JP5885762B2 - 環境にやさしい水洗濯及びドライクリーニング用溶剤及びそれを含む洗濯用組成物 - Google Patents

Description

本発明は、一般水洗濯、ドライクリーニングなど、繊維や衣類を洗濯するための溶剤に関する。また、本発明は、このような溶剤を含む一般水洗濯用組成物、ドライクリーニング用組成物などに関する。

本出願は、２０１１年３月８日出願の韓国特許出願第１０−２０１１−００２０３４５号及び２０１１年１０月２４日出願の韓国特許出願第１０−２０１１−０１０８９０３号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

一般に、繊維や衣類の汚染を除去する過程である洗濯は、大きく２つに分類される。第一は、水に界面活性剤を分散して水のアルカリ度を増加させ、汚染を除去した後、濯ぎ、脱水乾燥する一般的な水洗濯方法であって、洗濯洗剤を用いる方法である。第二は、前記第一のアルカリ洗濯の条件、すなわち、水との長時間接触及び長時間に亘って強く駆動する洗濯機の物理力によって、繊維の表面及び内部が変形してつやを失い、収縮や弛緩などの変形が起こり得る繊維（例えば、毛織や絹物のような天然タンパク質系繊維、人絹、アセテート繊維）に用いられるドライクリーニング方法である。ドライクリーニング方法では、溶剤（ソルベント）と呼ばれる石油系、塩素系、グリコールエステル系、環状シリコーンまたはシリコーン系、フッ素系、リモネンなどのテルペンオイル系溶剤などを用いて油性汚染を溶解させて除去し、これらの溶剤を衣類から物理的方法で除去した後、乾燥して溶剤を揮発させる。

一般的な洗濯洗剤を用いる（一般）洗濯方法では、多量の水を使用するため、水性汚染の除去効果は優れるが、油性汚染の除去には限界がある。また、アルカリ洗濯条件及び水との長時間の接触により、繊維の表面及び内部が変形してつやを失い、収縮や弛緩などの変形が起こるという短所がある。

近年、アルカリ性洗剤による衣類の損傷及び変形を防止するため、中性の液状洗剤が市販されている。しかし、これらも水に希釈して使用するものであるため、水による変形は避けられないという短所が相変らず存在する。

一方、このような水洗濯の短所である繊維及び衣類の損傷や変形を防止する洗濯方法として、ドライクリーニング方法がある。しかし、ドライクリーニング方法は、油性汚染の除去には優れるが、水性汚染の除去には限界がある。また、使用される溶剤の殆どが人体及び環境に有害な物質として分類されており、密閉した洗濯システム内で洗濯しなければならない。そのために、装備が高価であって、洗濯システムの維持が非常に複雑である。

また、ドライクリーニング方法の水性汚染除去力を改善するため、陰イオン性、非イオン性、陽イオン性、両性などの多様なイオン性の界面活性剤と、極少量の水とを混合した「ソープ」と呼ばれる成分が用いられる。ソープはドライクリーニング溶剤に極少量添加され、洗濯物の洗濯に用いられる。しかし、ドライクリーニング溶剤の親水性が低いため、添加できるソープの量に限界があり、それ故に依然として水性汚染は除去し難い。

ドライクリーニング洗濯に用いられるそれぞれの溶剤の特性は、次のようである。

最も一般的に使用される塩素系溶剤であるペルクロロエチレン（ＰＥＲＣ）、トリクロロエチレンなどは布に損傷を与えず、不燃性であるという長所がある。しかし、大気汚染を引き起こし、非生分解性であり、特に発癌性であるという問題がある。

したがって、近年はＣ５〜Ｃ１３程度の石油系溶剤を使用し、直鎖状、分岐鎖状、環状などが混合された形態の炭化水素を塩素系溶剤の代わりに使用している。しかし、これら炭化水素系溶剤は火事及び爆発の危険性があり、環境汚染を引き起こし（ＶＯＣ（オゾン生成の原因）物質）、溶剤自体に微生物汚染が発生し得るという問題がある。また、代表的な炭化水素系ドライクリーニング溶剤であるストダードソルベント（Ｓｔｏｄｄａｒｄ Ｓｏｌｖｅｎｔ）は、吸入時発癌性が確認されている。

