JP5527974B2 - グルタミン酸−n,n−二酢酸及びその塩を基礎とする混合粉末又は混合顆粒 - Google Patents

グルタミン酸−n,n−二酢酸及びその塩を基礎とする混合粉末又は混合顆粒 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、グルタミン酸−N,N−二酢酸及びその塩を基礎とする混合粉末又は混合顆粒に関する。
洗剤、殊に織物用洗剤又は清浄剤、殊に食器用清浄剤の製造のために、固体又は液状の配合物が選択されてよい。固体の配合物は、例えば粉末又は顆粒として存在することができる。個々の粉末状又は顆粒状の洗剤成分又は成分混合物の製造は、成分の種類に応じて困難であるか又は不可能である。粉末又は顆粒は、この製造の場合、薬剤の混合の場合及び薬剤の貯蔵の場合にケークになってはならないし、粉末又は顆粒の散乱能又は流動性を損ねてはならない。
洗剤中の固体の形でのキレート形成剤の使用は、公知である。WO 95/29216は、金属イオン−キレート錯体及び陰イオン官能化ポリマーを含有する粉末状洗剤組成物に関する。洗剤粉末は、キレート形成剤とマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛及びアルミニウムから選択された金属イオンとからなる錯体ならびに殊にカルボキシル基を有するポリマーを含有する。粉末は、噴霧乾燥によって製造される。この場合、キレート形成剤は、多数の化合物から選択されていてよいが、しかし、グルタミン酸−N,N−二酢酸及びその塩は、述べられていない。使用可能なポリマーは、脂肪族カルボン酸のホモポリマー及びコポリマーの水溶性塩を含有するポリカルボキシレートが記載されている。
また、欧州特許出願公開第0618289号明細書は、キレート及びポリマーを含有する高活性の顆粒状洗剤組成物に関する。この組成物は、陰イオン界面活性剤、キレート形成剤及びポリマー又はコポリマーを有する。また、キレート形成剤は、数多くの化合物から選択されていてよい。しかし、グルタミン酸−N,N−二酢酸及びその塩は、記載されていない。ポリマーの中で、殊にポリカルボキシレート、例えばポリアクリレートが記載される。
本発明の課題は、グルタミン酸−N,N−二酢酸又はその塩を含有する混合粉末又は混合顆粒を固体の洗剤及び清浄剤への使用に提供することである。この場合、殊に粉末又は顆粒の堆積能及び流動性は、そのまま維持されている。
この課題は、本発明によれば、
(a)一般式(I)
MOOC−(CH22−C(COOM)−N(CH2COOM)2 (I)
〔式中、Mは、H、NH4、アルカリ金属を表わす〕で示されるグルタミン酸−N,N−二酢酸及び/又は1種以上のその塩5〜95質量%
(b)少なくとも1つのポリエチレングリコール又は少なくとも1つの非イオン界面活性剤又はその混合物、又はポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアルキレングリコール及びその誘導体からなる群から選択されたポリマー5〜95質量%からなる混合物少なくとも80質量%を含有する混合粉末又は混合顆粒によって解決される。
残留する量含分は、他の助剤、例えば常用の洗剤添加剤又は充填剤を不用とすることができる。特に、前記混合物は、本質的に、特に有利に成分(a)と(b)とだけから成る。
1つの実施態様において、前記混合物は、少なくとも1つのポリエチレングリコール又は少なくとも1つの非イオン界面活性剤又はその混合物5〜95質量%を成分(b)として含有する。
本発明によれば、グルタミン酸−N,N−二酢酸のアルカリ金属塩と少なくとも1つのポリエチレングリコール又は少なくとも1つの非イオン界面活性剤又はその混合物、又はポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアルキレングリコール及びその誘導体からなる群から選択されたポリマーの組合せ物は、僅かな吸湿性及び良好な貯蔵挙動を有し、ひいては固体の洗剤中及び清浄剤中で有利に使用されることができる粉末又は顆粒を生じることが見出された。前記剤は、極めて貯蔵安定性であり、長い時間後でもなお堆積能及び流動性を有する。
適したグルタミン酸−N,N−二酢酸及びその塩がこれに応じて、一般式(I)
Figure 0005527974
