JP5479691B2 - 液体洗浄剤組成物 - Google Patents
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Description
(a)成分:非イオン界面活性剤。
(b)成分:下記(b1)及び(b2)から選ばれる1種以上の成分。
(b1):トリエタノールアミン〔以下、(b1−1)成分という〕と炭素数12〜20の脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキル(炭素数1〜3)エステル〔以下、(b1−2)成分という〕とを、(b1−2)成分/(b1−1)成分=1.6〜2.4のモル比でエステル化反応させた後、炭素数1〜3のアルキルハライド及び炭素数1〜3のジアルキル硫酸エステルから選ばれるアルキル化剤で4級化した反応生成物。
(b2):下記一般式(b2)で表される化合物。
(c)成分:水
(a)成分は非イオン界面活性剤であり、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、脂肪酸アルカノールアミド、アルキルポリグリコシド、ポリヒドロキシ脂肪酸アミド等が挙げられ、特にポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましい。(a)成分としては、炭素数8〜22のアルキル基またはアルケニル基を1つ有し、平均付加モル数1〜100のポリオキシアルキレン基(アルキレン基の炭素数は2又は3である)を1又は2個有する化合物が好ましい。具体的には下記一般式(a1)の非イオン界面活性剤が良好である。
〔式中、R1aは、炭素数8〜22、好ましくは8〜16のアルキル基又はアルケニル基である。R2aは、炭素数2又は3のアルキレン基であり、好ましくはエチレン基である。R3aは、炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子である。dは平均で、1〜100、好ましくは4〜30、より好ましくは5〜20、特に好ましくは6〜15の数を示す。Eは、−O−、−COO−、−CON<又は−N<であり、Eが−O−又は−COO−の場合eは1であり、Eが−CON<又は−N<の場合eは2である。〕
R1a−O−(C2H4O)f−H (a1−1)
〔式中、R1aは前記の意味を示す。fは平均付加モル数で2〜100、好ましくは6〜50の数である。〕
R1a−O−[(C2H4O)g/(C3H6O)h]−H (a1−2)
〔式中、R1aは前記の意味を示す。g及びhはそれぞれ独立に平均付加モル数で1〜100、好ましくは5〜20の数であり、(C2H4O)と(C3H6O)はランダムあるいはブロック付加体いずれであってもよい。〕
R−O−(AO)m−H (a1−5)
(式中、Rは炭素数8〜22の炭化水素基であり、AOは炭素数2〜3のアルキレンオキシ基であり、mは平均で1〜5、好ましくは1.5〜4.5から選ばれる数である。)
R−O−(AO)n−H (a1−6)
(式中、Rは炭素数8〜22の炭化水素基であり、AOは炭素数2〜3のアルキレンオキシ基であり、nは平均で6〜100、好ましくは6〜25、更に好ましくは8〜20、より好ましくは8〜15から選ばれる数である。)
本発明の(b)成分は、上記(b1)〔以下、(b1)成分という〕及び(b2)〔以下、(b2)成分という〕の化合物から選ばれる1種以上の化合物である。
本発明の(c)成分は水であり、水中に微量に存在するカルシウム、マグネシウム等の硬度成分や鉄等の重金属を除去した水が好ましく、イオン交換水又は蒸留水を用いることができる。また、水を殺菌あるいは滅菌する目的から少量の塩素を含有しても差し支えない。
