JPH09508930A - 石灰スケール除去組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マレイン酸および全組成物の１重量％未満の量の界面活性剤またはその混合物を含む水性組成物（それによって石灰スケール除去性能が改善される）を開示する。前記組成物は、スケール化器具を脱スケール化するのに特に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】 石灰スケール除去組成物 技術分野 本発明は、硬質表面用クリーニング組成物に関する。より詳細には、家庭用器 具において典型的に見出されるような非常に高い割合の鉱物付着物を含有するが 有機物質をほとんど含有しない石灰スケールのよごれおよび外被を除去する際に 最適の性能を与える組成物について記載するものである。 背景技術 脱塩水と比較して普通の水をケトル、食器類、コーヒー沸かし器、スチームア イロンなどの器具で使用する場合に、スケールが、前記水と接触している前記器 具の内面上、特に金属表面上に形成する傾向がある。事実、水道水などの普通の 水は、しばしば前記水と接触している表面上に水蒸発時に炭酸カルシウムなどの 塩として付着する或る量の可溶化イオンを含有している。この石灰スケール形成 および付着現象は、水が特に硬質である部分において一層面倒である。更に、こ の付着現象は、コーヒー沸かし器、ケトルなどの電気器具で典型的に見出される ような高温によっても促進される。追加的に、或る時間後、このような石灰スケ ール付着物は、それらの器具において見出されることがある水管を塞ぎ且つそれ によって前記器具の適切な機能を阻害し、その寿命を短縮し且つ使用不能にさせ ることがある。 器具における石灰スケール付着物の特徴は、前記付着物が最小量の有機物質、 例えば、タンパク質および／またはグリース状物質と一緒に大部分鉱物付着物、 典型的には炭酸カルシウムからなることである。事実、本発明者等は、ケトルス ケールが、例えば、炭酸カルシウム８５〜９５重量％を含有する一方、台所スケ ールが炭酸カルシウム５０〜６０重量％を含有し且つ浴槽スケールが６５〜７５ 重量％を含有することを観察している。換言すれば、器具における石灰スケール 付着物は、高い割合の有機物質、例えば、ステアリン酸カルシウム、石鹸スカム および／またはグリース状物質と一緒に低い割合の炭酸カルシウムを含有する浴 室型しみおよび台所型しみとは非常に異なるものである。 従って、本発明の目的は、大部分鉱物付着物、典型的には、炭酸カルシウムか らなる石灰スケール付着物の除去用組成物（該組成物はクリーニングする表面に 安全でもありながら、優れた石灰スケール除去能力を有する）を提供することに ある。 より詳細には、本発明の更に他の目的は、水と接触している器具の硬質表面を 脱スケールし、それによって石灰スケール付着物が前記器具の適切な機能を阻害 し且つ結局使用不能にさせることを回避するのに特に適した組成物を提供するこ とにある。 マレイン酸および全組成物の１重量％未満の適量の界面活性剤またはその混合 物を含む組成物は、表面に安全でもありながら、石灰スケール付着物、例えば、 スケール化器具の表面に見出されるものを除去する際に非常に有効であることを 今や見出した。事実、マレイン酸および全組成物の１重量％未満の適量の界面活 性剤またはその混合物を含む組成物は、最小量の有機物質と一緒に非常に高い割 合の炭酸カルシウムを含有する石灰スケール付着物を除去する際に、前記界面活 性剤１重量％以上の量を含む同じ組成物より有意に有効であることが見出された 。 本発明に係る組成物の少量の界面活性剤の利点は、泡の発生が最小であり、し たがってすすぎ操作を容易にすることである。事実、本発明の組成物は、迅速且 つ十分にすすぎ落とすことを可能にする。