説明

洗剤ビルダー

【課題】 洗浄力に優れ、かつ排出された際、環境に蓄積するという懸念を解消した生分解性に優れた洗剤ビルダーを提供する。
【解決手段】 (a)分子量1,000以上、かつ生分解率が50%以上であるポリカルボン酸および/またはその塩と、(b)分子量600以下、かつカルシウムイオン安定度定数pKcaが3.5以上であるポリカルボン酸および/またはその塩を含有してなる洗剤ビルダー。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄性能に優れ、かつ生分解性が良好な洗剤ビルダーに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、洗剤用ビルダーとして広く使用されていたトリポリリン酸塩等の縮合リン酸塩は、河川、湖沼等の富栄養化の原因となることから、その使用が制限され代替化が急速に進み、現在ではこの問題の無いゼオライトを配合した高密度洗剤が主流となっている。これら高密度洗剤においては、ゼオライトがマグネシウムイオンを除去できない、水に不溶であるため汚れの分散能がないという問題があり、これら欠点を補い洗浄力を向上させる目的で、アクリル酸−マレイン酸共重合体等の高分子系ビルダーが配合されていることが多い。しかしながら、この場合には高分子系ビルダーが一般に生分解を受け難いため、環境中に排出され蓄積することが懸念されるという新たな問題がある。このことから、特開平6−299192号公報においては、生分解性のあるポリアスパラギン酸を高分子ビルダーとして配合することが提案されているが、この場合には洗浄力の点で、従来の高分子系ビルダーを配合したものに比べると充分な性能であるとはいえないものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の現状に鑑み、洗浄力に優れ、かつ排出された際、環境に蓄積するという懸念を解消した生分解性に優れた洗剤ビルダーを提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を達成するため、鋭意研究の結果、生分解率が特定値以上のポリカルボン酸および/またはその塩と、カルシウムイオン安定度定数pKcaが特定値以上のポリカルボン酸および/またはその塩とを併用することで相乗的に洗浄性が向上することを見いだし本発明を完成するに至った。
【0005】すなわち本発明は、(a)分子量1,000以上、かつ生分解率が50%以上であるポリカルボン酸および/またはその塩と、(b)分子量600以下、かつカルシウムイオン安定度定数pKcaが3.5以上であるポリカルボン酸および/またはその塩を含有してなる洗剤ビルダーに関する。また本発明は、前記(a)成分0.5〜10重量%、前記(b)成分3〜20重量%、界面活性剤10〜50重量%、およびアルミノケイ酸塩10〜40重量%を含有することを特徴とする洗剤組成物に関する。
【0006】本発明において、(a)成分であるポリカルボン酸および/またはその塩としては、分子量が1,000以上で、かつ生分解率が50%以上であれば特に限定されるものではない。なお、ここでの生分解率とは、活性汚泥によるBOD(生物学的酸素要求量)試験に基づく28日後の生分解度で表されるものである。生分解率が50%未満である場合は、短期間での完全分解が期待できず環境への蓄積の懸念を完全に解消することができない。このようなポリカルボン酸で好ましいものとしては、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸等のポリアミノ酸、ジカルボキシル化多糖類等の酸化多糖類、カルボキシメチルセルロース等のカルボキシル化変性多糖類を挙げることができるが、特にポリアスパラギン酸、ジカルボキシル化多糖類が好ましい。ポリアスパラギン酸の製造方法としては、アスパラギン酸をリン酸の存在下加熱、脱水縮合した後、アルカリ加水分解する方法(J.Med.Chem.,16(8)893-897(1973))、アスパラギン酸を固相で加熱、脱水縮合した後、アルカリ加水分解する方法(米国特許第5,057,597号)等が挙げられる。なお、マレイン酸やフマル酸のアンモニウム塩を加熱重合する方法も知られているが、この場合には生分解性は一般に50%を下回り、本発明には使用することはできない。酸化多糖類の製造方法としては、多糖類を過ヨウ素酸によりジアルデヒドとし、さらに次亜塩素酸塩で処理し、ジカルボキシル化する方法が一般的である。このような酸化多糖類においては、カルボキシル化されるグルコース単位は全体の50モル%以下であることが生分解性の点で好ましい。カルボキシル化変性多糖類の製造方法としては、アルカリセルロースにイソプロピルアルコール等の溶剤中でモノクロル酢酸塩を反応させ、カルボキシメチルセルロースとする方法が一般的である。この際、置換度は1.0以下、より好ましくは0.8以下が生分解性の点で好ましい。洗剤に配合する際のポリカルボン酸は、その一部又は全部がナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン塩となっていることが好ましく、特にナトリウム塩が好ましい。また、本発明においてポリアスパラギン酸を配合する場合は、アルカリ加水分解前の化合物すなわちポリコハク酸イミドで配合しても、洗濯条件下加水分解を受けポリアスパラギン酸となるため配合可能である。ポリカルボン酸の分子量としては、1,000〜50,000好ましくは2,000〜30,000である。分子量がこの範囲を外れると、配合量を多くしても洗浄力の向上効果が少ない。洗剤への配合量としては0.5〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜5重量%である。配合量が0.5重量%未満では本発明の効果、特に再汚染防止効果が充分得られず、10重量%を越えて配合してもその効果には限界があるばかりでなく、製品の溶解性、保存安定性が悪くなる場合がある。
【0007】(b)成分である分子量600以下のポリカルボン酸および/またはその塩はカルシウムイオン安定度定数pKcaが3.5以上、好ましくはpKca4.0以上であれば特に限定されるものではない。なお、ここでの分子量とは遊離のカルボン酸換算での分子量を表すものである。安定度定数pKcaが3.5よりも小さいと、配合量を多くしても洗浄力において充分な向上が達成されない。また、カルシウムイオン捕捉量が100mgCaCO3/g以上であることがより好ましい。カルシウムイオン捕捉量が100mgCaCO3/g未満であると充分な洗浄性向上が期待できない。分子量は一般に600以下であれば生分解性は良好なものが多いが、本願発明においては生分解性が50%以上であることがより好ましい。
【0008】このような分子量600以下のポリカルボン酸としては、イミノジコハク酸、ヒドロキシイミノジコハク酸、カルボキシメチルオキシコハク酸、カルボキシメトキシマロン酸、オキシジコハク酸、ヒドロキシオキジコハク酸、下記一般式(1)
【0009】
【化1】


