JP5393955B2 - ポリエチレンテレフタレート系高分子化合物を含有する粒子 - Google Patents

Description

本発明は、ポリエチレンテレフタレート系高分子化合物を含有する粒子、及びその製造方法に関する。また、本発明は、当該粒子を含有する粉末洗剤組成物に関する。

エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを基本骨格とする高分子化合物（以下、ＰＯＥＴと表記することもある）は衣類の汚れ付着防止を目的とし、繊維にコーティングすることで、汚れを衣類に付着しにくくさせたり（ＳＧ性能）、汚れを落ちやすくさせる（ＳＲ性能）効果が知られている（例えば特許文献１）。

ＰＯＥＴは一般に、重合度、すなわち粘度が高くなるほど、汚れ付着防止効果が高くなることが知られている。また、繊維への吸着性及びすすぎ時の脱落防止の点から好ましいことも知られている。また、洗剤中のＰＯＥＴの安定性向上のために、ＰＯＥＴ／ポリアクリル酸ナトリウムが２／１〜８／１（重量比）の溶融物を用いる技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
特開２００４−１１５９６９号公報 特開昭６１−８３２９８号公報

しかし、特許文献２は、洗剤中のＰＯＥＴを安定にする技術であり、ＰＯＥＴを含有する粒子の溶解性をより向上できる組成について何ら言及されていない。本発明の課題は、水中で素早く溶解、分散し、ＰＯＥＴを速やかに水中に放出できる粒子を提供することにある。

本発明は、（Ａ）エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを含んで構成される高分子化合物と、（Ｂ）非イオン性水溶性高分子化合物とを、溶融混合して得た混合物を含有する粒子、及び該粒子を含有する粉末洗剤組成物に関する。

また、本発明は、（Ａ）エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを含んで構成される高分子化合物と、（Ｂ）非イオン性水溶性高分子化合物とを、溶融混合する工程を有する、粒子の製造方法に関する。

本発明によれば、速やかに水中に分散溶解し、エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを含んで構成される高分子化合物を、水中に放出できる粒子が得られる。このような粒子を含有する本発明の粉末洗剤組成物においては、エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを含んで構成される高分子化合物を速やかに洗濯液中に放出することで、十分な汚れ放出効果（ＳＲ効果）が得られる。

＜粒子＞
本発明の粒子は、（Ａ）エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを含んで構成される高分子化合物〔以下、（Ａ）成分という〕と、（Ｂ）非イオン性水溶性高分子化合物〔以下、（Ｂ）成分という〕とを、溶融混合して得た混合物を含有する粒子である。

［（Ａ）成分］
（Ａ）成分の重量平均分子量は特に限定しないが、５００〜１０００００のものが好ましく、１０００〜３００００のものがより好ましい。（Ａ）成分の重量平均分子量は、例えば、ゲル浸透型液体クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、アセトニトリルと水の混合溶液（リン酸緩衝液）を展開溶媒とし、ポリエチレングリコールを標準物質として測定することができる。

また、エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位は、ランダム共重合したものでもブロック共重合したものでもよい。エチレンテレフタレート単位（Ａ１）とポリオキシエチレンテレフタレート単位（Ａ２）のモル比は、（Ａ１）／（Ａ２）＝９０／１０〜１０／９０、更に７０／３０〜５０／５０が好ましい。（Ａ）成分の配合量は粒子中に、０．１〜３０質量％が好ましく、０．１〜１０質量％がより好ましい。

なお、（Ａ）成分は、エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位以外のモノマー単位を含んでいても良いが、（Ａ）成分を構成する全モノマー単位中、エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位の合計が８０モル％以上、更に９０モル％以上、特に１００モル％であることが好ましい。