このことは、本発明の組成物を、水が 加熱される器具、例えば、コーヒー沸かし器、即ち、高温が脱スケール操作時に 泡の形成を助けるところで脱スケールするのに特に好適にさせる。 米国特許第３ ２７７ ００８号明細書は、ガラス内張ジャケット付き装置の ジャケットの金属内面を脱スケールするための水溶液を調製するために水と併用 するのに好適な固体組成物を開示している。前記組成物は、キレート化剤、例え ば、スルファミン酸または塩酸、マレイン酸および腐食抑制剤を含む。界面活性 剤は、開示されていない。 ＤＥ第３ ８２２ ６５８号明細書は、銅、青銅などの金属表面から酸化層を 除去するのに有用な組成物を開示している。前記組成物は、鉱酸、例えば、硝酸 、マレイン酸などのカルボン酸、リン酸およびチオ尿素を含む。非イオン界面活 性剤は、適量を明記せずに任意成分として開示されている。 ＥＰ−Ａ第０ ４９６ １８８号明細書は、マレイン酸と一緒に非イオン界面 活性剤１％以上を含む組成物（それによって良好な石灰スケール除去が与えられ る）を開示している。これらの組成物は、炭酸カルシウムだけではなく高い割合 の有機物質、例えば、石鹸スカムおよび／またはグリースも含有するしみをタッ クルするのに特に有効である。このようなしみは、浴室および台所で見出される 。 発明の開示 本発明は、マレイン酸および界面活性剤またはその混合物を含むｐＨ ０．１ 〜４．５を有する器具を脱スケール化するための水性組成物である。前記組成物 は、石灰スケール性能が前記界面活性剤１％を含む場合の前記組成物と比較して 改善されるように全組成物の１重量％未満の量の前記界面活性剤を含む。 また、本発明は、器具における石灰スケール付着物を除去する方法（本発明に 係る組成物をニート形または希釈形で使用する）を包含する。 発明を実施するための最良の形態 本発明に係る組成物は、最小量の有機物質と一緒に大部分鉱物付着物、典型的 には炭酸カルシウムからなる石灰スケール付着物を除去するように設計される。 すなわち、それらは、第一必須成分として、マレイン酸などの有機酸を含む。本 発明に係る組成物は、全組成物の０．１〜４５重量％、好ましくは１〜２５重量 ％、より好ましくは８〜２０重量％のマレイン酸を含む。この％は、酸形の分子 量に基づいて計算するが、無水マレイン酸は、本発明に係る組成物で使用するの に同等に好都合である。事実、無水マレイン酸は、一般に、より安価であり且つ 水性媒体に配合する時に酸形に変換される。他の酸、例えば、スルホン酸、塩酸 、硝酸、リン酸、クエン酸またはそれらの混合物は、マレイン酸に加えて使用し てもよい。マレイン酸を単独またはスルホン酸、例えば、スルファミン酸、メタ ンスルホン酸またはそれらの混合物および／またはクエン酸と一緒に使用するこ とがここで好ましい。 本発明に係る組成物は、第二必須成分として界面活性剤またはその混合物を含 む。本発明に係る組成物は、全組成物の１重量％未満の適量の前記界面活性剤を 含む。本発明の組成物中の界面活性剤の存在は、これらの少量でさえ、汚れの完 全なぬれを保証し、それによって酸が作用するのを助長する。更に、本質上鉱物 付着物からなるが器具で見出される石灰スケール付着物が最小量の有機物質も含 有するので、本発明の組成物中の界面活性剤の存在も、必要とされる。このよう に、界面活性剤の存在は、汚れ成分、特に有機残渣を可溶化するのを助長し且つ 表面上への再付着を防止するのを助長する。界面活性剤の適量は、使用する特定 の界面活性剤に依存し且つこのように各界面活性剤またはそれらの各混合物の場 合に異なる。本発明によれば、組成物中の界面活性剤の量は、石灰スケール除去 性能が前記界面活性剤１％を含む場合の前記組成物と比較して改善されるような 量である。 「石灰スケール除去性能改善」とは、本発明の組成物が、最小量の有機物質、 例えば、スケール化器具で見出されるものとともに大部分炭酸カルシウムからな る石灰スケール付着物を除去する際に、前記界面活性剤１重量％を含む同じ組成 物より有効であることを理解すべきである。