本発明において、(a)成分の含有量は、組成物中、15〜50質量%であり、好ましくは15〜45質量%、より好ましくは15〜40質量%、特に好ましくは17〜40質量%である。また、(b)成分の含有量(有効分として)は、組成物中、2〜20質量%であり、好ましくは2〜15質量%である。(a)成分と(b)成分の質量比は、(a)成分の質量/(b)成分の質量(有効分として)で1/1〜10/1、好ましくは2/1〜10/1、より好ましくは2/1〜8/1である。
反応(1):牛脂脂肪酸とパーム油由来脂肪酸を質量比で1/1で混合し、部分的に水添した脂肪酸(酸価206、ヨウ素価38、不飽和基が2個有する脂肪酸の含有量7モル%)とトリエタノールアミンを1.6/1のモル比で混合し、定法に従って脱水縮合反応を行った。酸価が5になった時点で反応を止め、反応終了品(反応(1)終了品)を得た。この反応(1)終了品の全アミン価を測定した。
反応(2):次に溶媒不存在下で、反応(1)終了品の全アミン価に対してジメチル硫酸を0.95当量用い、4級化反応を行った後、エタノールで90質量%に希釈し、目的の反応生成物を得た。本反応生成物を分析した結果、有効分は88.2質量%〔(b1−I)18.5質量%、(b1−II)42.7質量%、(b1−III)17.7質量%、(b1−IV)9.3質量%〕であった。
合成例b−1において、原料脂肪酸とトリエタノールアミンのモル比を1.8/1とした以外は同様にして目的の反応生成物を得た。本反応生成物の分析結果を表1に示す。
合成例b−1において、原料脂肪酸とトリエタノールアミンのモル比を2/1とした以外は同様にして目的の反応生成物を得た。本反応生成物の分析結果を表1に示す。
合成例b−1において、原料脂肪酸とトリエタノールアミンのモル比を2.4/1とした以外は同様にして目的の反応生成物を得た。本反応生成物の分析結果を表1に示す。
合成例b−1において、原料脂肪酸とトリエタノールアミンのモル比を1.5/1とした以外は同様にして目的の反応生成物を得た。本反応生成物の分析結果を表1に示す。
合成例b−1において、原料脂肪酸とトリエタノールアミンのモル比を2.7/1とした以外は同様にして目的の反応生成物を得た。本反応生成物の分析結果を表1に示す。
合成例b−1において、原料脂肪酸とトリエタノールアミンのモル比を3/1とした以外は同様にして目的の反応生成物を得た。本反応生成物の分析結果を表1に示す。
合成例b−2において、ヨウ素価90gI2/100g、酸価201mgKOH/gのナタネ油由来の原料脂肪酸を用いた以外は同様にして目的の反応生成物を得た。本反応生成物の分析結果を表1に示す。
反応(3):牛脂脂肪酸とパーム油由来脂肪酸を質量比で1/1で混合し、部分的に水添した脂肪酸(酸価206、ヨウ素価38、不飽和基が2個有する脂肪酸の含有量7モル%)とN−メチルジエタノールアミンを2.0/1のモル比で混合し、定法に従って脱水縮合反応を行った。酸価が5になった時点で反応を止め、反応終了品(反応(3)終了品)を得た。この反応(3)終了品の全アミン価を測定した。
反応(4):この反応(3)終了品に対してエタノールを8質量%添加し、反応(3)終了品の全アミン価に対してジメチル硫酸を0.95当量用い、4級化反応を行った後、エタノールで固形分が90質量%になるように希釈し、目的の化合物(モノエステル体及びジエステル体)を含む反応生成物を得た。この反応生成物を分析した結果、有効分(モノエステル体及びジエステル体の合計)は83.4質量%であった。
<方法1(実施例13、比較例10、11以外の組成物の調製方法)>
表2〜5記載のa−1〜a−2、a−4〜a−6を除く各成分の含有量の3倍に相当するマスターバッチAを調製し(工程A)、次いでマスターバッチAをa−1〜a−2、a−4〜a−6とイオン交換水で希釈する工程(工程B)を経て液体洗浄剤組成物を調製した。その詳細は以下の通りである。
