JPH1192790A

JPH1192790A - 洗浄剤

Info

Publication number: JPH1192790A
Application number: JP27829797A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Miyamoto; 久士宮本
Original assignee: AQUA GARDEN HIGHTECH KK
Current assignee: AQUA GARDEN HIGHTECH KK
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の有機系界面活性剤を使用した洗浄剤で
は分子量が大きいためミクロの分野での洗浄が困難であ
り、配合物が過剰で十分に水洗しても洗浄剤が洗浄物に
付着し残留する恐れがある。また、その排水はＣＯＤ値
やＢＯＤ値を上昇させる。水酸化ナトリウム水溶液など
は水の構造形成を大きくし、水の分子運動を純水に比べ
緩慢にさせるためミクロの分野の洗浄においては望まし
くない。また、脂肪などの油と反応し、活性剤を生成し
それが被洗浄物の表面を覆い、有効成分が被洗浄物に浸
透することを阻害する。電気分解により目的の洗浄剤を
産出したとしても品質にばらつきがあり濃縮や希釈はで
きず、安定度が悪く、コスト的にも高価なものとなる。【解決手段】本発明に係る洗浄剤では、油とアルカリ
が反応して生成するイオン性活性剤が洗浄物の表面を覆
うことを阻止するため、それらを封鎖する物質を溶解す
ることや水溶液中に含まれるイオンや分子の運動を活性
化する負の水和をするイオンを溶解することで解決し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は製品や材料、生物を洗浄
する洗浄剤の分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来の洗浄剤は有機系界面活性剤を使用
したものが大半である。

【０００３】水酸化ナトリウム水溶液などを用いた洗浄
剤がある。

【０００４】医療分野ではエタノールなどのアルコール
を用いることがある。

【０００５】電気分解による酸性水やアルカリ水を洗浄
剤として使用することがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現在主体となっている
有機系界面活性剤を使用した洗浄剤では分子量が大きい
ためミクロの分野での洗浄が困難であり、配合物が過剰
で十分に水洗しても洗浄剤が洗浄物に付着し残留する恐
れがある。また、その排水はＣＯＤ値やＢＯＤ値を上昇
させる。

【０００７】水酸化ナトリウム水溶液などは水の構造形
成を大きくし、水の分子運動を純水に比べ緩慢にさせる
ためミクロの分野の洗浄においては望ましくない。ま
た、静止状態では界面上で脂肪などの油と反応し、活性
剤を生成しそれが被洗浄物の表面を覆い、有効成分が被
洗浄物に浸透することを阻害する。

【０００８】電気分解により目的の洗浄剤を産出したと
しても品質にばらつきがあり濃縮や希釈はできず、安定
度が悪く、コスト的にも高価なものとなる。

【０００９】

【発明の目的】本発明に係る洗浄剤では従来の技術の問
題点に鑑みて発明されたものであり、有機活性剤の使用
を減少させミクロの洗浄を活性化し、残留性のない、洗
浄物や環境にやさしい洗浄剤を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る洗浄剤では、油とアルカリが反応して
生成するイオン性活性剤が洗浄物の表面を覆うことを阻
止するため、それらを封鎖不活性化する物質を溶解する
ことや水溶液中に含まれるイオンや分子の運動を活性化
する負の水和をするイオンを溶解することで解決した。

【００１１】

【作用】上記のように構成することにより、ミクロの分
野の洗浄能力を高め、残留性のない、洗浄物や環境にや
さしい洗浄剤を提供する。

【００１２】

【実施例】室温で市販ラー油0.070ｇをシャーレに滴下
し、カリウムイオン濃度約1.45ｇ／Ｌ、水酸イオン濃度
約0.60ｇ／Ｌ、他に負の水和をする陰イオン0.002モル
に調整した水溶液１０ｇをシャーレに注ぎ、静止放置
したところ５分後ラー油の約半量を溶液上に分離するこ
とができる。

【００１３】この時図１Ａに示すようにラー油ｏの状態
は界面活性剤水溶液中に油を落としたような円形状態で
浮遊し、シャーレの底ａにも雪だるま状や半球状に付着
残存し、溶液は透明であった。

【００１４】次に上記同様ラー油0.070ｇを同じように
シャーレに滴下し、カリウムイオン濃度約1.45ｇ／Ｌ、
水酸イオン濃度約0.60ｇ／Ｌ、他に負の水和をする陰イ
オン0.0025モル、カルシウムイオン濃度約0.02ｇ／Ｌに
調整した水溶液１０ｇをシャーレに注ぎ、静止放置し
たところ５分後ラー油の大半を分離溶解することができ
た。