［（Ｂ）成分］
非イオン性水溶性高分子化合物とは、（Ａ）成分を除く、２５℃で水に１質量％以上溶解する高分子であり、その重量平均分子量は１０００〜１０００００、更に２０００〜５００００が好ましい。ここで、（Ｂ）成分の重量平均分子量の測定は、ゲル浸透型液体クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって行い、次の条件を用いた。溶離液及び添加塩類はいずれも液体クロマトグラフィー用のグレードの試薬から調製した。

カラム：東ソー（株）製 Ｇ４０００ＰＷＸＬ＋Ｇ２５００ＰＷＸＬの２本、
溶離液：０．２Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ６．９）／アセトニトリル＝９／１（容量比）、
検出器：示差屈折率計、
温度：４０℃、
標準：ポリエチレングリコール
測定濃度：５ｍｇ／ｍｌ、
注入量：１００μｌ

（Ｂ）成分としては、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリル酸アミド、ポリグリセリン、ポリエーテル変性シリコーン、アルコールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられるが、ＰＥＧ、中でも重量平均分子量３０００〜１００００のＰＥＧが好ましい。（Ｂ）成分の配合量は粒子中に、０．１〜４０質量％が好ましく、１５〜３５質量％がより好ましい。

本発明の粒子は、好ましくは（Ａ）／（Ｂ）＝９９／１〜１／９９の質量比で溶融混合して得た混合物を含むものであり、該質量比は、５０／５０〜５／９５がより好ましく、４０／６０〜１０／９０が更に好ましい。なお、溶融とは、（Ａ）成分及び／又は（Ｂ）成分一部が溶融している場合も含む。

［（Ｃ）成分］
溶解性の観点から粒子中に（Ｃ）成分として、粒子径が３ｍｍ以下の粉体を含有させることが好ましく、１〜２０００μｍがより好ましい。

（Ｃ）成分としては、非晶質シリケート、二酸化珪素、珪酸塩、アルミノ珪酸塩、糖、多糖類、食塩、ベントナイトなどが挙げられる。このうち、二酸化珪素、非晶質シリケート、珪酸カルシウムがより好ましい。また、糖、多糖類の具体例としては、セルロースや澱粉、及びその誘導体などが挙げられる。このうち、デキストリンが好ましく、吸油能の観点から比容積が５〜１０ｍ²／ｇであるものがさらに好ましく、高温での安定性の観点から、このガラス転移温度が２００℃以上であるものが特に好ましい。（Ｃ）成分の配合量は粒子中に、１０〜４０質量％が好ましく、１５〜３５質量％がより好ましい。これらの成分は単体で用いてもよいが、複数組み合わせてもよい。

［その他の成分］
上記記載の（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）成分の他に、ジメチルシリコーンやこれを減粘させる非水溶性ポリエーテル変性シリコーン、また乳化剤としては、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤を配合することが可能である。これらのうち、例えば高分子量の非イオン界面活性剤等（Ｂ）成分の定義にあてはまるものは、（Ｂ）成分として取り扱う。

［粒子の製造方法］
本発明の粒子の製造方法は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを溶融混合する工程を有する。

本発明で溶融混合とは、（Ａ）成分と（Ｂ）成分をいずれかが溶融する温度で機械的な混合を行うことをいう。溶融状態は（Ａ）成分又は（Ｂ）成分いずれかの成分が一部溶融している状態から両者が全部溶融した状態までを含むものである。好ましくは両者が一部以上溶融していることであり、全部溶融していることがより好ましい。混合条件は特に限定されるものではない。例えば、より均一に混合される方が好ましいいが、（Ａ）成分や（Ｂ）成分が海島構造をとっても構わない。又、（Ａ）成分や（Ｂ）成分以外の成分については溶融の有無や分散の有無には拘らない。また、（Ａ）成分または（Ｂ）成分の融点が高い方より、更に約２０℃高温で溶融混合することが好ましい。

（Ａ）成分と（Ｂ）成分の溶融混練は（Ｃ）成分と共に行うことが好ましい。また、（Ａ）成分、（Ｂ）成分を溶融混合して得られた混合物を、必要に応じて（Ｃ）成分等、その他の成分と共に造粒することもできる。いずれの場合も、造粒物を経て最終粒子とされることが好ましい。造粒法としては、押出造粒、転動造粒、圧密造粒などが挙げられる。