そこで、人体により安全であって環境にもやさしいドライクリーニング用溶剤を開発するために多くの研究が行われている。

特許文献１（ジプロピレングリコールｎ‐プロピルエーテル）と特許文献２（ジプロピレングリコールジメチルエーテル）は、エチレングリコールエーテル形態の溶剤を開示している。これらグリコールエーテル系溶剤の場合、人体及び環境に相対的にやさしく、水を一定部分含有できるという長所がある。しかし、揮発温度が非常に高いため、繊維や衣類を乾燥させるのに多くのエネルギー及び時間を要するという短所がある。

また、特許文献３〜５は、環境にやさしいドライクリーニング溶剤として環状シリコーン系溶剤を開示している。しかし、環状シリコーンも発癌性があり、親水性が非常に低く、油性汚染の除去能力も非常に低いという短所がある。

米国特許第７，０８７，０９４号明細書 米国特許第７，１４４，８５０号明細書 米国特許第４，６８５，９３０号明細書 米国特許第６，０４２，６１７号明細書 米国特許第６，０６３，１３５号明細書

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、優れた親水性を有し、油性汚染と水性汚染の両方に対する優れた除去能力を有し、人体及び環境にやさしいため非密閉式で一般水洗濯及びドライクリーニングが可能であり、通常の洗濯条件でも乾燥し易くて洗濯溶剤として好適であり、洗濯溶剤の多くの物性に非常に適した洗濯用溶剤を提供することを目的とする。

また、本発明は、前記溶剤を含む洗濯用組成物、及びこのような溶剤を用いた洗濯方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、繊維または衣類の洗濯に使用される、下記化学式１で表される一般水洗濯またはドライクリーニング用溶剤を提供する。

上記化学式１において、Ｒ_１及びＲ_２は相互独立して水素あるいは炭素数１〜４のアルキルであり、Ｒ_３は水素あるいは炭素数１〜４のアルキルである。

本発明による溶剤は親水性であるため、油性汚染に対する洗浄力が非常に優れるだけでなく、親水性が強くて水に容易に溶解される。したがって、石油系、塩素系、グリコールエーテル系、環状シリコーンまたはシリコーン系、フッ素系、テルペンオイル系溶剤など従来のドライクリーニング溶剤の最大の問題であった水性汚染除去力を著しく改善することができる。すなわち、本発明による溶剤は、両親媒性を有し、含水能力に優れて水及び界面活性剤などを組み合わせることが容易であり、このような方法を用いる場合、従来のドライクリーニング溶剤に比べて非常に優れた水溶性汚染の除去能力を奏することができる。

また、火事及び爆発の危険性を低減でき、その化学構造上、人体及び環境によりやさしく、繊維や衣類に柔軟性を与えることもできる。

また、従来の一般的な洗濯洗剤に使用される界面活性剤と違って、通常の洗濯後の乾燥条件（日光乾燥：２０〜３５℃で５〜８時間）で９０％以上揮発し、繊維や衣類に残留しない。また、アルカリ及び水による繊維及び衣類の変形を効果的に防止でき、一般的な洗剤が有する油性汚染の除去力の限界も容易に解決することができる。

本発明による化学式１の化合物は、主にアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ブチルアルデヒドなどとグリセロールとを用いて製造することができるが、本発明はこのような製造方法によって限定されない。

本発明による化学式１の溶剤は、類似の化学式を有する他の構造の溶剤よりも、本発明の多くの目的上、著しく優れた効果を奏した。望ましくは、本発明は表１の化学式で表される繊維または衣類洗濯用溶剤を提供する。

また、本発明は、本発明による溶剤を含む繊維または衣類洗濯用組成物を提供する。このような組成物は、家庭で行う一般水洗濯又はドライクリーニングに用いることができる。さらに、本発明は、本発明による溶剤または洗濯用組成物を用いる繊維または衣類の洗濯方法を提供する。