【００１５】この時図１Ｂに示すようにラー油は、図１
Ａのごとく浮遊しているのではなく、ｏ１のように不定
形で浮遊し一部はエマルジョンのような状態ｏ２となっ
たように見受けられ、シャーレ底面のラー油ｏ３は極め
て少量であった。また、溶液にラー油の色が着色したよ
うに見えた。

【００１６】またｓはアルカリとラー油が反応したとき
に生成する活性剤をカルシウムイオンが不活性にした不
溶性の金属石鹸である。

【００１７】これらのことからアルカリと油が反応する
ときイオン性界面活性剤が生成されその一部が界面活性
作用を発揮し、過剰なものは金属石鹸となり不活性のも
のとなることにより、反応がスムーズに行われより精度
の高い洗浄が行われたこととなる。

【００１８】また、界面活性剤の配合された家庭用洗剤
や医療用器具洗浄剤、電気分解アルカリイオン水でも同
様の試験を試みたが、すべて、界面活性による剥離であ
った。

【００１９】水溶液や界面活性剤使用での剥離のみの
洗浄の場合、溶液は非常にきれいに澄んでいる。数時間
放置すると性能の良いものでは剥離は大半行われるが溶
液と空気が接するシャーレの界面箇所に、ラー油が付着
しているのが確認できるが、水溶液を用いたものでは
肉眼では付着は確認することはできなかった。

【００２０】これらのように活性剤が存在すると静止状
態では脂肪などの油の剥離はある程度行うものの再付着
や、分散性にかけることを示す。

【００２１】無論、どの試験においても物理的にこする
などの作業を加えればある程度ラー油を剥離分散するこ
とはできる。

【００２２】アルカリと油が反応したときに生成する活
性剤を不活性にするための物質のイオン濃度は生成する
イオン性活性剤の一部を不活性にするものであればカル
シウムを一例とする金属イオンなどや、カチオン活性剤
であればそれを不活性にするものなどどのようなもので
もよく炭酸カルシウムに換算した値で５ｐｐｍから３０
０ｐｐｍ程度がよく、好ましくは３０ｐｐｍから１００
ｐｐｍがよい。また、水産イオンや負の水和をするイオ
ンの種類やその他のイオン濃度により好ましい範囲はあ
る程度変動する。

【００２３】また、原料を水道水などで希釈し使用する
場合など、その水溶液のイオン性活性剤不活性化物質量
がイオン性活性剤不活性化能力に満たない場合は水溶液
のように界面活性により剥離する。そのため、有効な
活性剤不活性化物質を適量添加する必要がある。活性剤
不活性化物質が過剰な溶液を使用する場合、水溶液を
用いたときの反応より低下する。そのためゼオライトや
トリポリリン酸ナトリウムを一例とする金属イオン封鎖
ビルダーなどやＥＤＴＡやＮＴＡなどのキレート剤、コ
ロイド物質などを適量配合する必要がある。また、被溶
解水の伝導度が非常に高い場合はその成分を調べ、イオ
ン交換を行うか使用を避けるべきである。

【００２４】この時、本発明では電荷数の大きいもの
や、イオン半径が小さいものが含まれるとミクロの分野
での洗浄力は低下する。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１はイオンの半径、イオンが水分子と結
合し水和イオンを形成するときのするときの水和ギブズ
エネルギー、水和のエントロピーと結晶イオンから計算
された結晶イオン体積、水溶液中のイオンの見かけ体積
を記載したものである。この表から、イオン半径が小さ
いほどまた電荷数が大きいほど水和ギブズエネルギーと
水和のエントロピーが負の方向へ大きいことがわかる。

【００２７】水溶液中の見かけ体積が負の値を示すイオ
ンの回りの水は、純水の構造よりかなり強い構造を形成
することになる。それに反し、正の値を示すものはイオ
ンの回りの水分子どうしの水素結合が切られ、水分子の
配向がかなり乱れることになる。このことはイオン半径
が小さいほど、電荷数が大きいほど水和力が大きく、水
分子の運動を妨げることになる。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２はイオンの結晶半径ｒ_cと２５℃にお
ける水溶液中のストークス半径ｒ_sとその比ｒ_s／ｒ_cを
示したものである。表１で示した水溶液中のイオンの見
かけ体積が負の値を示したものはｒ_s／ｒ_cの値は１以上
を示す。このことは水和力の大きいイオンではイオンの
回りに構造を形成する水が水和したためと理解できる。
その反面、ｒ_s／ｒ_cが１以下を示すイオンを含む溶液は
水分子の構造が破壊され純水より自由に運動しているこ
とになる。これらのイオンを負の水和をするイオンと呼
ぶ。

