JPH10511123A - マレイン酸をベースとする水性クリーニング組成物およびその使用法 - Google Patents

マレイン酸をベースとする水性クリーニング組成物およびその使用法

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JPH10511123A JP7520709A JP52070995A JPH10511123A JP H10511123 A JPH10511123 A JP H10511123A JP 7520709 A JP7520709 A JP 7520709A JP 52070995 A JP52070995 A JP 52070995A JP H10511123 A JPH10511123 A JP H10511123A
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ケーニッヒ,アクセル
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Abstract

(57)【要約】 界面活性剤またはその混合物、5を超えない第一pKaを有する酸またはその混合物、およびマレイン酸(表面安全性が改善されるようなマレイン酸対前記酸の重量比で)を含むことを特徴とする硬質表面、特に金属表面上の石灰スケールを除去するための水性クリーニング組成物を開示する。前記組成物は、浴室および台所で使用するか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】 マレイン酸をベースとする水性クリーニング組成物およびその使用法 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、特に金属 表面をクリーニングし且つ脱スケール化するために使用する時に適当な表面安全 性を保証しながら石灰スケールしみおよび外被を除去する際に最適の性能を与え る組成物を記載するものである。 背景技術 水道水は、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して前記表面の美的ではない様相を生じさせる特定量の可 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 硬質である場所で一層深刻である。 石灰スケールが酸性水溶液で化学的に除去できることはこの分野において知ら れており且つ各種の酸性クリーニング組成物は、この目的で記載されている。 しかしながら、多くの場合には、酸性組成物は、使用される酸が被処理表面を 損傷するという問題を生じさせることがある。特に、若干の腐食/ステイニング は、アルミニウム、クロム処理鋼、ステンレス鋼などの金属表面をこのような酸 で処理する時に生じさせることがある。 それゆえ、本発明の目的は、石灰スケールの除去用クリーニング組成物(該組 成物は金属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) を提供する際にこの問題を解消することにある。 5を超えない第一pKaを有する酸の場合には、表面安全性が、前記酸または その混合物をマレイン酸と適当な比率で組み合わせることによって、石灰除去能 力を弱体化することなくに改善されることが今や見出された。事実、適切な比率 でマレイン酸およびこのような酸を含む本発明の組成物は、石灰スケールを除去 する際に特に有効でもありながら、マレインなしの同じ組成物より金属表面に有 意に安全であることが見出された。 本発明の利点は、前記組成物が金属表面のほかの他の表面、例えば、合成表面 にも安全であることである。 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。クエン酸は、例の若干においてマレイン酸と一緒に開示されている 。しかし、クエン酸は、低いpHで石灰スケールを除去する際に有効ではない。 発明の開示 本発明は、全組成物の0.01〜30重量%の界面活性剤またはその混合物、 マレイン酸および5を超えない第一pKaを有する酸(クエン酸を除いて)また はその混合物(表面安全性が改善されるようなマレイン酸対前記酸の重量比で) を含むことを特徴とする硬質表面から石灰スケールを除去するのに好適な、pH 0.1〜4.5を有する水性クリーニング組成物である。 また、本発明は、硬質表面、特に金属表面の処理法(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、石灰スケールまたは必須成分として石灰スケールを含 む汚れを除去するように設計する。すなわち、それらは、第一必須成分として、 5を超えない第一pKaを有する酸またはその混合物を含む。好ましくは、多く の表面上の石灰スケールを除去するのに特に効率的であるここで使用すべき酸は 、4を超えない第一pKa、より好ましくは3を超えない第一pKa、最も好ま しくは2未満の第一pKaを有する。本発明によれば、前記酸は、有機酸または 無機酸であることができる。無機酸の例は、スルファミン酸(pKa=0.1) 、塩酸(pKa<0)、硝酸(pKa<0)、リン酸(pKa=2.1)および メタンスルホン酸(pKa=1.9)である。有機酸の一例は、ギ酸(pKa= 3.75)である。スルファミン酸単独または別の酸との混合物が、ここで使用 するのに好ましい。更に、本発明に係る組成物は、pH2未満で石灰スケール除 去剤としては余りよくは遂行しないクエン酸を含まない。本発明の組成物は、全 組成物の0.1〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは 0.1〜5重量%の、5を超えない第一pKaを有する酸またはその混合物を含 む。 本発明に係る組成物は、第二必須成分としてマレイン酸を更に含む。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。 金属表面をマレイン酸および5を超えない第一pKaを有する酸を一方対他方 の適当な重量比で含む本発明の組成物で処理する時に、表面安全性が改善される ことが観察された。前記比率は、使用する特定の酸に依存し且つこのように各酸 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、マレイン酸対前記酸 の重量比は、表面安全性が改善されるようなものである。 