より詳細には、本発明者等は、本質 上炭酸カルシウムを含有する大理石ブロックに対して試験された石灰スケール除 去能力（ＬＳＲ）を、マレイン酸を含む組成物中の所定の界面活性剤の％の増大 に対してプロットすることによって、界面活性剤が少なければ少ない程、より良 い石灰スケール除去能力が得られることを観察した。しかしながら、実際上、器 具における石灰スケール付着物は、最小量の有機物質を含有し、このように若干 の界面活性剤を加えることが望ましい。事実、本発明者等は、グリース汚れモデ ルによって覆われた大理石ブロックに対して試験された石灰スケール除去能力（ ＬＳＲ）を、マレイン酸を含む組成物中の所定の界面活性剤の％の増大に対して プロットすることによって、ピークが得られることを観察した。ピークは、使用 する界面活性剤に依存する。換言すれば、全組成物の１重量％未満の適量の所定 の界面活性剤を含むいかなる組成物の場合にも実測の石灰スケール除去能力は、 前記の所定の界面活性剤１重量％を含む組成物を使用して得られたものより高い 。従って、所定の界面活性剤の場合には、前の要件を満たすいかなる組成物も、 本発明に係るものである。 更に、全組成物の１重量％未満の適量のこのような少量の界面活性剤は、より 多い量の前記界面活性剤を含む同様の組成物と比較して泡の発生を最小限にする ことも可能にし、このようにすすぎ操作をより容易にさせる。 非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、双性界面活 性剤または両性界面活性剤を含めてすべての種類の界面活性剤は、本発明で使用 してもよい。また、本発明の精神から逸脱せずに１つの種類の界面活性剤の混合 物または異なる種類のこのような界面活性剤の混合物を使用することが可能であ る。 ここで使用すべき好適な非イオン界面活性剤は、技術上周知である縮合法によ って容易に生成できるアルコキシ化アルコール非イオン界面活性剤である。しか しながら、各種のこのようなアルコキシ化アルコール、特にエトキシ化および／ またはプロポキシ化アルコールも、好都合に市販されている。非イオン界面活性 剤を含めて多数の界面活性剤を記載している界面活性剤カタログは、入手できる 。 従って、ここで使用するのに好ましいアルコキシ化アルコールは、式ＲＯ（Ｅ ）ｅ（Ｐ）ｐＨ（式中、Ｒは炭素数２〜２４の炭化水素鎖であり、Ｅはエチレン オキシドであり、Ｐはプロピレンオキシドであり、それぞれ平均エトキシ化度お よびプロポキシ化度を表わすｅおよびｐは０〜２４を有する）に係る非イオン界 面活性剤である。非イオン化合物の疎水部分は、炭素数８〜２４の第一級または 第二級直鎖または分枝アルコールであることができる。本発明に係る組成物で使 用するのに好ましい非イオン界面活性剤は、炭素数６〜２２のアルキル直鎖を有 するアルコールとエチレンオキシドとの縮合物（エトキシ化度は１〜１５、好ま しくは５〜１２である）である。このような好適な非イオン界面活性剤は、シェ ルから例えば商品名ドバノール（Dobanol^R）で市販されており、ＢＡＳＦから商 品名ルテンゾル（Lutensol^R）で市販されている。これらの非イオン界面活性剤 は、安定剤またはハイドロトロープの添加を必要とせずに安定な製品の調製を可 能にすることが見出されたので、好ましい。他の非イオン界面活性剤を使用する 時には、クメンスルホネートなどのハイドロトロープまたはブチルジグリコール エーテルなどの溶媒を加えることが必要であることがある。 ここで使用すべき好適な陽イオン界面活性剤としては、第四級アンモニウム、 ホスホニウム、イミダゾリニウムおよびスルホニウム化合物の誘導体が挙げられ る。ここで使用するのに好ましい陽イオン界面活性剤は、式Ｒ₁Ｒ₂Ｒ₃Ｒ₄Ｎ⁺Ｘ^- （式中、Ｘは対陰イオンであり、Ｒ₁はＣ₈〜Ｃ₂₀炭化水素鎖であり、Ｒ₂、Ｒ₃お よびＲ₄は独立にＨまたはＣ₁〜Ｃ₄炭化水素鎖から選ばれる）に係る。