[式中、Mは水素、アンモニウム又はアルカリ金属を意味する]
の化合物である。
一般式(I)の化合物中でMは、水(H)、アンモニウム(NH4)又はアルカリ金属(例えば、Li、Na、K)、有利にはナトリウム又はカリウム、特に有利にはナトリウムを意味する。
成分(b)として、少なくとも1つのポリエチレングリコール又は少なくとも1つの非イオン界面活性剤又はその混合物、又はポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアルキレングリコール及びその誘導体からなる群から選択されたポリマーが使用される。
成分(b)として、好ましくはポリエチレングリコールが、特に有利に500〜30000g/molの平均分子量(分子量の質量平均)を有するポリエチレングリコールが使用される。
好ましい一実施態様において、成分(b)として使用されるポリエチレングリコールは、OH末端基及び/又はC1〜C6アルキル末端基を有する。特に好ましくは、本発明による混合物中には、成分(b)としてOH末端基及び/又はメチル末端基を有するポリエチレングリコールが使用される。
特に、本発明による混合物中で使用されるポリエチレングリコールは、1000〜5000g/mol、特に有利に1200〜2000g/molの分子量(分子量の質量平均)を有する。
適した化合物として、成分(b)として非イオン界面活性剤が使用されることができる。この非イオン界面活性剤は有利には、アルコキシル化された第1級アルコール、アルコキシル化された脂肪アルコール、アルキルグリコシド、アルコキシル化された脂肪酸アルキルエステル、アミンオキシド及びポリヒドロキシ脂肪酸アミドからなる群から選択されている。
非イオン性界面活性剤として有利には、アルコキシル化、有利にはエトキシル化された、特には第1級アルコールであって有利には8〜18個のC原子及び平均で1〜12モルのエチレンオキシド(EO)をアルコール1モルあたり有し、アルコール残基が線状であるか又は有利には2位でメチル分枝していることができるか、又は線状及び分枝した残基を混合して含有することができるものが使用され、従ってこれは例えば通常はオキソアルコール残基において存在する。しかし、殊に12〜18個のC原子を有する天然に由来するアルコール、例えばヤシ油アルコール、パーム油アルコール、獣脂アルコール又はオレイルアルコールからの線状基を有し、アルコール1モル当たり平均でEO2〜8個を有するアルコールエトキシレートが好ましい。有利なエトキシル化アルコールには、例えば、3EO、4EO又は7EOを有するC1214−アルコール、7EOを有するC911−アルコール、3EO、5EO、7EO又は8EOを有するC1315−アルコール、3EO、5EO又は7EOを有するC1218−アルコール、及びこれらの混合物、例えば3EOを有するC1214−アルコール及び7EOを有するC1214−アルコールからなる混合物が属する。記載されたエトキシル化度は、特殊な生成物のために整数又は分数であってよい統計学的平均値である。好ましいアルコールエトキシレートは、狭くされた同族体分布を有する("狭い範囲のエトキシレート"、NRE)。
前記の非イオン界面活性剤の他に、12個を上廻るEOを有する脂肪アルコールが使用されてもよい。EO14個、EO25個、EO30個又はEO40個を有する獣脂アルコールがこのための例である。EO基及びPO基を一緒に分子中に含有する非イオン界面活性剤も本発明によれば使用可能である。この場合には、EO−PO−ブロック単位を有するブロックコポリマー又はPO−EO−ブロック単位を有するブロックコポリマーが使用されてよいが、しかし、EO−PO−EO−コポリマー又はPO−EO−PO−コポリマーが使用されてもよい。勿論、混合されたアルコキシル化された非イオン界面活性剤も使用可能であり、この場合には、EO単位及びPO単位は、ブロック状でなく、ランダムに分布している。このような生成物は、酸化エチレン及び酸化プロピレンを同時に脂肪アルコールに作用させることによって得ることができる。
更に、更なる非イオン界面活性剤として、一般式RO(G)のアルキルグリコシドが使用されてもよく、この場合Rは、8〜22個、特に12〜18個のC原子を有する、直鎖状又はメチルにより枝分かれされた、殊に2位でメチルにより枝分かれされた第1級脂肪族基を表わし、Gは、5又は6個のC原子を有するグリコース単位、特にグリコースを表わす符号である。モノグリコシド及びオリゴグリコシドの分布を定めるオリゴマー化度xは、1〜10の任意の数であり、特にxは、1.2〜1.4である。