本発明による溶剤を含む洗濯用組成物は、本発明による溶剤の親水性特性のために水をさらに含むことができる。望ましい水の含量は、組成物の総重量対比２０重量％以下であり、より望ましくは５〜１０重量％である。

本発明による一般水洗濯及びドライクリーニング用組成物は、それぞれの溶剤自体を用いて繊維や衣類を洗濯することができる。

また、本発明による一般水洗濯及びドライクリーニング用組成物は、特定汚染に対する洗浄力の向上、内容物の安定性向上、人体及び環境安全性の向上、火事及び爆発の危険性減少などを目的として、水、一般ドライクリーニング用の溶剤、又は洗濯洗剤に使用される成分を一定量含むことができる。例えば、本発明による組成物は、特定汚染に対する洗浄力の向上、内容物の安定性向上、人体及び環境安全性の向上、火事及び爆発の危険性減少などを目的として水を含むことができる。

また、本発明による一般水洗濯及びドライクリーニング用組成物は、特定汚染に対する洗浄力の向上、内容物の安定性向上などを目的として、メチル‐、エチル‐、プロピル‐、ブチル‐、またはヘキシル‐グリコールエーテルなどのようなグリコールエーテル系溶剤；グリコールエーテルエステル系溶剤；エタノール、ヘキシレングリコール、ブタノール、プロパノール、ペンタノールなどのようなアルコール系溶剤；ノルマルまたはイソブチルアセテート、ノルマルまたはイソプロピルアセテートなどのエステル系溶剤；ジイソブチルケトン、イソホロンなどのようなケトン系溶剤；炭素数５〜１３の直鎖状、分岐鎖状、環状、芳香族炭化水素などの炭化水素溶剤；トリクロロエチレン、ペルクロロエチレン、トリクロロエタンなどのようなカーボンクロライド、フルオライド、またはブロマイド系溶剤；低分子量のジメチコーン、シクロメチコーンなどのシリコーン系溶剤；ヒドロフルオロエーテル、ペルフルオロイソブチルエーテルなどのようなフルオロエーテル系溶剤；及びグリセリンから誘導された溶剤などからなる群より選択された１つ以上の溶剤を、本発明の目的から逸脱しない範囲内で、単独または混合して使用することができるが、本発明がこれらの具体的種類によって限定されることはない。

また、本発明による一般水洗濯及びドライクリーニング用組成物は、特定汚染に対する洗浄力の向上、内容物の安定性向上などを目的として：
i）石鹸（ＳＯＡＰ）、アルキルベンゼンスルホネート、アルカンスルホネート、α‐オレフィンスルホネート、α‐スルホ脂肪酸メチルエステル、アルキルスルフェート、アルキルエーテルスルフェートなどからなる群より選択された１つ以上の陰イオン界面活性剤；アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、アルキルアミンオキサイド、メチルグルカミド、アルキルポリグルコキシドなどからなる群より選択された１つ以上の非イオン界面活性剤；ジステアリルメチルアンモニウムクロライド、イミダゾリニウム誘導体、アルキルジメチルベンゼンアンモニウムクロライド、エステルクワット（ｅｓｔｅｒｑｕａｔ）などからなる群より選択された１つ以上の陽イオン界面活性剤；アルキルベタイン、アルキルスルホベタイン、アミノ酸系などからなる群より選択された１つ以上の両性界面活性剤などの界面活性剤；
ii）炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ナトリウムなどのように金属イオンと特定沈殿を伴うアルカリ剤；
iii）三リン酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、水溶性ポリカルボキシレート、ゼオライトなどの水溶性及び水不溶性イオン交換剤；
iv）ペルオキシド、次亜塩素酸（ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ）などのような漂白剤；
v）テトラアセチルエチレンジアミン、ソジウムノナノイルオキシベンゼンスルホネート（ｓｏｄｉｕｍ ｎｏｎａｎｏｙｌｏｘｙｂｅｎｚｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）などのような漂白活性化剤；
vi）タンパク質分解酵素、澱粉分解酵素、脂質分解酵素などのような特定汚染除去に効果的な酵素成分；
vii）カルボキシメチルセルロースとその誘導体、カルボキシメチルスターチ、セルロースエーテル、テレフタル酸、ポリエチレングリコールから誘導された陰イオン高分子物質などのような汚染再付着防止剤；
viii）スチルベン、クマリン、ビスフェノール（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ）、ジスチリルビフェニル（ｄｉｓｔｙｒｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ）などのような蛍光増白剤；
ix）ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジンＮ‐オキサイド、ポリアクリレートなどのような移染防止剤；
x）シリカ、シリコーン、パラフィンオイルなどの気泡調節剤；
xi）香料；および
xii）防腐剤、などのような成分を、本発明の目的から逸脱しない範囲内で、単独または混合して使用することができるが、本発明がこれらの具体的種類によって限定されることはない。