（Ａ）成分、（Ｂ）成分を含有する本発明の粒子は、押出造粒により圧密化することで製造することが好ましい。押出造粒して圧密化する製造方法を用いることで、該粒子中の（Ａ）成分が細分化するため、洗濯中で素早く分散し衣類にコーティングすることで性能を発揮するという利点がある。

押出造粒する場合、ヘンシェルミキサー、ハイスピードミキサー、ナウターミキサー等の混合機を用いて、予め各成分を充分に前混合し、次いで、得られた混合物を、不二パウダル社製「ペレッターダブル」、不二パウダル社製「ツインドームグラン」等の周知の押出機によって押出造粒して圧密化することで得ることができる。また、ホソカワミクロン社製「エクストルードオーミックス」のような混練押出装置も使用でき、この場合には前述の前混合が省略できる。

押出造粒を経て得られる本発明の粒子の短軸粒子径としては、好ましくは０．３〜２．５ｍｍ、より好ましくは０．５〜２．０ｍｍ、更に好ましくは０．７〜１．０ｍｍ程度である。又、その形状は、円筒形もしくはヌードル状造粒物等の形状にて押出すことができる。

本発明の粒子を製造するにあたっては、既知の方法及び装置で粉砕又は整粒を行なってもよい。粉砕又は整粒する際に使用される機器は、特に限定されず、公知の粉砕機（あるいは破砕機）を用いることができる。例えば、ハイスピードミキサー（深江工業（株）製）、マルメライザー、フィッツミル（（株）ダルトン製）、パワーミル（パウレック（株）製）、コーミル（Ｑｕａｄｒｏ社製）等が挙げられるが、保存安定性に影響する微粉発生量と生産性の観点から、ナイフカッターによるパワーミルやインペラー及びスクリーンに粒子を押し付けて粉砕するコーミルといった粉砕機を用いるのが好ましい。

パワーミルとしては、例えば特開平５−９６１９５号公報等に開示されている装置が挙げられる。この装置は、カッター羽根と円筒形のスクリーンを持つ機器であり、パワーミル入口に投入された粒子はパワーミル内を自由落下し、この自然落下中にカッター羽根に配設された粉砕刃により粉砕及び整粒される。

コーミルとしては、例えば、米国特許第４７５９５０７号明細書に開示されている装置が挙げられる。この装置は、インペラーとスクリーンを持つ機器であり、コーミル入口に投入された粒子は回転するインペラーによっておこされた遠心力でスクリーンに押し付けられる。小さな粒子は、瞬時にまた円錐型のために生じた渦巻流に乗って上昇した粒子はインペラーで粉砕及び整粒される。

粉砕の程度は、得られた粒子について、例えば、特開２００３−１３０７８５号公報に記載されている様な画像解析法等によって、その長軸粒子径及び短軸粒子径を評価しつつ決定する。粉砕条件が決定すれば、同一の押出造粒物については、再現よく所望の形状の粒子を製造することができる。

［粉末洗剤組成物］
本発明の粒子は、一般的な粉末洗剤、特に繊維製品用の粉末洗剤組成物に配合することが可能である。洗浄性能、ＳＲ性能の観点から、該粒子の粉末洗剤組成物中の配合量は１〜３０質量％が好ましく、１〜１０質量％がより好ましい。

［シリコーンを含有した仕上剤との併用］
一般的な洗剤とシリコーンを含有した仕上剤を併用した場合より、本発明の洗浄剤組成物とシリコーンを含有した仕上剤を併用した方が、ＰＯＥＴの効果により衣類の吸水感がよくなる傾向が認められる。