表2〜5記載の各成分の含有量の約3倍に相当するマスターバッチAを調製した。300mLビーカーに、液体洗浄剤組成物の出来あがり質量が200gになるのに必要な量の95質量%相当量のイオン交換水を入れ、ウォーターバスで60℃に昇温した。一つの羽根の長さが2cmの攪拌羽根が3枚ついたタービン型の攪拌羽根で攪拌しながら(300r/m)、a−3成分、必要に応じて(d)成分の1/10量、(e)成分を溶解させた。次に、融解させた所要量の(b)成分を添加した。そのまま10分攪拌後、更に塩化カルシウムを加えて5分間撹拌した。その後pHを2.0〜2.5にするのに必要な35%塩酸水溶液を加えた。次に5℃のウォーターバスで20℃まで冷却し、pHを再度調整した後、出来あがり質量にするのに必要な量の20℃のイオン交換水を添加した。
200mLのガラス製ビーカーに、出来上がり質量150gから、残りの成分と前記マスターバッチA50gを除いた質量の95質量%相当量のイオン交換水を投入し、ウォーターバスで60℃に加温した。前記攪拌羽根で攪拌(100r/min)しながら残りの(a)成分を投入した。60分間攪拌後、25℃のウォーターバスで30℃まで冷却し、前記マスターバッチAを投入した。5分間攪拌(100r/min)後、必要に応じて残りの(d)成分、(g)成分、EDTA、青色1号を添加し、5分攪拌した。その後35.5%塩酸水溶液、又は48%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを調整した。次に、香料を添加して5分間撹拌し、攪拌羽根を取り出して、イオン交換水を用いて出来上がり質量を150gに調製した。最終組成物のpHを再度測定し、表2〜5のpHとなるように調整した。
300mlビーカーに液体洗浄剤組成物の出来上がり質量が200gになるのに必要な量の95質量%相当量のイオン交換水を入れ、ウォーターバスで60℃に昇温した。一つの羽根の長さが2cmの撹拌羽根が3枚ついたタービン型の撹拌羽根で撹拌しながら(300r/m)、a−3成分を溶解させた。更に必要に応じ(d)成分の1/10量を溶解させた。次に融解させた所要量の(b)成分を添加し10分間撹拌した後、塩化カルシウムを加え、5分間撹拌した。次に、5℃のウォーターバスで20℃まで撹拌しながら冷却した。冷却後、溶融したa−1と必要に応じてa−2、a−4〜a−6、残りの(d)成分を、撹拌を続けながらゆっくり添加した。(a)成分が完全に溶解した後、pHを表中に記載の値にするのに必要な35%塩酸水溶液または48%水酸化ナトリウム水溶液を加えた。次に必要に応じて、(g)成分、EDTA、青色1号を加え、5分間撹拌した。更に、香料、イオン交換水を添加し、出来上がり質量を200gに調整した。最終組成物のpHを再度測定し、目標pHとずれが生じた場合、調整を行った。
上記で得られた液体洗浄剤組成物について、以下の評価を行った。結果を表2〜5に示す。
全自動洗濯機(日立アプライアンス(株)製NW−7FY)の洗濯槽に水道水30リットルを入れ、タオル3枚(70g/枚)、肌着(木綿)700g、TC混(ポリエステル55%綿45%)のワイシャツ600gを入れる。更に表2〜5の液体洗剤組成物(調整直後のもの)を30ml入れ、標準コースで洗濯した。なお、水道水は20℃に調整して用いた。洗濯終了後、20℃、65%RHの恒温恒湿室に24時間静置乾燥した。乾燥後のタオルの柔軟性について、表2〜5の対照洗剤で同様に処理したタオルと対比して、下記の基準で熟練したパネラー5名により評価した。評価点は5名の合計点とした。
−2点:対照洗剤で処理したタオルと比較して、柔軟性が著しく悪い
−1点:対照洗剤で処理したタオルと比較して、柔軟性が悪い
0点:対照洗剤で処理したタオルと比較して、柔軟性が変わらない
1点:対照洗剤で処理したタオルと比較して、柔軟性が良い
2点:対照洗剤で処理したタオルと比較して、柔軟性が著しく良い