【0010】で表されるアミノカルボン酸等が挙げられるが、特にイミノジコハク酸、ヒドロキシイミノジコハク酸が好ましい。洗剤への配合量としては3〜20重量%が好ましく、より好ましくは5〜15重量%である。配合量が3重量%未満では本発明の効果が充分得られず、20重量%を越えて配合してもその効果には限界があるばかりでなく、製品の溶解性、保存安定性が悪くなる場合がある。
【0011】本発明の洗剤には界面活性剤が10〜50重量%配合されることが好ましいが、その種類は特に限定されるものではなく、以下に示される1種あるいは2種以上を使用することができる。
【0012】陰イオン界面活性剤としては、平均炭素数8〜16のアルキル基を有する直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩;平均炭素数10〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル硫酸塩;平均炭素数10〜20のアルキルスルホン酸塩;平均炭素数10〜20のアルキル基またはアルケニル基を有し、1分子内に平均0.5〜8モルのエチレンオキサイドを付加したアルキルエーテルおよびアルケニルエーテルの硫酸塩、カルボン酸塩;平均炭素数10〜20のα−オレフィンスルホン酸塩;平均炭素数10〜22の飽和または不飽和脂肪酸塩;平均炭素数10〜22のアルキル基を有するα−スルホ脂肪酸塩またはエステル;平均炭素数10〜22のアルキル基を有するアミノ酸あるいはN−アシルアミノ酸型界面活性剤が挙げられる。
【0013】非イオン界面活性剤としては、平均炭素数8〜18の1級または2級アルコールにエチレンオキサイドを平均3〜25モル付加させたもの;平均炭素数8〜18の1級または2級アルコールにエチレンオキサイドを平均3〜25モルとプロピレンオキサドを平均2〜15モル;ランダムあるいはブロック的に付加させたもの;ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル;ポリエチレングリコール脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンヒマシ油;ポリオキシエチレンアルキルアミン;グリセリン脂肪酸エステル、高級脂肪酸アルカノールアミド、アルキルグリコシド、アルキルアミンオキサイドが挙げられる。
【0014】また、その他の界面活性剤として両性界面活性剤、陽イオン界面活性剤も挙げられる。
【0015】また、本発明の洗剤にはアルミノケイ酸塩10〜40重量%配合されることが好ましいが、その種類は特に限定されるものではなく、結晶性、または無定形あるいはこれらの混合物が使用できる。本発明で有用な好ましいアルミノケイ酸塩としては、ゼオライトA、ゼオライトB、ゼオライトXの名称で得ることができるものである。特に好ましい具体例においては、次式で表せられるアルミノケイ酸塩である。
【0016】
【化2】


【0017】本発明の組成物には、上記成分に加え、所望により以下に示す成分を含むことができるが、これらについては特に限定されず、目的に応じた配合をすることができる。
【0018】アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属ケイ酸塩等のアルカリビルダー;ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース等の再汚染防止剤;プロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ等の酵素;過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム等の漂白剤;タルク、カルシウムシリケート等のケーキング防止剤;第3ブチルヒドロキシトルエン、ジスチレン化クレゾール等の酸化防止剤;第4級アンモニウム塩、ベントナイト等の柔軟付与剤;蛍光増白剤、香料、色素等が挙げられる。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0020】[洗浄性試験]
(汚染布)表1の人工汚垢を四塩化炭素に溶解および分散させた汚垢浴に、木綿布(本油化学協会指定綿布60番)を浸漬した後乾燥し、10cm×10cmの布片に裁断した。反射率36〜40%の範囲のものを試験に供した。
【0021】
【表1】