単独で非イオン界面活性剤として使用されるか又は別の非イオン界面活性剤との組合せで使用される、有利に使用される非イオン界面活性剤の他の種類は、1〜4個の炭素原子を有するアルコキシル化、有利にエトキシル化又はエトキシル化及びプロポキシル化された、特にアルキル鎖中に1〜4個の炭素原子を有する脂肪酸アルキルエステル、殊に脂肪酸メチルエステルである。
アミンオキシドの型の非イオン界面活性剤、例えばN−獣脂アルキル−N,N−ジヒドロキシエチルアミンオキシド及び脂肪酸アルカノールアミドも適していることができる。前記の非イオン界面活性剤の量は、特にエトキシル化脂肪アルコールの量を上廻らない、殊にその量の半分を上廻らない。
更なる非イオン界面活性剤は、式(II)
Figure 0005527974
[式中、RC=Oは、6〜22個のC原子を有する脂肪族アシル基を表わし、R1は、水素、1〜4個のC原子を有するアルキル基又はヒドロキシアルキル基を表わし、(Z)は、3〜10個のC原子及び3〜10個のヒドロキシル基を有する線状又は分枝鎖状ポリヒドロキシアルキル基を表わす]で示されるポリヒドロキシ脂肪酸アミドである。ポリヒドロキシ脂肪酸アミドは、通常、還元糖をアンモニア、アルキルアミン又はアルカノールアミンで還元によりアミノ化し、次に脂肪酸、脂肪酸アルキルエステル又は脂肪酸クロリドでアシル化することによって得ることができる公知の物質である。
ポリヒドロキシ脂肪酸アミドの群には、式(III)
Figure 0005527974
[式中、Rは、7〜12個のC原子を有する線状又は分枝鎖状のアルキル基又はアルケニル基を表わし、R2は、2〜8個のC原子を有する線状、分枝鎖状又は環状のアルキル基又はアリール基を表わし、R3は、H、1〜8個のC原子を有する線状、分枝鎖状又は環状のアルキル基又はアリール基又はオキシアルキル基を表わし、この場合には、C1〜C4−アルキル基又はフェニル基が好ましく、(Z)は、アルキル鎖が少なくとも2個のヒドロキシル基で置換されている線状ポリヒドロキシアルキル基を表わすか又は前記基のアルコキシル化、特にエトキシル化又はプロポキシル化された誘導体を表わす]で示される化合物も属する。(Z)は、特に糖、例えばグルコース、フラクトース、マルトース、ラクトース、ガラクトース、マンノース又はキシロースを還元によりアミノ化することによって得ることができる。更に、N−アルコキシ置換又はN−アリールオキシ置換された化合物は、触媒としてのアルコキシドの存在での脂肪酸メチルエステルとの反応によって望ましいポリヒドロキシ脂肪酸アミドに変換することができる。
室温を上廻る融点を有する、有利に弱い発泡性の非イオン界面活性剤が使用される。好ましい混合物は、該混合物が20℃を上廻る、特に25℃を上廻る、特に有利に25〜100℃、殊に30〜50℃の融点を有する非イオン界面活性剤を含有することを示す。
記載された温度範囲内で融点及び軟化点を有する適当な非イオン界面活性剤は、例えば室温で固体又は高粘稠であってよい、発泡の乏しい非イオン界面活性剤である。室温で高粘稠な非イオン界面活性剤を使用する場合には、この非イオン界面活性剤は、20Pasを上廻る、特に35Pasを上廻る、殊に40Pasを上廻る粘度を有するのが好ましい。室温でロウ状の稠度を有する非イオン界面活性剤も好ましい。
室温で固体で使用することができる非イオン界面活性剤として好ましいのは、アルコキシル化された非イオン界面活性剤、殊にエトキシル化第1級アルコール及びこの界面活性剤と構造的に複雑化された構造を有する界面活性剤との混合物、例えばポリオキシプロピレン/ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン(PO/EO/PO)界面活性剤の群に由来する。更に、このような非イオン(PO/EO/PO)界面活性剤は、良好な発泡制御を示す。
本発明の好ましい一実施態様において、室温を上廻る融点を有する非イオン界面活性剤は、エトキシル化された非イオン界面活性剤であり、このエトキシル化された非イオン界面活性剤は、6〜20個のC原子を有するモノヒドロキシアルカノール又はアルキルフェノールを、アルコール又はアルキルフェノール1モル当たり酸化エチレン特に少なくとも12モル、特に有利に少なくとも15モル、殊に少なくとも20モルと反応させることにより得ることができる。