以下に実施例、参考例、比較例で用いた成分を示す。
・Ａ−１：エチレンテレフタレート単位／ポリオキシエチレンテレフタレート単位＝７３／２７（モル比）の重量平均分子量１２０００のＰＯＥＴ系高分子化合物
・Ａ−２：エチレンテレフタレート単位／ポリオキシエチレンテレフタレート単位＝５２／４８（モル比）の重量平均分子量２７００のＰＯＥＴ系高分子化合物
・Ａ−３：エチレンテレフタレート単位／ポリオキシエチレンテレフタレート単位＝５６／４４（モル比）の重量平均分子量２００００のＰＯＥＴ系高分子化合物、Ｒｈｏｄｉａ社製「ＳＲＰ−６」、一分子あたりの平均エチレンオキサイド付加モル数５０
・Ｂ−１：ポリエチレングリコール、重量平均分子量８０００
・Ｂ−２：ポリエチレングリコール、重量平均分子量４０００
・Ｂ−３：ポリエーテル変性シリコーン（東レダウコーニング社（株）製「Ｙ−７００６」）
・Ｂ−４：ポリエチレングリコール（「ＫＰＥＧ６０００ＬＡ」花王（株）製）
・Ｃ−１：トクシールＮＲ（（株）トクヤマ製）、平均凝集粒子径１３０μｍ

また、以下に実施例、参考例、比較例で行った溶解性、ＳＲ性能の評価方法を示す。
〔１〕粒子の溶解性の評価方法
粒子を０．２ｇ量り、１Ｌビーカーに２０℃の水道水を準備し、３５ｍｍのスターラーピースで８００ｒｐｍで５分間撹拌し、ＳＵＳ３１６綾４００メッシュにてろ過する。それを１０５℃、３０分間乾燥させ、溶け残りの質量を測定し、以下の計算式により溶解性（％）を算出した。
溶解性（％）＝１００−（乾燥後質量−乾燥前質量）／０．２×１００

〔２〕ＳＲ性能の評価方法
（２−１）化繊の前処理
実施例、参考例又は比較例で得た洗剤を標準濃度（０．８質量％）で、化繊（ポリエステルタフタ、６ｃｍ×６ｃｍを５枚）を前処理し一晩乾燥させる。前処理は、ターゴトメーター（Ｕｅｓｈｉｍａ製）を用い、水道水、水量５００ｍｌ、水温２０℃、回転数８０ｒｐｍ、洗浄５分、ためすすぎ３分を２回、脱水１分（洗濯機脱水槽）、浴中の布量２５ｇ（質量調整のための木綿布も用いる）、浴中の布比率は木綿布／ポリエステルタフタ＝８／２（質量比）の条件で行った。

（２−２）汚染布の作製方法
前処理を施した化繊に、予め作製したモデル皮脂汚れ（組成がオレイン酸４５質量％、トリオレイン酸４０質量％、スクワレン１５質量％で、オレンジオイルで着色したもの）を、１枚あたり３０μｌ塗布し遮光しながら一晩放置乾燥した。

（２−３）洗浄方法
ターゴトメーターに１Ｌの２０℃の水道水を準備し、そこに実施例、参考例又は比較例で得た洗剤を０．８質量％濃度になるよう投入し、汚染布５枚を入れ、回転数８０ｒｐｍ、洗浄１０分、ためすすぎ３分、脱水１分（洗濯機脱水槽）し、暗所で一晩放置乾燥した。

（２−４）ＳＲ性能の計算方法
ＳＲ性能は汚れ残留量に基づく洗浄率により評価した。分光式色彩計（日本電色工業（株）ＳＥ−２０００）を用いて、汚染布の洗浄前と洗浄後の反射率を量り、下記の計算式にあてはめ、洗浄率として計算する。なお、原布とはモデル皮脂汚れを塗布する前の状態のものである。
洗浄率（％）＝〔（洗浄後の汚染布の反射率−洗浄前の汚染布の反射率）／（原布の反射率−洗浄前の汚染布の反射率）〕×１００