また、本発明による一般水洗濯及びドライクリーニング用組成物は、繊維及び衣類に有益な特性を与える柔軟、抗菌、防臭、撥水、紫外線遮断などのような有益な成分をさらに含むことができるが、本発明がこれらの具体的種類によって限定されることはない。

本発明の洗濯用溶剤及び組成物は、優れた油性汚染及び水性汚染の除去効果を奏し、乾燥が速くて簡便である。また、本発明の洗濯用溶剤及び組成物は、アルカリ、水及び物理力による繊維及び衣類の変形を効果的に防止でき、人体及び環境によりやさしい。

本発明による溶剤と従来のドライクリーニング用溶剤との洗浄力（ＷＢ）比較結果である。

以下、本発明の理解を助けるために実施例などを挙げて詳細に説明する。しかし、本発明による実施例は、多くの他の形態に変形でき、本発明の範囲が下記実施例によって限定されると解釈されてはならない。本発明の実施例は、当業界で平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供される。

＜実施例１〜４及び比較例１〜７＞
溶剤の特性比較
下記表２のように、溶剤の種類による洗濯特性、効率などを評価した。

実施例１〜４は、それぞれグリセロールをアセトン、ケトン、またはアルデヒド類と反応させて化学式１の構造に合成した化合物である。化学式１の構造において、Ｒ_３は水素であって、Ｒ_１とＲ_２はアセトン、ケトン、またはアルデヒド類から由来したアルキル基の構造を有する。

＜試験方法＞
乾燥率
比較例１〜７及び実施例１〜４に対し、ドライクリーニングの重要な要素である常温乾燥条件における乾燥率を評価した。標準綿布の初期重量（Ａ）を測定し、それぞれの溶剤及び組成物を一定量含浸させた後、重量（Ｂ）を測定した。初期含浸させた溶剤の重量を重量（Ｂ）と重量（Ａ）との差にした。乾燥条件である常温（２５℃）、相対湿度３０ＲＨ％で８時間乾燥した後の重量を測定し、初期含浸重量に対する百分率にして乾燥率を比べた。

油性インク除去能
油性汚染の除去効能を目視で確認するため、標準百綿布１．３ｇの中央に油性インクで字を書いた後、それぞれの溶剤２ｇに濡らした。ティッシュペーパーに挟んで叩いた後乾燥させ、油性インクの滲み程度を目視及び写真で比べて、油性インク成分の除去能力を目視観察した。

油（水）性汚染に対する洗浄力
油（水）性汚染の除去を定量的に評価するため、日本標準汚染布ＪＩＳ（綿、汚染：オレイン酸、トリオレイン、オレイン酸コレステロール、パラフィン油など）及び１０Ｄ（綿、汚染：顔料、皮脂）、及び２０Ｄ（ポリエステル／綿混紡、汚染：顔料、皮脂）の汚染布に対する油性／水性汚染除去能力をそれぞれの溶剤に対して評価した。３種の汚染布（ＪＩＳ、１０Ｄ、及び２０Ｄ）を縦×横５ｃｍ×５ｃｍでそれぞれ８枚ずつ用意し、色差計を用いて初期色度を測定した後、試験溶液に入れて３０回振って３分間放置した。その後、さらに３０回振ってから取り出し、ティッシュペーパで流れる溶剤を除去した。その後、一般的な日光乾燥条件である常温（２３〜２５℃）、相対湿度（２０〜３０ＲＨ％）で８時間乾燥した。その後、色差計を用いて色度変化を測定した。ＷＢ値の変化を油（水）性汚染の洗浄力の変化値とした。なお、１０時間が経過しても汚染布の乾燥が完了せず、洗浄力がマイナスの値を示す場合は「−」と表示した。