【００３０】これらのことから、負の水和をするイオン
濃度が増大すると水の構造破壊が進みその結果、水の粘
性率も小さくなる。また、粘性率が小さい水中では負の
水和をするイオンは通常の粘性率を持つ水中よりも早く
運動することになる。

【００３１】これらのことから負の水和をするイオン水
溶液では水分子やイオンの運動が活性化し、ミクロの分
野での洗浄を促進する。

【００３２】負の水和をするイオンにはアルカリ金属族
のカリウムを含めて元素番号の大きいものやハロゲン族
の塩素を含めて元素番号の大きいものなどがそうであ
る。また、元素番号が大きくなるにつれて負の水和も大
きくなる。金属イオンやその他のイオンでも負の水和を
するものがある。これらの組み合わせにより、ミクロの
洗浄力の活性は無論、水溶液の反応速度や反応能力も
変化する。

【００３３】純水より水の構造を強く形成するイオンを
仮に正の水和をすると呼ぼう。正の水和をするイオンが
多く含まれる水溶液ほど水溶液の粘性度は大きくなり水
分子やイオンの運動が妨げられミクロの分野での洗浄力
は小さくなる。

【００３４】図２は負の水和をするイオンｃと正の水和
をするイオンｄの水分子との関係を示す簡単な略図であ
る。イオン半径が大きく電荷数の小さいイオンすなわち
負の水和をするイオンｃに双極子である水分子ｗ１との
間に弱いクローン力ポテンシャルが存在するため、水分
子ｗ１は矢印のように自由にふるまう結果となる。

【００３５】その反面、正の水和をするイオン半径が小
さく電荷数の大きいものは水分子ｗ２との間に強いクロ
ーン力ポテンシャルが存在するため回りの水分子ｗ２に
相当するものに強い構造が形成されることを示す。

【００３６】仮に何らかの理由で、正の水和をするイオ
ンや、水分子の運動を小さくするものを溶解させる場合
は、全体的なバランスを考えなければなれない。

【００３７】活性剤不活性化物質やビルダーのような活
性剤不活性化阻害物質を配合する際、その水溶液イオン
が負の水和をなさないものであればそのイオン濃度に注
意をはらう必要があり、使用濃度で少なくとも合計量
０．０１モル以下、好ましくは０．００６モル以下でな
ければ反応性や洗浄力は低下する。その時の負の水和を
するイオン濃度は水和力を考慮に入れ、少なくとも純水
の水和構造よりも構造破壊が進んでいる状態であって、
水分子やイオンの運動が活性化されている必要がある。
また、構造破壊が進んだ溶液であっても、正の水和をす
るイオン含有率が多い場合、全体的なイオン濃度が高く
なるため、洗浄力を降下させる場合がある。

【００３８】

【表３】

【００３９】表３は結晶の水和ギブズエネルギーと結晶
格子を形成するときのギブズエネルギーとの差をＡに示
したものである。この値が負に大きい結晶ほど水溶性が
大きいことを示す。水溶性が大きいということは洗浄後
水洗した場合、残留率が小さいことを示す。

【００４０】このように、負の水和をするイオンを含む
結晶をうまく利用することにより残留性の低い安全な洗
浄剤を提供することとなる。

【００４１】アルコールやエーテル、活性剤や溶剤など
水に溶けやすいものを併用することができる。また、炭
酸ナトリウムに代表されるアルカリビルダーなども配合
できる。活性剤を添加した場合、その活性剤の性質によ
り活性剤不活性化物質の濃度を増減しなければならな
い。しかしながら水和や排水の問題から必要以上に正の
水和をする物質や添加物配合は避け、最小限度に止めな
ければならない。

【００４２】また、非イオン性活性剤など残留性の比較
的高いものと併用する場合は洗浄後の水洗を確実に行う
必要がある。

【００４３】イオン性活性剤不活性化物質や負の水和を
するイオンの種類や濃度、ｐＨ値やその他の添加物の種
類や濃度を洗浄物や汚れの種類、程度により調整するこ
とができる。

【００４４】溶液に含まれるイオン濃度、種類により活
性剤がアルカリにより生成される速度と量が変化する。
それらのことを考慮に入れ溶液に含まれるイオン濃度と
種類を被洗浄物により選定する必要がある。