液体洗浄剤組成物1mlを、20℃のイオン交換水100mlに添加し、攪拌・溶解した。次に予め調製した20℃の40°DH硬水(CaCl2:632mg/L、MgCl2・6H2O:289mg/L)100ml、20℃のイオン交換水800mlを添加し、均一になるように攪拌した。この液をかき混ぜ式洗浄力試験機(ターゴトメーター:Terg-O-Tometer)の試料カップに移した。特許3448358号の実施例1、表1の組成8の人工汚染布(カーボンブラックを含む複合汚れ汚染布)を6cm×6cmの大きさに裁断し、これを5枚かき混ぜ式洗浄力試験機(ターゴトメーター:Terg-O-Tometer)の試料カップに入れて、回転速度100rpm±3rpmにて10分間攪拌した。次に人工汚染布を取出し、含水率が200%以下になるように軽く手で絞ってから、10Lの水道水(20℃)中で1分間軽く手でかき混ぜて濯ぎ、手で絞る操作を2回繰り返した。その後、2槽式洗濯機(松下電器(株)製 NA-W305)で1分間脱水、プレス機((株)日本プレス製作所製 160℃、30秒)を用いて乾燥させた。この人工汚染布の試験前後の550nmにおける反射率を測定(日本電色工業(株)製 測色色差計)し、次式によって再汚染防止率を求めた。
洗浄率(%)=〔(試験後の人工汚染布の反射率)/(試験前の人工汚染布の反射率)〕×100
〔1〕残存トリエタノールアミン及び酸塩の量
縮合反応後の脱水縮合物(反応(1)終了品)10gに、予め無水酢酸/ピリジン=1/3(v/v)で混合した液30gに入れ、撹拌しながら70℃で1時間加熱した。これを、キャピラリーカラム(DB−1 30m×0.25mmφ×0.2μm Agilent社製)を装着したガスクロマトグラフィー(HP−6890 GC System HEWLETT PACKRD社製)を用いて、残存トリエタノールアミン(TEA1)量の定量(質量%)を行った。4級化反応後の反応終了品(反応(2)終了品)(反応生成物、以下、サンプルという場合もある)中のトリエタノールアミン及びメチル硫酸塩(TEA2+TEA2・HA)量(質量%)も同様に求め、その差分(モル換算で算出)をメチルトリエタノールアンモニウムメチル硫酸塩(MTEA2)量とした。すなわち、質量%から各成分のモル数を求め、TEA1−(TEA2+TEA2・HA)により求めたMTEA2のモル数を質量%に換算して、MTEA2の質量%とした。
自動電位差滴定装置(AT−510 京都電子工業社)を用いて、エタノール溶媒に溶かした反応(1)終了品、及びサンプル(反応(2)終了品)をそれぞれ0.2N塩酸で滴定することによりそれぞれの全アミン価((b1−IV1+TEA1)、(b1−IV2+TEA2)の全アミン価に相当)を求め、下記式を用いてアミン量を算出した。
アミン量※(質量%)=(サンプル中(反応(2)終了品)の全アミン価)/(脱水縮合物(反応(1)終了品)中の全アミン価)×100
※アミン量は、反応(2)終了品中のb1−IV2とTEA2の合計の質量%を表す。
アミンモノメチル硫酸塩(b1−IV2・HA+TEA2・HA)量(質量%)=〔サンプル(反応(2)終了品)中のアミンモノメチル硫酸塩(b1−IV2・HA+TEA2・HA)の酸価〕÷〔アミンモノメチル硫酸塩(b1−IV2・HA+TEA2・HA)の理論酸価*1〕×100
*1:56110÷(脱水縮合物(反応(1)終了品)の分子量*2+メチル硫酸の分子量)
*2:56110÷(脱水縮合物(反応(1)終了品)の全アミン(b1−IV1+TEA1)価)
脂肪酸(FA2)量(質量%)=(サンプル(反応(2)終了品)中の脂肪酸(FA2)の酸価)÷(原料脂肪酸の酸価)×100(%)
(b1−IV2+b1−IV2・HA)量(質量%)=(アミン(b1−IV2+TEA2)量)+(アミンモノメチル硫酸塩(b1−IV2・HA+TEA2・HA)量)−(サンプル(反応(2)終了品)中のトリエタノールアミン(TEA2)量及びメチル硫酸塩(TEA2・HA)量)
サンプルを105℃で2時間加熱して、下記式にてサンプル中の固形分量を算出した。
固形分量(質量%)=加熱後のサンプル質量÷加熱前のサンプル質量×100
固形分量等から下記式にて(b1−I2+b1−II2+b1−III2)の量を算出した。