実施例１
予め８０℃で溶融させたＡ−１を２０質量％（粒子組成における量、以下の実施例等でも同様）と、予め８０℃で溶融させたＢ−１を８０質量％、ビーカーで８０℃で溶融混合したのち常温に戻し、固まった溶融混合物を粉砕し粒子を得た。この粒子を洗剤（洗剤組成：アニオン界面活性剤１２質量部、ノニオン界面活性剤１０質量部、ＰＥＧ１質量部、石鹸１質量部、ゼオライト２８質量部、ソーダ灰２１質量部、芒硝１２質量部、亜硫酸Ｎａ ０．５質量部、ＮａＣｌ ４質量部、オリゴマーＤ ６質量部、結晶性シリケート２質量部、蛍光増白剤０．２質量部、酵素０．８質量部、水分１．５質量部）１００質量部に対し、１質量部配合した。この粒子の溶解性は９５％であり、ＳＲ性能（洗浄率）は洗剤のみが４５％、粒子配合洗剤が６０％である。

参考例２
Ａ−１の比率を８０質量％、Ｂ−１の比率を２０質量％とした以外は実施例１と同様にして粒子を得た。この粒子を実施例１で用いた洗剤１００質量部に対し、１質量部配合した。実施例１と同様にこの粒子の溶解性、洗剤のＳＲ性能を評価したところ、溶解性は７５％であり、ＳＲ性能（洗浄率）は５０％であった。

実施例３
Ａ−１を１４質量％とＢ−１を５６質量％、８０℃で溶融混合したのち、Ｃ−１を３０質量％と共に造粒し粒子を得た。この粒子を実施例１で用いた洗剤１００質量部に対し、１．４質量部配合した。実施例１と同様にこの粒子の溶解性、洗剤のＳＲ性能を評価したところ、溶解性は９８％であり、ＳＲ性能（洗浄率）は６５％であった。

比較例１
Ａ−１を８０質量％とポリアクリル酸ナトリウム（平均分子量２０００）を２０質量％、約８２℃で溶融混合したのち常温に戻し、固まった溶融混合物を粉砕し粒子を得た。この粒子を実施例１で用いた洗剤１００質量部に対し、１質量部配合した。実施例１と同様にこの粒子の溶解性、洗剤のＳＲ性能を評価したところ、溶解性は７０％であり、ＳＲ性能（洗浄率）は５０％であった。

実施例４
Ｃ−１を５０質量％ナウターミキサーに仕込み、ジャケット温度を７５℃にして混合して昇温した。次に、粉体の温度が６０℃になった時点で予め溶融混合させたＡ−２を１０質量％と、Ｂ−２を４０質量％添加し粒子を得た。この粒子を実施例１で用いた洗剤１００質量部に対し、２質量部配合した。実施例１と同様にこの粒子の溶解性、洗剤のＳＲ性能を評価したところ、溶解性は９８％であり、ＳＲ性能（洗浄率）は５８％であった。

実施例５
ジメチルシリコーン（信越化学工業（株）製「ＫＦ９６−３万ｃｓ」、粘度（２５℃）３００００ｍｍ²／ｓ）を３０．８質量％、Ｂ−３を０．５質量％、ノニオン界面活性剤（花王（株）製「エマルゲン１０６」を８．７質量％、これらを予め混合したシリコーン混合液と、Ｃ−１を２７質量％とをナウターミキサー（ホソカワミクロン（株））製）に仕込み、ジャケット温度を７５℃にして混合して昇温した。次に、混合物の温度が６０℃になった時点で予め溶融させたＡ−３を６．２質量％と、Ｂ−４を２６．８質量％添加し、さらに混合してから混合物を抜き出した。次に得られた混合物を押出し造粒機（「ペレッターダブルＥＤＸ−６０型」、不二パウダル（株）製）により孔径０．７ｍｍのスクリーンを通して押出し、圧密化した。さらに押出し造粒物を冷却した後、整粒機（パワーミルで１回粉砕）で粉砕し、篩にかけて粒径が３５５μｍ以下の粒子を除くことで粒子を得た。この粒子を実施例１で用いた洗剤１００質量部に対し、３質量部配合した。実施例１と同様にこの粒子の溶解性、洗剤のＳＲ性能を評価したところ、溶解性は９５％であり、ＳＲ性能（洗浄率）は６０％であった。