本発明の 好ましい態様においては、Ｒ₁はＣ₁₂〜Ｃ₁₈炭化水素鎖、最も好ましくはＣ₁₄、 Ｃ₁₆またはＣ₁₈であり、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄はすべて３つともメチルであり、Ｘ はハロゲン、好ましくはブロミドまたはクロ リド、最も好ましくはブロミドである。陽イオン界面活性剤の例は、ステアリル トリメチルアンモニウムブロミド（ＳＴＡＢ）、セチルトリメチルアンモニウム ブロミド（ＣＴＡＢ）およびミリスチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＭＴ ＡＢ）である。 好適な双性界面活性剤は、ｐＨの比較的広い範囲内で同じ分子上に陽イオン親 水基と陰イオン親水基との両方とも含有する。ホスホニウム基、イミダゾリウム 基、スルホニウム基などの他の正荷電基も使用できるが、典型的な陽イオン基は 、第四級アンモニウム基である。典型的な陰イオン親水基は、カルボキシレート およびスルホネートである（他の基、例えば、サルフェート、ホスホネートなど が使用できるが）。若干の好ましい双性界面活性剤の一般式は、 Ｒ₁−Ｎ⁺（Ｒ₂）（Ｒ₃）Ｒ₄Ｘ^- 〔式中、Ｒ₁は疎水基であり；Ｒ₂およびＲ₃は各々Ｃ₁〜Ｃ₄アルキル、ヒドロキ シアルキルまたは他の置換アルキル（結合してＮを有する環構造を形成すること もできる）であり；Ｒ₄は陽イオン窒素原子を親水基に結合させる部分であり、 典型的には炭素数１〜４のアルキレン、ヒドロキシアルキレン、またはポリアル コキシ基であり；Ｘは好ましくはカルボキシレートまたはスルホネート基である 親水基である〕 である。好ましい疎水基Ｒ₁は、炭素数８〜２２、好ましくは１８未満、より好 ましくは１６未満のアルキル基である。疎水基は、不飽和および／または置換基 および／または結合基、例えば、アリール基、アミド基、エステル基などを含有 できる。一般に、単純なアルキル基が、コストおよび安定性の理由で好ましい。 他の特定の双性界面活性剤は、一般式 Ｒ¹−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ²）−（Ｃ（Ｒ³）₂）_n−Ｎ（Ｒ²）₂ ⁽⁺⁾−（Ｃ（Ｒ³）₂）_n −ＳＯ₃ ^(-) または Ｒ¹−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ²）−（Ｃ（Ｒ³）₂）_n−Ｎ（Ｒ²）₂ ⁽⁺⁾−（Ｃ（Ｒ³）₂）_n −ＣＯＯ^(-) 〔式中、各Ｒ₁は炭化水素、例えば、炭素数８〜２０、好ましくは１８まで、よ り好ましくは１６までのアルキル基であり、各Ｒ₂は水素（アミド窒素に結合す る時）、炭素数１〜４の短鎖アルキルまたは置換アルキル、好ましくはメチル、 エチル、プロピル、ヒドロキシ置換エチルまたはプロピルおよびそれらの混合物 からなる群から選ばれる基であり、好ましくはメチルであり、各Ｒ₃は水素およ びヒドロキシ基からなる群から選ばれ、各ｎは１〜４、好ましくは２〜３、より 好ましくは３の数であり、（Ｃ（Ｒ₃）₂）部分中のヒドロキシ基は１個以下であ る〕 を有する。Ｒ₁基は、分枝および／または不飽和であることができる。Ｒ₂基は、 連結して環構造を形成することもできる。この種の界面活性剤は、シェレックス できるＣ₁₀〜Ｃ₁₄脂肪アシルアミドプロピレン（ヒドロキシプロピレン）スルホ ベタインである。 好適な両性界面活性剤は、第四級基なしである以外は双性界面活性剤と同様で ある界面活性剤である。事実、それらは、第四級基の代わりにアミン基を含有す る。実際に、それらは、組成物の低ｐＨでプロトン化して陽イオン基を形成する アミン基を含有し且つこれらのｐＨで陰イオン基も有していてもよい。 