(b1−I2+b1−II2+b1−III2)の量(質量%)=固形分量−〔アミン量(b1−IV2+TEA2)+アミンモノメチル硫酸塩量(b1−IV2・HA+TEA2・HA))+脂肪酸量(FA2)+メチルトリエタノールアンモニウムメチル硫酸塩(MTEA2)〕
(b1−I2)、(b1−II2)、(b1−III2)成分の質量比は、サンプルを重クロロホルムに溶解し、p−ジニトロベンゼンを内標として、1H−NMR(MERCURY400 VARIAN社製)により、窒素原子上のメチル基の水素の面積比で算出した。
以上により求めた、b1−I2、b1−II2、b1−III2、b1−IV2、b1−IV2・HAの合計を(b1)成分の有効分とした
〔1〕N−メチルジエタノールアミンの量
縮合反応後の脱水縮合物(反応(3)終了品)10gに、予め無水酢酸/ピリジン=1/3(v/v)で混合した液30gに入れ、撹拌しながら70℃で1時間加熱した。これを、キャピラリーカラム(DB−1 30m×0.25mmφ×0.2μm Agilent社製)を装着したガスクロマトグラフィー(HP−6890 GC System HEWLETT PACKRD社製)を用いて、残存N−メチルジエタノールアミン(MDEA3)量の定量(質量%)を行った。第4級アンモニウム塩混合物(反応(4)終了品)(反応生成物、以下、サンプルという場合もある)中のN−メチルジエタノールアミンの量及びメチル硫酸塩量(MDEA4+MDEA4・HA)も同様に求め、その差分(モル換算で算出)をN,N−ジメチルジエタノールアンモニウムモノメチル硫酸塩(DMDEA4)量とした。すなわち、質量%から各成分のモル数を求め、MDEA3−(MDEA4+MDEA4・HA)により求めたDMDEA4のモル数を質量%に換算して、DMDEA4の質量%とした。
自動電位差滴定装置(AT−510 京都電子工業社)を用いて、エタノール溶媒に溶かした反応(3)終了品、及びサンプル(反応(4)終了品)をそれぞれ0.2N塩酸で滴定することによりそれぞれの全アミン価((b2−IV3+MDEA3)、(b2−IV4+MDEA4)の全アミン価に相当)を求め、下記式を用いてアミン量を算出した。
アミン量※(質量%)=(サンプル中(反応(4)終了品)の全アミン価)/(脱水縮合物(反応(3)終了品)中の全アミン価)×100
※アミン量は、反応(4)終了品中のb2−IV4とMDEA4の合計の質量%を表す。
アミンモノメチル硫酸塩(b2−IV4・HA+MDEA4・HA)量(質量%)=〔サンプル(反応(4)終了品)中のアミンモノメチル硫酸塩(b2−IV4・HA+MDEA4・HA)の酸価〕÷〔アミンモノメチル硫酸塩(b2−IV4・HA+MDEA4・HA)の理論酸価*1〕×100
*1:56110÷(脱水縮合物(反応(3)終了品)の分子量*2+メチル硫酸の分子量)
*2:56110÷(脱水縮合物(反応(3)終了品)の全アミン(b2−IV3+MDEA3)価)
脂肪酸(FA4)量(質量%)=(サンプル(反応(4)終了品)中の脂肪酸(FA)の酸価)÷(原料脂肪酸の酸価)×100(%)
(b2−IV4+b2−IV4・HA)量(質量%)=(アミン(b2−IV4+MDEA4)量)+(アミンモノメチル硫酸塩(b2−IV4・HA+MDEA4・HA)量)−(サンプル(反応(4)終了品)中のトリエタノールアミン(MDEA4)量及びメチル硫酸塩(MDEA4・HA)量)
サンプルを105℃で2時間加熱して、下記式にてサンプル中の固形分量を算出した。
固形分量(質量%)=加熱後のサンプル質量÷加熱前のサンプル質量×100
固形分量等から下記式にてN,N−ジメチル(モノ/ジ)エステルアンモニウムメチル硫酸塩(b2−I4+b2−II4)の量を算出した。
(b2−I4+b2−II4)の量(質量%)=固形分量−〔アミン量(b2−IV4+MDEA4)+アミンモノメチル硫酸塩量(b2−IV4・HA+MDEA4・HA)+脂肪酸量(FA4)+ジメチルジエタノールアンモニウムメチル硫酸塩(DMDEA4)〕