実施例６
実施例５で得られた洗剤について以下の評価を行った。
（前処理）
新しい市販の木綿タオル（綿１００％）に付着している油等を除去するため、ミニ洗濯機〔松下電器産業（株）製、品番：Ｎ−ＢＫ２〕を用い、花王（株）アタック３．５ｇにて、水温２０℃、水５Ｌで７分洗浄後、遠心脱水、水５Ｌで３分ためすすぎ、遠心脱水、３分ためすすぎ、遠心脱水をした。この工程を５回繰り返し処理した。

（洗浄条件及び評価方法）
２０℃の水５Ｌに実施例５で得られた洗剤（洗剤Ａという）５．０ｇ及び処理した木綿タオル０．３ｋｇ（７０ｃｍ×３０ｃｍで４枚）を投入し、７分間洗浄した。遠心脱水後、水５Ｌで３分間ためすすぎ、遠心脱水、水５Ｌでシリコーンを含有する繊維処理剤組成物（特開２００６−１６１１８８号公報の実施例１の組成物）１．５ｇで３分間ためすすぎし、遠心脱水した。この工程を２０回繰り返し風乾した。同様の操作を、実施例５で洗剤に配合した粒子においてＡ−３に代えて芒硝を用いて得た粒子を配合した洗剤を用いて行った。

この洗浄条件により処理した木綿タオルの吸水感を比較したところ、洗剤Ａとシリコーンを含有する繊維処理剤組成物とを組み合わせた方が、より良好な吸水感が得られた。

Claims (9)

1. （Ａ）エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを含んで構成される高分子化合物と、（Ｂ）重量平均分子量２０００〜５００００の非イオン性水溶性高分子化合物とを、溶融混合して得た混合物を含有する粉末洗剤用粒子であって、
   （Ａ）を６．２〜３０質量％含有し、
   （Ａ）／（Ｂ）の質量比が４０／６０〜１０／９０である、
   粉末洗剤用粒子。
2. 更に（Ｃ）粒子径が３ｍｍ以下の粉体を１〜８０質量％含有する請求項１記載の粉末洗剤用粒子。
3. （Ｂ）として、重量平均分子量３０００〜１００００のポリエチレングリコールを含有する請求項１又は２記載の粉末洗剤用粒子。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の粉末洗剤用粒子を含有する粉末洗剤組成物。
5. 繊維製品用である請求項４記載の粉末洗剤組成物。
6. （Ａ）エチレンテレフタレート単位とポリオキシエチレンテレフタレート単位とを含んで構成される高分子化合物と、（Ｂ）重量平均分子量２０００〜５００００の非イオン性水溶性高分子化合物とを、（Ａ）／（Ｂ）＝４０／６０〜１０／９０の質量比で溶融混合する工程を有する、粉末洗剤用粒子の製造方法であって、
   （Ａ）の配合量が前記粉末洗剤用粒子中、６．２〜３０質量％である、
   粉末洗剤用粒子の製造方法。
7. 溶融混合により得られた混合物を（Ｃ）平均粒子径が３ｍｍ以下の粉体１〜８０質量％（最終粒子組成における比率）と共に造粒する工程を有する、請求項６記載の粉末洗剤用粒子の製造方法。
8. 前記（Ａ）高分子化合物と前記（Ｂ）非イオン性水溶性高分子化合物との溶融混練を、（Ｃ）平均粒子径が３ｍｍ以下の粉体１〜８０質量％（最終粒子組成における比率）と共に行う、請求項６記載の粒子の粉末洗剤用製造方法。
9. 溶融混合により得られた混合物を造粒する工程を有する、請求項６又は８記載の粉末洗剤用粒子の製造方法。