ここで使用するのに好適な陰イオン界面活性剤は、式 Ｒ₁ＳＯ₃Ｍ（式中、Ｒ₁ は炭素数６〜２４の直鎖または分枝アルキル基およびアルキル基中に６〜１５ 個の炭素原子を有するアルキルフェニル基からなる群から選ばれる炭化水素基を 表わし、Ｍは塩形成陽イオンであり、典型的にはナトリウム、カリウム、アンモ ニウム、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる）に係る。 他の好適な陰イオン界面活性剤は、アルキル硫酸またはアルキルポリエトキシ レートエーテル硫酸の水溶性塩（アルキル基は６〜２４個の炭素原子を有し且つ 好ましくはアルキルポリエトキシレートエーテルサルフェートの場合には１〜３ ０個のエトキシ基を含有する）またはアルキルベンゼンスルホネート（アルキル 基は直鎖または分枝鎖配置に９〜１５個の炭素原子を有する）で代表できる。ア ルキルベンゼンスルホネートの一例は、直鎖Ｃ₁₀〜Ｃ₁₄アルキルベンゼンスルホ ン酸のナトリウム塩である。 本発明に係る組成物は、ｐＨ ０．１〜４．５、好ましくは０．１〜３、より 好ましくは０．５〜２を有する。 本発明に係る組成物は、水性である。従って、本発明に係る組成物は、全組成 物の１０〜９５重量％、好ましくは５０〜９０重量％、最も好ましくは７０〜８ ５重量％の水を含む。 本発明に係る組成物は、香料、漂白剤、着色剤、殺細菌剤、増粘剤、染料、キ レート化剤、顔料、溶媒、安定剤、腐食抑制剤などを含めて各種の他の成分を更 に含んでもよい。 本発明に係る組成物は、金属表面などの器具で使用する物質、例えば、アルミ ニウム、ステンレス鋼、クロム処理鋼、または合成表面さえを脱スケール化する のに特に好適である。 本発明は、器具の硬質表面、特に金属表面から石灰スケール付着物を除去する 方法（前に定義のような組成物をニート形または希釈形で前記表面上に適用し、 次いで、前記表面上に作用させ、次いで、すすぎによって除去する）を更に包含 する。 ここで「希釈形」なる表現は、本発明に係る組成物を使用者によって水中に希 釈することを包含する。典型的な希釈水準は、前記組成物の０．５％〜５０％で ある。 本組成物は、冷たい条件または熱い条件下で使用するのにも特に好適である。 例えば、コーヒー沸かし器を脱スケール化する時には、前記組成物は、ニートま たは希釈形および熱い条件（８０℃〜１８０℃）下で使用できる。 本発明を下記の実験データおよび例によって更に例示する。 実験データ １） 増大％の界面活性剤と一緒にマレイン酸１４％を含む組成物の石灰スケー ル除去能力は、下記の石灰スケール除去試験法によって評価する。 異なる組成物の石灰スケール除去（ＬＳＲ）能力は、標準化大きさの大理石ブ ロックをこれらの組成物に３０分間ソーキングすることによって測定した。大理 石ブロックは、化学的に言えば石灰スケールに非常に類似であり、即ち、本質上 炭酸カルシウムを含有する。実験前および実験後に、各大理石ブロックを秤量し 、性能を３０分間で「溶解された」大理石ブロックのｇで表現する。この石灰ス ケール除去試験法を覆われていない大理石ブロック上と覆われた大理石ブロック 上との両方で行う。 １．１）覆われていない大理石ブロック この実験は、大理石ブロック自体を使用することによって、マレイン酸１４重 量％および増大濃度の界面活性剤、ミリスチルトリメチルアンモニウムブロミド （陽イオン界面活性剤）または直鎖Ｃ₁₀〜Ｃ₁₄アルキルベンゼンスルホネート（ 陰イオン界面活性剤）またはドバノール９１−８（非イオン界面活性剤）のいず れかを含む組成物について行った。 その結果、マレイン酸１４％を含む組成物の、全組成物の各界面活性剤の重量 ％の増大に対する石灰スケール除去能力（ＬＳＲ）を報告する第１図中の異なる 曲線が得られた。 第１図中の曲線は、組成物が界面活性剤少なくとも１％を含む組成物と比較し て全組成物の１重量％未満の量の界面活性剤を含む時に、マレイン酸を含む組成 物の石灰スケール除去能力がより良いことを示す。 １．