水溶解度（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｗａｔｅｒ）
従来の溶剤が有する疎水性特性により水を含むことに限界があったため、水性汚染を同時に除去することに限界があった。したがって、水性汚染の除去力を相対的に評価するため、従来のドライクリーニング用溶剤が含有可能な水の量を比べた。
＜試験結果＞
乾燥率及び油性インク除去能
乾燥率及び油性インク除去能の評価結果を下記表３に示した。

８時間の乾燥率特性において、アセトングリセロールを溶剤として使用した実施例１及びＭＥＫグリセロールを溶剤として用いた実施例２は、従来の一般的なドライクリーニング用溶剤（比較例２及び３）及び人体に安全であって環境にやさしいドライクリーニング溶剤として使用されているデカメチルシクロペンタシロキサン（比較例４）と対等な水準であって、１００％完全に乾燥されることが確認された。

また、実施例１〜４は人体に安全であり、環境にやさしい溶剤として使用される３‐メトキシ‐１，２‐プロパノール（比較例５）、及びモノ，ジ，トリ‐アセチン混合物（比較例７）に比べて優れた乾燥特性を有することが確認された。

また、油性ペンインクに対する洗浄力の比較でも、近来ドライクリーニング用溶剤として使用されているペルクロロエチレン、イソパラフィン、デカメチルシクロペンタシロキサンのような溶剤を含め、環境にやさしい溶剤として知られた３‐メトキシ‐１，２‐プロパノール、２，３‐ジメトキシ‐１‐プロパノール、モノ，ジ，トリ‐アセチン混合物などに比べて非常に優れた油性インク汚染に対する洗浄力効果を確認することができた。

汚染布の洗浄力
汚染布の洗浄力を測定した結果を下記表４及び図１に示した。

表４及び図１に示されたように、３種の汚染布に対する油（水）性汚染の洗浄力の試験結果、環境にやさしいドライクリーニング溶剤として使用されている比較例４〜７の溶剤に比べて、本発明の実施例で使用された溶剤が非常に優れた汚染布洗浄特性を有することが確認された。

水溶解性の評価
水溶解性の評価結果を下記表５に示した。

表５に示されたように、本発明による溶剤は比較例２〜４のような従来の３種のドライクリーニング溶剤に比べて水溶解度が格段に優れることが確認された。

Claims (10)

1. 下記化学式１で表される繊維または衣類洗濯用溶剤。
   上記化学式１において、Ｒ_１及びＲ_２は相互独立して水素あるいは炭素数１〜４のアルキルであり、Ｒ_３は水素である。
2. 前記Ｒ_１及びＲ_２はメチルであり、Ｒ_３は水素であることを特徴とする請求項１に記載の溶剤。
3. 前記Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれメチル及びエチルであり、Ｒ_３は水素であることを特徴とする請求項１に記載の溶剤。
4. 前記Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれメチル及びイソブチルであり、Ｒ_３は水素であることを特徴とする請求項１に記載の溶剤。
5. 前記Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれブチル及び水素であり、Ｒ_３は水素であることを特徴とする請求項１に記載の溶剤。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶剤を含む繊維または衣類洗濯用組成物。
7. 前記組成物が、ドライクリーニング用であることを特徴とする請求項６に記載の組成物。
8. 前記組成物が、水をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の組成物。
9. 前記水の含量が、組成物の総重量対比２０重量％以下であることを特徴とする請求項８に記載の組成物。
10. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の溶剤を用いることを特徴とする繊維または衣類の洗濯方法。