【００４５】本発明の溶液を合成繊維の布や天然繊維の
布に含浸させた製品も可能である。それらの製品では、
樹脂やガラス、金属などのふき取りにも使用できる。

【００４６】生物の体表や体毛の洗浄や食品生物原料の
洗浄なども行うことができる。

【００４７】また、セラミック原料や製品、繊維原料や
製品などや医療用器具の血液付着物の洗浄も行うことが
できる。

【００４８】大型の異物が洗浄物に付着している場合な
どは、従来の洗浄を行いその後、本発明を実施すること
で、より確実な洗浄を行うことができる。

【００４９】本発明を無菌的に製造することもできる。
たとえば結晶と水やその他のものを別々に滅菌装置によ
り滅菌し無菌的に配合することや、水溶液にした状態で
滅菌することも可能である。

【００５０】滅菌された本発明を生物の口腔部の洗浄や
傷口の洗浄に使用することも可能で、また、医療用ガー
ゼ、機器類等の洗浄も可能である。

【００５１】以上のように本発明の洗浄剤は、被洗浄物
に合致した安全な配合であればどのような方法でいかな
る使い方をもできる。

【００５２】

【発明の効果】これらのように無機物質を主体とする洗
浄剤でありながら高分子の洗浄からミクロの洗浄まで行
い、残留性のない洗浄物にやさしい洗浄剤を提供するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態を示す図である。

【図２】本発明に係る一実施形態を示す図である。

【符号の説明】

ａシャーレ底面ｃ負の水和をするイオンｄ正の水和をするイオンｏラー油ｓ不溶性金属石鹸ｗ水分子ｖ水面

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【手続補正書】

【提出日】平成９年９月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】イオン性活性剤不活性化物質や負の水和
をするイオンの種類や濃度、ｐＨ値やその他の添加物の
種類や濃度を洗浄物や汚れの種類、程度により調整する
ことができる。たとえば、ハロゲン族イオンの遊離によ
る腐蝕や酸化の心配があるのであれば、ハロゲン族を含
む結晶やその他のものの配合を避けることもできる。ま
た、溶液に着色物を配合することもできる。一例をあげ
ると、過マンガン酸カリウム（溶液は負の水和をする）
０．０００１モル、カルシウムイオン濃度０．００１モ
ル、水産イオン濃度０．００８５モル、他に負の水和を
する陽イオンと負の水和をする陰オンを含む溶液で、こ
の溶液はＣＯＤ値の上昇がない事を特徴とするもので、
過マンガン酸カリウムの消費がないものである。この溶
液は薄紫色の溶液で、この溶液を用い前記同様ラー油を
シャーレに滴下し洗浄試験を試みた。ＣＯＤ値やＢＯＤ
値を上昇させる物質が溶液に触れると過マンガン酸は消
費され、溶液の色は次第に薄く変化する。無論、マンガ
ンが生成される活性剤を不活性にする作用も溶液内で展
開されることになる。また、過マンガン酸が汚れを酸化
し分散させる作用も認められる。このように洗浄される
異物の量や洗浄程度で、溶液の洗浄力低下を肉眼で確認
できるものとなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂やガラス、セラミック、金属、繊
維、食品、生物を洗浄する分野において、イオン性活性
剤を不活性にする物質を含むことを特徴とする洗浄剤。
【請求項２】イオン性活性剤を不活性にするイオン濃
度が洗浄前溶液中にＣａＣＯ₃換算で５ｐｐｍから３０
０ｐｐｍの値であって、それを消費する物質が含まれな
いことを特徴とする請求項１に記載の洗浄剤。
【請求項３】洗浄剤を溶解した溶液にイオン性活性剤
を不活性にする物質が多量に含まれるとき、その過剰な
物質を封鎖する物質を含むことを特徴とする請求項１及
び請求項２に記載の洗浄剤。
【請求項４】サモイロフ(Samoilov)の提唱する負の水
和をするイオンを含む結晶を溶解させた溶液であって、
負の水和をするイオンと水産イオン、水素イオン以外の
洗浄前溶液イオン合計濃度が０．０１モル以下であるこ
とを特徴とする請求項１及び請求項２、請求項３に記載
の洗浄剤。
【請求項５】無菌的に製造することを特徴とする請求
項１及び請求項２、請求項３、請求項４に記載の洗浄
剤。
【請求項６】濃縮生産しそれを希釈して使用することを
特徴とする請求項１及び請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５に記載の洗浄剤。【０００１】