２）覆われた大理石ブロック この実験は、グリース汚れモデルによって覆われた大理石ブロックを使用する ことによって、マレイン酸１４重量％および増大濃度の界面活性剤、セチルトリ メチルアンモニウムブロミド（陽イオン界面活性剤）または直鎖Ｃ₁₀〜Ｃ₁₄アル キルベンゼンスルホネート（陰イオン界面活性剤）のいずれかを含む組成物につ いて行った。大理石ブロック上のグリース汚れの量は、約０．８５重量％であっ た。 その結果、マレイン酸１４％を含む組成物の、全組成物のセチルトリメチルア ンモニウムブロミドの重量％の増大に対する石灰スケール除去能力（ＬＳＲ）を 報告する第２図中の曲線１が得られた。マレイン酸１４％を含む組成物の、全組 成物の直鎖Ｃ₁₀〜Ｃ₁₄アルキルベンゼンスルホネートの重量％の増大に対する石 灰スケール除去能力（ＬＳＲ）を報告する第２図中の曲線２が得られた。 第２図中の曲線は、ピークが試験された各界面活性剤について得られることを 示す。事実、これらの曲線は、全組成物の１重量％未満の適量の界面活性剤を含 む酸性組成物が前記の所定の界面活性剤少なくとも１重量％を含む同じ組成物と 比較して改善された石灰スケール性能を示すことを示す。 ２） 本発明に係る組成物の更なる例は、下記のものである。表示の割合（重量％） の表示の成分からなるこれらの組成物を調製する。 前記例に係るすべての組成物は、クリーニングする表面に安全でありながら、 優れた石灰スケール性能を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． マレイン酸および界面活性剤またはその混合物を含むｐＨ約０．１〜約 ４．５を有する器具を脱スケール化するのに好適な水性組成物であって、石灰ス ケール性能が前記界面活性剤１％を含む場合の前記組成物と比較して改善される ように、全組成物の１重量％未満の量の前記界面活性剤を含むことを特徴とする 、水性組成物。 ２． 界面活性剤が非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面 活性剤、双性界面活性剤、両性界面活性剤またはそれらの混合物の群から選ばれ る、請求項１に記載の組成物。 ３． 界面活性剤が式 Ｒ₁Ｒ₂Ｒ₃Ｒ₄Ｎ⁺Ｘ^-（式中、Ｘは対陰イオンであり、 Ｒ₁はＣ₈〜Ｃ₂₀炭化水素鎖であり、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は独立にＨまたはＣ₁〜Ｃ₄ 炭化水素鎖から選ばれる）の陽イオン界面活性剤である、請求項１に記載の組 成物。 ４． 陽イオン界面活性剤がステアリルトリメチルアンモニウムブロミド、セ チルトリメチルアンモニウムブロミド、ミリスチルトリメチルアンモニウムブロ ミドまたはそれらの混合物の群から選ばれる、請求項３に記載の組成物。 ５． 全組成物の約０．１〜約４５重量％のマレイン酸を含む、請求項１に記 載の組成物。 ６． 全組成物の約１〜約２５重量％のマレイン酸を含む、請求項５に記載の 組成物。 ７． 全組成物の約８〜約２０重量％のマレイン酸を含む、請求項５に記載の 組成物。 ８． ｐＨが約０．１〜約３である、請求項１に記載の組成物。 ９． ｐＨが約０．５〜約２である、請求項１に記載の組成物。 １０． 前記組成物がスルホン酸、メタンスルホン酸、クエン酸またはそれら の混合物を更に含む、請求項１に記載の組成物。 １１． 請求項１に記載の組成物をニート形態または希釈形態で器具の硬質表 面、好ましくは金属表面上に冷たい条件または熱い条件下で適用し、次いで、前 記表面上に作用させ、次いで、すすぎによって除去することを特徴とする、器具 の硬質表面、好ましくは金属表面からの石灰スケール付着物の除去法。 １２． 請求項３に記載の組成物をニート形態または希釈形形態器具の硬質表 面、好ましくは金属表面上に冷たい条件または熱い条件下で適用し、次いで、前 記表面上に作用させ、次いで、すすぎによって除去することを特徴とする、器具 の硬質表面、好ましくは金属表面からの石灰スケール付着物の除去法。