室温で固体の特に有利に使用することができる非イオン界面活性剤は、16〜20個のC原子を有する直鎖状脂肪アルコール(C16〜C20−アルコール)、特にC18−アルコール及びアルコール1モル当たり酸化エチレン少なくとも12モル、特に少なくとも15モル、殊に少なくとも20モルから取得される。この中で、所謂"狭い範囲のエトキシレート"(上記参照)は、特に好ましい。
それによれば、特に好ましい本発明による混合物は、C6〜C20−モノヒドロキシアルカノール又はC6〜C20−アルキルフェノール又はC16〜C20−脂肪アルコール及びアルコール1モル当たり12モルを上廻る、特に15モルを上廻る、殊に20モルを上廻る酸化エチレンから取得されたエトキシル化された非イオン界面活性剤を含有する。
非イオン界面活性剤は、特に付加的に分子中に酸化プロピレン単位を有する。特に、このようなPO単位は、非イオン界面活性剤の全モル質量の25質量%まで、特に有利に20質量%まで、殊に15質量%までになる。特に好ましい非イオン界面活性剤は、付加的にポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー単位を有するエトキシル化されたモノヒドロキシアルカノール又はアルキルフェノールである。この場合、このような非イオン界面活性剤分子のアルコール部分又はアルキルフェノール部分は、特にこのような非イオン界面活性剤の全モル質量の30質量%超、特に有利に50質量%超、殊に70質量%超になる。好ましいすすぎ洗い剤(Klarspulmittel)は、分子中の酸化プロピレン単位が非イオン界面活性剤の全モル質量の25質量%まで、有利に20質量%まで、殊に15質量%までになるようなエトキシル化非イオン界面活性剤及びプロポキシル化非イオン界面活性剤を含有することを示す。
更なる、特に有利に使用することができる、室温を上廻る融点を有する非イオン界面活性剤は、酸化エチレン17モル及び酸化プロピレン44モルを有するポリオキシエチレン及びポリオキシプロピレンの反対のブロックコポリマー75質量%及びトリメチロールプロパンで開始されかつトリメチロールプロパン1モル当たり酸化エチレン24モル及び酸化プロピレン99モルを含有する、ポリオキシエチレン及びポリオキシプロピレンのブロックコポリマー25質量%を含有するポリオキシプロピレン/ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンブロックコポリマーブレンド40〜70%を含有する。
本発明による混合物は、更なる好ましい非イオン界面活性剤として、式(IV)
Figure 0005527974
[式中、R4は、4〜18個のC原子を有する線状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基又はこれからなる混合物を表わし、R5は、2〜26個のC原子を有する線状又は分枝鎖状炭化水素基又はこれからなる混合物を表わし、xは、0.5〜1.5の値を表わし、yは、少なくとも15の値を表わす]で示される化合物を含有する。
更なる有利に使用可能な非イオン界面活性剤は、式(V)
Figure 0005527974
[式中、R6及びR7は、1〜30個のC原子を有する線状又は分枝鎖状の飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族炭化水素基を表わし、R8は、水素又はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−ブチル基又は2−メチル−2−ブチル基を表わし、zは、1〜30の値を表わし、k及びjは、1〜12、特に1〜5の値を表わす]で示される末端基閉鎖されたポリ(オキシアルキル化)非イオン界面活性剤である。zの値が2以上である場合には、式(V)中のそれぞれのR8は、異なっていてよい。R6及びR7は、特に6〜22個のC原子を有する線状又は分枝鎖状の飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族炭化水素基であり、この場合、8〜18個のC原子を有する基は、特に好ましい。基R8には、水素、メチル基又はエチル基が特に好ましい。zの特に好ましい値は、1〜20、殊に6〜15の範囲内にある。
