmの陶器皿を同時に洗浄し、以下の基準に従い、泡立ち評価を行った。
〔評価基準〕
○・・・運転中、回転アームに全く支障の無い泡立ち
△・・・運転中、回転アームにやや支障のある泡立ち
×・・・運転中、回転アームに支障のある泡立ち
前記自動食器洗浄機を用いてタッパー及び混合油(牛脂/バター/ラード/サラダ油=3/3/3/1)4gを塗った直径25cmの陶器皿を同時に洗浄し、以下の基準に従い、タッパーへの再汚染性の評価を行った。
〔評価基準〕
○・・・タッパー内外面とも汚れ付着なし
△・・・タッパー内外面に一部汚れ付着あり
×・・・タッパー内外面に汚れ付着あり
洗浄剤組成物を一切使わないで、即ち水、温水のみで洗浄実験を行った。評価結果を表8に示す。
表6に記載の自動食器洗浄機用洗浄剤ベース組成物のみを、実施例1に記載の量加え、実施例1と同様にして洗浄実験を行った。評価結果を表8に示す。
表6に記載の自動食器洗浄機用洗浄剤ベース組成物に、表8に示す各種界面活性剤を、表8に記載の量加え、実施例1と同様にして洗浄実験を行った。評価結果を表8に示す。
表6に記載の自動食器洗浄機用洗浄剤ベース組成物に、表9に示す各種界面活性剤を、表9記載の量加え、実施例1と同様にして洗浄実験を行った。評価結果を表9に示す。
表6に記載の自動食器洗浄機用洗浄剤ベース組成物に、表10に示す各種界面活性剤を、表10に記載の量加え、実施例1と同様にして洗浄実験を行った。評価結果を表10に示す。
表6に記載の自動食器洗浄機用洗浄剤ベース組成物に、表11に示す各種界面活性剤を表11記載の量加え、洗浄実験を行った。評価結果を表11に示す。表11に記載のノニオン界面活性剤は、下記の構成を有する(添加量は配合組成として記載)。
得られた前記洗浄剤組成物0.45gを、15℃、3°DH(ドイツ硬度)に調整した水900mLに添加して洗浄液を調製した。この洗浄液に試験布として湿式人工汚垢布(日本資材社製)10枚と、メリヤス布とを浴比が30倍になるように重量を調整したものを投入し、これを洗濯機(U.S.Testing社製、Tergotometer)を用いて回転数120rpmで10分間洗浄した後、1分間の流水すすぎを行い、脱水し、乾燥させた。
洗浄前後の試験布について、K/S値を算出し、これを用いて洗浄力を算出した。K/S値は、色差計(Σ−90、日本電色社製)を用いて測定した試験布の反射率Rを用い、下記式(1)により算出した。
(1−R)2/2R
式(1)
洗浄力は、前記K/S値を用い、下記Kubelka Munkの式(式(2))により算出した。
こうして算出した洗浄力を、比較例8の結果を100とした指数として表14に示す。
前記洗浄試験中の、泡立ちの状態を目視で観察し、下記の基準により評価した。結果を表14に示す。
○:泡立ちの高さが5mm以下
△:泡立ちの高さが5〜10mm
×:泡立ちの高さが10mm以上
Claims (5)
- アルキル炭素鎖長が6〜19であるアルキルベンゼンスルホン酸塩及びアルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩を少なくとも含む界面活性剤組成物を含有し、前記アルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の含有量が、前記界面活性剤組成物中の界面活性剤の全量に対し20質量%以上であることを特徴とする自動食器洗浄機用洗浄剤組成物。
- ノニオン性界面活性剤及びアルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩を少なくとも含む界面活性剤組成物を含有し、前記アルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の含有量が、前記界面活性剤組成物中の界面活性剤の全量に対し20質量%以上であることを特徴とする自動食器洗浄機用洗浄剤組成物。
- アルカリ金属塩を更に含有する請求項1から2のいずれかに記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物。
- 界面活性剤組成物の含有量が1質量%〜12質量%である請求項1から3のいずれかに記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物。
- アルキル炭素鎖長が20〜30であるアルキルベンゼンスルホン酸塩の含有量が、前記界面活性剤組成物中の界面活性剤の全量に対し40質量%以上である請求項1から4のいずれかに記載の自動食器洗浄機用洗浄剤組成物。
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