【0022】(洗浄条件)Terg-O-Tometerを使用し、4°DHの水1000mlを用い以下の条件で洗浄を行い洗浄力を測定した。再汚染防止性能は、洗浄力評価に用いる未汚染布のみ同じものを繰り返し使用し、5回洗浄後の未汚染布の汚れの程度より測定した。
【0023】回転数 100rpm試験布 汚染布 5枚 、 未汚染布 5枚洗浄時間 10分すすぎ時間 3分洗剤濃度 0.133%温度 25℃(洗浄力)試験汚染布の洗浄前後の反射率を測定し、下記式により洗浄力を算出した。
【0024】洗浄力(%)={(洗浄前の反射率−洗浄後の反射率)/(洗浄前の反射率−未汚染布の反射率)}×100再汚染率(%)={1−(5回洗浄後の未汚染布の反射率−洗浄前未汚染布の反射率)}×100[生分解性試験]基礎培地をJIS K 0120に基づいて調製し、汚泥は都市下水場活性汚泥を使用し以下の条件で酸素消費量を測定した。
【0025】活性汚泥濃度:30ppm試料濃度 :100ppm培養温度 :25℃培養期間 :28日生分解率(%)=(酸素消費量/理論酸素消費量)×100[カルシウムイオン安定度定数 pKca]0.002mol/L、0.003mol/L、0.004mol/Lの各濃度のカルシウムイオン溶液を調製し(CaCl2使用)、100ccビーカー へ50g投入する。次に測定するキレート剤50mg(固形分換算)を投入し さらにpHを10に調製する。
【0026】カルシウムイオン電極安定剤として、NaCl 0.15gを加えた後、カル シウムイオン電極を用いて、遊離のカルシウムイオン濃度を測定する。
【0027】遊離のカルシウムイオン濃度:[Ca] 固定化されたカルシウムイオン濃度:[CaS] 遊離のキレートサイト数:[S] キレートサイト数:[S0
安定度定数:Log K とすると、[Ca][S]/[CaS]=1/K[S]=[S0]−[CaS]となる。従って、[Ca]/[CaS]=1/[S0]・[Ca]+1/[S0]・K となる。従って、[Ca]/[CaS]を縦軸に、[Ca]を横軸にプロットし、傾きと切片より、[S0]、K、Lo g Kを計算により求めた。
【0028】(実施例1)表2に示した組成の洗剤を調整し、洗浄試験を行い、洗浄力および再汚染防止率を測定した。その結果を表2に示す。
【0029】(実施例2〜7、比較例1〜4)表2に示した組成の洗剤を調整し、実施例1と同様の方法で洗浄試験を行った。
【0030】その結果を表2に示す。
【0031】
【表2】


【0032】なお、表中の略号は以下のものを意味するものとする。
【0033】LAS:直鎖アルキル(C10〜14)ベンゼンスルホン酸ナトリウムAS:1級アルコール(C12〜16)硫酸ナトリウムAES:1級アルコール(C12〜16)エトキシレート(2EO)硫酸ナトリウムAE:2級アルコール(C12〜14)エトキシレート(7EO)
α-SF:α-スルホ飽和脂肪酸(C14〜16)メチルエステルナトリウムPASP-1:ポリアスパラギン酸ナトリウム(L-アスパラギン酸を230℃、3時間熱重合した後水酸化ナトリウムで加水分解:分子量10,000)
PASP-2:ポリアスパラギン酸ナトリウム(L-アスパラギン酸をリン酸存在下200℃、3時間熱重合した後水酸化ナトリウムで加水分解:分子量20,000)
HIDS:ヒドロキシイミノジコハク酸ナトリウム(アスパラギン酸とエポキシコハク酸ナトリウムを反応:pKca4.8)
IDS:イミノジコハク酸ナトリウム(マレイン酸とアンモニアとを反応:pKca4.0)
CA:クエン酸ナトリウム(試薬をそのまま用いた:pKca3.3)
(実施例8〜11)表2の洗剤組成物に配合した、PASP-1、PASP-2、HIDS、IDSの生分解性試験を行った。結果を表3に示す。
【0034】
【表3】


【0035】
【発明の効果】本発明の洗剤ビルダ−は、生分解率が特定値以上のポリカルボン酸および/またはその塩と、カルシウムイオン安定度定数pKcaが特定値以上のポリカルボン酸および/またはその塩を併用することで、洗浄力および再汚染防止効果に優れる。さらに、これら成分は、生分解性に優れることから、廃水による環境汚染の懸念がない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】 (a)分子量1,000以上、かつ生分解率が50%以上であるポリカルボン酸および/またはその塩と、(b)分子量600以下、かつカルシウムイオン安定度定数pKcaが3.5以上であるポリカルボン酸および/またはその塩を含有してなる洗剤ビルダー。
【請求項2】 前記(a)成分がポリアスパラギン酸である請求項1記載の洗剤ビルダー。
【請求項3】 前記(b)成分がイミノジコハク酸、ヒドロキシイミノジコハク酸およびこれらの塩から選ばれる少なくとも一種である請求項1記載の洗剤ビルダー。
【請求項4】 前記(a)成分0.5〜10重量%、前記(b)成分3〜20重量%、界面活性剤10〜50重量%、およびアルミノケイ酸塩10〜40重量%を含有することを特徴とする洗剤組成物。