前記したように、zが2以上である場合には、式(V)中のそれぞれのR8は、異なっていてよい。それによって、括弧内の酸化アルキレン単位は、変動してよい。zが例えば3を表わす場合には、それぞれの順序で繋ぎ合わせることができる酸化エチレン−(R8=H)単位又は酸化プロピレン−(R8=CH3)単位、例えば(EO)(PO)(EO)、(EO)(EO)(PO)、(EO)(EO)(EO)、(PO)(EO)(PO)、(PO)(PO)(EO)及び(PO)(PO)(PO)を形成するために、基R8を選択することができる。この場合、zのための値3は例示的に選択されており、さらによりいっそう大きくともよく、この場合変数の幅は、zの値が上昇するにつれて増加し、例えば僅かな数のPO基と組み合わされたEO基の大きな数を含むか又はその反対でもよい。
式(V)の殊に有利に末端基封鎖されたポリ(オキシアルキル化)アルコールは、k=1及びj=1の値を有し、式(V)は、式(VI)に対して簡易化されている:
Figure 0005527974
式(VI)中で、R6、R7及びR8は、式(V)中の定義と同様であり、zは、1〜30、特に1〜20、殊に6〜18の数を表わす。特に好ましいのは、基R6およびR7が9〜14個のC原子を有し、R8が水素を表わし、かつzが6〜15の値であるような界面活性剤である。
最後の記載を要約すると、R6及びR7が1〜30個のC原子を有する線状又は分枝鎖状の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素を表わし、R8が水素又はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、2−ブチル基又は2−メチル−2−ブチル基を表わし、zが1〜30の数を表わし、k及びjが1〜12,特に1〜5の数を表わすような式(V)の末端基閉鎖されたポリ(オキシアルキル化)化合物を非イオン界面活性剤として含有する本発明による混合物が好ましく、この場合zが1〜30、特に1〜20、殊に6〜18の数を表わすような式(VI)の界面活性剤は、特に好ましい。
特に好ましくは、本発明による混合物中で成分(b)としてPluronic(R)の商品名でBASF AGから入手することができる非イオン界面活性剤が存在する。
成分(a)の含量は、5〜95質量%、特に40〜60質量%である。成分(a)の例示的な含量は、50質量%である。相応して、成分(b)は、5〜95質量%、特に40〜60質量%の量で存在する。例示的には、50質量%の量である。
本発明による混合粉末又は混合顆粒は、2つの成分を粉末として混合し、引続きこの混合物を、殊に成分(b)の融点又は軟化点を上廻る温度に加熱することによって製造されてよい。この場合、成分(b)は、溶融し、成分(a)と緊密に混合される。引続き冷却工程及び成形工程において、粉末特性、例えば粒径及び嵩密度は、調節される。
また、本発明は、成分(a)及び(b)を粉末として混合し、この混合物を加熱し、粉末特性を引続く冷却工程及び成形工程で調節することによって本発明による混合粉末又は混合顆粒を製造する方法に関する。
更に、成分(a)を既に溶融された成分(b)と一緒に造粒し、引続き冷却することも可能である。
適当な混合比(a)/(b)の場合には、成分(a)は、成分(b)の溶融液中に攪拌混入されてもよい。引き続く凝固及び成形は、溶融仕上げ処理の公知の方法に応じて、例えば小球化により又は冷却ベルト上で、要求に応じて粉末特性の調整のための後続の工程、例えば粉砕及び篩い分けにより行われる。
本発明による混合粉末又は混合顆粒は、成分(a)及び(b)を溶剤中に溶解し、得られた混合物を噴霧乾燥することによって製造されてもよく、この場合には、造粒工程を続けることができる。この場合、成分(a)と(b)は、別々に溶解されてもよく、この場合、溶液は、次に混合されるか又は前記成分の粉末混合物は、水中に溶解されてよい。溶剤としては、成分(a)及び(b)を溶解することができる全ての溶剤を使用することができ、有利には、例えばアルコール及び/又は水、特に有利に水が使用される。