N,N−ジメチル(モノ/ジ)エステルアンモニウムメチル硫酸塩におけるモノエステル体とジエステル体の質量比は、サンプル(反応(4)終了品)を重クロロホルムに溶解し、p−ジニトロベンゼンを内標として、1H−NMR(MERCURY400 VARIAN社製)により、窒素原子上のメチル基の水素の面積比で算出した。ここで求めた(b2−I4+b2−II4)の量を(b2)成分の有効分とした。
・a−1:ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド平均付加モル数10)アルキル(炭素数10〜14)エーテル
・a−2:ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド平均付加モル数7)第2級アルキル(炭素数12〜14)エーテル、日本触媒(株)製 ソフタノール70
・a−3:ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド平均付加モル数30)イソトリデシルエーテル
・a−4:ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド平均付加モル数3)第2級アルキル(炭素数12〜14)エーテル、日本触媒(株)製 ソフタノール33
・a−5:ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド平均付加モル数1)アルキル(炭素数10〜14)エーテル
・a−6:ポリオキシエチレン(エチレンオキサイド平均付加モル数4)アルキル(炭素数10〜14)エーテル
・EDTA4Na:エチレンジアミン4酢酸4ナトリウム塩
・LAS:直鎖アルキル(平均炭素数12)ベンゼンスルホン酸ナトリウム
Claims (3)
- 下記(a)成分、(b)成分及び(c)成分を含有し、(a)成分の含有量が15〜50質量%、(b)成分の含有量が2〜20質量%、(a)成分と(b)成分の質量比が(a)成分の質量/(b)成分の質量で1/1〜10/1であり、且つ20℃におけるpHが1〜4である液体洗浄剤組成物(ただし、陰イオン界面活性剤〔以下(d1)成分という〕を含有する場合は、(d1)成分/(b)成分のモル比は0.1以下である。)。
(a)成分:非イオン界面活性剤。
(b)成分:下記(b1)及び(b2)から選ばれる1種以上の成分。
(b1):トリエタノールアミン〔以下、(b1−1)成分という〕と炭素数12〜20の脂肪酸及び/又は脂肪酸低級アルキル(炭素数1〜3)エステル〔以下、(b1−2)成分という〕とを、(b1−2)成分/(b1−1)成分=1.6〜2.4のモル比でエステル化反応させた後、炭素数1〜3のアルキルハライド及び炭素数1〜3のジアルキル硫酸エステルから選ばれるアルキル化剤で4級化した反応生成物。
(b2):下記一般式(b2)で表される化合物。
〔式中、R1bは炭素数12〜24の炭化水素基、R2bは炭素数1〜3のアルキル基、R3bは水素原子又はR1bCO−、Y-はハロゲンイオン又はR4bOSO3 -、R4bは炭素数1〜3のアルキル基である。〕
(c)成分:水 - (a)成分が、下記一般式(a1)で表される非イオン界面活性剤である請求項1記載の液体洗浄剤組成物。
R1a−E−〔(R2aO)d−R3a〕e (a1)
〔式中、R1aは、炭素数8〜22のアルキル基又はアルケニル基である。R2aは、炭素数2又は3のアルキレン基である。R3aは、炭素数1〜3のアルキル基又は水素原子である。dは平均2〜100の数を示す。Eは、−O−、−COO−、−CON<又は−N<であり、Eが−O−又は−COO−の場合eは1であり、Eが−CON<又は−N<の場合eは2である。〕 - 請求項1又は2項記載の液体洗浄剤組成物を含有する水性媒体を繊維製品と接触させて、繊維製品の洗浄と繊維製品への柔軟性の付与とを同時に行う、繊維製品の洗浄方法。
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