「表面安全性改善」とは、所定の接触時間で、本発明の組成物の場合にはマレ イン酸なしの同じ組成物と比較して少ない被処理表面の損傷が観察されることを 理解すべきである。より詳細には、本発明者等は、5を超えない第一pKaを有 する酸を含む所定の組成物においては表面損傷をマレイン酸の量に対してプロッ トすることによって、1ステップを含む曲線が得られる(第1図参照)。ステッ プが(A)、好ましくはステップ(B)の半分、より好ましくはステップ(C) の全部に達する時に、表面安全性が「改善される」。表面安全性を測定するのに 好適な方法は、例で後述の目視等級化法である。前記表面安全性試験法は、文献 でANSI124.1−1980に報告されている。 本発明の好ましい態様においては、本組成物は、5を超えない第一pKaを有 する前記酸としてスルファミン酸を含む。好ましくは、前記組成物は、全組成物 の0.5〜5重量%の前記スルファミン酸(マレイン酸対前記スルファミン酸の 重量比15:1から3:1、好ましくは8:1から4:1)を含む。 本発明に係る組成物は、pH0.1〜4.5、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、更に他の必須成分として界面活性剤またはその混合物 を含む。好ましくは、本発明に係る組成物は、全組成物の0.01〜30重量% 、より好ましくは0.05〜10重量%、より好ましくは0.1〜8重量%、最 も好ましくは0.1〜3重量%の前記界面活性剤またはその混合物を含む。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、両性界面活性剤ま たは双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することなく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、この分野で知られている縮合 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(DobanolR)で市販されており、シェルから商品名 ルテンゾル(LutensolR)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)で代表させることができる。 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R1234+ (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(MTAB)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)。いくつかの好ましい双性界面活性剤の一般式は、 R1−N+(R2)(R3)R4- 〔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(R32n−N(R22 (+) −(C(R32)n−SO3(−) または R1−C(O)−N(R2)−(C(R32n−N(R22 (+) −(C(R32)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(R32)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。しかしながら、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。 若干の粘度を本発明の組成物に与えることが望ましい本発明の1態様において は、界面活性剤は、前記のような非イオン界面活性剤と前記のような陽イオン界 面活性剤との混合物である。前記組成物は、全組成物の0.5〜15重量%の界 面活性剤の前記混合物を含む。 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、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。 1態様においては、本発明の組成物は、腐食抑制剤、即ち、腐食を抑制する単 一目的を有する化合物を含まない。 本発明に係る組成物は、台所または浴室で見出すことができる金属表面を処理 するのに特に好適である。事実、本発明の組成物は、台所型しみと浴室型しみと の両方、即ち、炭酸カルシウムだけではなく石鹸スカムおよび/またはグリース も含有するしみの場合に良好な石灰スケール除去性を示す。 本発明に係る組成物は、器具、例えば、アイロン、コーヒー沸かし器またはケ トルで見出すことができる金属表面を処理するのにも好適である。器具を脱スケ ール化する応用で使用すべき組成物は、好ましくは、少量の界面活性剤、好まし くは全組成物の1重量%未満、より好ましくは0.1%〜0.9%の界面活性剤 を含有する。器具を脱スケール化する応用においては、界面活性剤として前記陽 イオン界面活性剤を使用することが好ましい。 本発明は、硬質表面、特に金属表面の処理法(前に定義のような組成物をニー ト形で容器から前記表面上に分与し、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。前記方法は、浴室、台所または器具 で見出される金属表面を処理するのに使用できる。 更に、本発明は、硬質表面、特に金属表面の処理法(前に定義のような組成物 を希釈形で使用する)を更に包含する。ここで「希釈形で使用」なる表現は、使 用者による希釈(このことは、例えば、器具を脱スケール化する応用で生ずる) を包含する。典型的な希釈水準は、組成物の0.5%〜50%である。本組成物 は、熱い条件下で使用するのにも特に好適であり、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、希釈形および熱い条件(80℃〜18 0℃)下で使用できる。 前記文章で使用する「処理する」なる表現は、本発明に係る組成物が界面活性 剤を含む時に洗浄すること、および本発明の酸の適当な組み合わせのため表面安 全性を改善しながら石灰スケールを除去することを包含してもよい。 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%のマレイン酸と一緒にスルファミン酸(pKa=0.1)3%を含 む溶液の表面安全性を下記の表面安全性試験法によって評価する。 表面安全性試験法をアルミニウム表面上で行う。試験すべき溶液1滴を前記表 面上に置き、そこに16時間放置する。この試験においては、溶液の1滴を室温 (20℃)で乾燥させる。