従って、本発明は、成分(a)及び(b)を溶剤中に溶解し、得られた混合物を噴霧乾燥することによって本発明による混合粉末又は混合顆粒を製造する方法にも関し、この場合には、造粒工程及び/又は融解造粒工程(所謂)を続けることができる
また、本発明は、織物の洗浄又は食器類の清浄化の場合に、固体の洗剤及び清浄剤を製造するための本発明による混合粉末又は混合顆粒の使用に関する。2つの成分は、混合粉末又は混合顆粒として、洗剤及び清浄剤において、例えば食器洗い機のための食器用清浄剤として作用を発揮する。
混合粉末又は混合顆粒は、これら混合粉末又は混合顆粒が団塊化することも粘着することもなく粉末状の洗剤及び清浄剤中に混入されてよい。
また、本発明は、前記したような混合粉末又は混合顆粒及び場合によっては少なくとも1つの更なる界面活性剤を含有する固体の洗剤に関する。適当な洗剤組成物は、公知であり、例えばWO 95/29216及び欧州特許出願公開第0618289号明細書中に記載されている。
更に、本発明は、前記されているような混合粉末又は混合顆粒を含有し、その上、場合によっては少なくとも1つの(更なる)界面活性剤を含有する固体の食器用清浄剤に関する。この場合、前記剤は、特に粉末状又は顆粒状で存在する。

Claims (9)

  1. (a)一般式(I)
    Figure 0005527974
    〔式中、Mは、H、NH4、アルカリ金属を表わす〕で示されるグルタミン酸−N,N−二酢酸及び/又は1種以上のその塩5〜95質量%
    (b)少なくとも1つのポリエチレングリコール又は少なくとも1つの非イオン界面活性剤又はその混合物、又はポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアルキレングリコール及びその誘導体からなる群から選択されたポリマー5〜95質量%からなる混合物少なくとも80質量%を含有する混合粉末又は混合顆粒。
  2. 成分(a)がグルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩であることを特徴とする、請求項1記載の混合粉末又は混合顆粒。
  3. 成分(b)中のポリエチレングリコールが500〜30000g/molの平均分子量(分子量の質量平均)を有することを特徴とする、請求項1又は2記載の混合粉末又は混合顆粒。
  4. 成分(b)中のポリエチレングリコールがOH末端基及び/又はC1〜C6−アルキル末端基を有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の混合粉末又は混合顆粒。
  5. 成分(b)中の非イオン界面活性剤がアルコキシル化された第1級アルコール、アルコキシル化された脂肪アルコール、アルキルグリコシド、アルコキシル化された脂肪酸アルキルエステル、アミンオキシド及びポリヒドロキシ脂肪酸アミドからなる群から選択されていることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の混合粉末。
  6. 成分(b)中の非イオン界面活性剤が20℃を上廻る融点を有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の混合粉末。
  7. 請求項1から6までのいずれか1項に記載の混合粉末又は混合顆粒を製造する方法において、成分(a)及び(b)を溶剤中に溶解し、得られた混合物を噴霧乾燥し、引続き造粒工程を続けることができることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の混合粉末又は混合顆粒を製造する方法。
  8. 請求項1から6までのいずれか1項に記載の混合粉末又は混合顆粒を製造する方法において、成分(a)及び(b)を粉末として混合し、この混合物を加熱し、粉末特性をその後の冷却工程及び成形工程で調節することを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項に記載の混合粉末又は混合顆粒を製造する方法。
  9. 織物の洗浄又は食器の清浄化の場合の、固体の洗剤及び清浄剤を製造するための請求項1から6までのいずれか1項に記載の混合粉末又は混合顆粒の使用。
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