暴露時間の終りに、表面を軟水ですすぎ、拭いて乾か す。処理なしの同じ表面を対照と取る。下記の等級化スケールを使用して、処理 表面と未処理表面との間の比較を目視的に行う。 0=目視表面損傷なし 1=わずかの表面変化/損傷;弱いステイニング 2=わずかにより多い表面損傷;中位のステイニング 3=多数の表面損傷;強いステイニング その結果、スルファミン酸3%を含む全溶液のマレイン酸の重量%の増大に対 する目視表面損傷を報告する第1図中の曲線が得られた。 第1図中の曲線は、マレイン酸およびスルファミン酸が一方対他方の適当な比 率で存在する時に表面安全性が改善されることを示す。 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。 前記のような表面安全性試験法は、前記のような異なる暴露時間でアルミニウ ム表面およびステンレス鋼表面上で組成物1〜5の場合に行った。処理された表 面を対照表面(未処理)と比較する時に、目視差は、組成物1〜5の場合には見 出されなかった。換言すれば、これらの組成物は、アルミニウム表面とステンレ ス鋼表面との両方に対して安全である。 更に、アルミニウム表面またはステンレス鋼表面の損傷は、表面安全性試験法 を熱い条件下、即ち、試験するべき組成物のボウリング点温度で組成物4および 5の場合に暴露時間0.5時間行う時に観察されなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボス,エディー ベルギー国リンデン、ケツィエルスウェー ク、15

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 全組成物の約0.01〜約30重量%の界面活性剤またはその混合物お よびマレイン酸を含む、硬質表面上の石灰スケール付着物を除去するのに好適な 、pH約0.1〜約4.5を有する水性クリーニング組成物であって、該組成物 が、約5を超えない第一pKaを有する酸(ただしクエン酸を除く)またはその 混合物を、表面安全性が改善されるようなマレイン酸対前記酸の重量比で、更に 含むことを特徴とする、水性クリーニング組成物。 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. 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。 4. 全組成物の約1〜約25重量%のマレイン酸を含む、請求項3に記載の 組成物。 5. 全組成物の約8〜約20重量%のマレイン酸を含む、請求項3に記載の 組成物。 6. 全組成物の約0.1〜約20重量%の約5を超えない第一pKaを有す る酸またはその混合物を含む、請求項1に記載の組成物。 7. 全組成物の約0.1〜約10重量%の約5を超えない第一pKaを有す る酸またはその混合物を含む、請求項6に記載の組成物。 8. 全組成物の約0.1〜約5重量%の約5を超えない第一pKaを有する 酸またはその混合物を含む、請求項6に記載の組成物。 9. 前記酸が約4を超えない第一pKaを有する、請求項1に記載の組成物 。 10. 前記酸が約3を超えない第一pKaを有する、請求項1に記載の組成 物。 11. 前記酸が約2以下の第一pKaを有する、請求項1に記載の組成物。 12. 約5を超えない第一pKaを有する前記酸がスルファミン酸、塩酸、 硝酸、ギ酸、メタンスルホン酸およびリン酸の群から選ばれる、請求項1に記載 の組成物。 13. 約5を超えない第一pKaを有する前記酸がスルファミン酸であり且 つ前記組成物が全組成物の約0.5〜約5重量%の前記スルファミン酸を含み且 つマレイン酸対前記酸の重量比が約15:1から約3:1である、請求項1に記 載の組成物。 14. マレイン酸対前記酸の重量比が約8:1から約4:1である、請求項 13に記載の組成物。 15. 界面活性剤がエチレンオキシドとのアルコール(ただし該アルコール は約6〜22個の炭素原子を有するアルキル直鎖を有する)との縮合物(ただし 該縮合物はエトキシ化度は約1〜約15を有する)である非イオン界面活性剤ま たはそれらの混合物である、請求項1に記載の組成物。 16. 界面活性剤がエチレンオキシドとのアルコール(ただし該アルコール は約6〜22個の炭素原子を有するアルキル直鎖を有する)との縮合物(ただし 該縮合物はエトキシ化度は約1〜約15を有する)である非イオン界面活性剤ま たはそれらの混合物である、請求項13に記載の組成物。 17. 界面活性剤が式 R1234+(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)に係る陽イオン界面活性剤である、請求項1に記 載の組成物。 18. 界面活性剤が式 R1234+(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)に係る陽イオン界面活性剤である、請 求項13に記載の組成物。 19. 界面活性剤が非イオン界面活性剤と式 R1234+(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)に係る陽イオン界面活性剤 との混合物である、請求項1に記載の組成物。 20. 界面活性剤が非イオン界面活性剤と式 R1234+(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)に係る陽イオン界面活性剤 との混合物である、請求項13に記載の組成物。 21. pHが約0.1〜約3である、請求項1に記載の組成物。 22. pHが約0.5〜約2である、請求項1に記載の組成物。 23. 請求項1に記載の組成物をニート形で容器から分与するか、希釈形で 硬質表面、好ましくは金属表面上で使用し、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し、それによって表面安全性を改善することを特徴と する、硬質表面、好ましくは金属表面の処理法。 24. 請求項13に記載の組成物をニート形で容器から分与するか、希釈形 で硬質表面、好ましくは金属表面上で使用し、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し、それによって表面安全性を改善することを特徴 とする、硬質表面、好ましくは金属表面の処理法。
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