JP2017501257A - Ａｐｅを含まない界面活性剤組成物及び織物用途におけるその使用 - Google Patents

Abstract

織物材料を精練するための方法が提供される。織物材料を、式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレート、及び水を含む組成物と接触させることを含む、織物材料を精練することと織物材料を接触させることを含む、方法。【選択図】なし

Description

本発明は、アルキルフェノールエトキシレート（ＡＰＥ）を含まない界面活性剤組成物を使用する、織物材料の精練方法に関する。本界面活性剤組成物は、下に記載される化学構造のアルキルアルコキシレート硫酸塩を含む。

環境影響に対する意識の高まりと共に、環境配慮型の界面活性剤または界面活性剤組成物が、異なる用途、例えば精練用途において広く使用されるようになっている。精練は、ペクチン、鉱物油、動物油、及び植物油等のワックス及び油を、天然または人工繊維の網目を含む生地、織り糸、または任意の他の織物材料等の織物材料から除去するために使用される。精練は、通常、羊の羊毛または製造工場からの人工繊維等の原材料に対して行われる。例えば、綿布等のある特定の織物材料は、完全に洗浄した後でなければそれらを染色することはできない。Ｃ_１２アルコールエトキシサルフェート及び第二級アルカンスルホネート等の他の市販の界面活性剤組成物が、織物材料を精練するために使用され得る。しかしながら、Ｃ_１２アルコールエトキシサルフェートは、貧弱な湿潤及び高発泡を提示し、第二級アルカンスルホネートのある特定の水溶液は、高いｐＨにおいて濁り、低い溶解性を示す。したがって、アルカリ性水溶液中でより良好な発泡及び湿潤特性を提示し（精練は通常アルカリ性条件下で行われる）、したがって現行の組成物よりも良好な精練性能を提示する、環境に優しい界面活性剤組成物に対する必要性が依然として存在する。

一態様において、ワックスまたは油を織物材料から除去する方法が提供される。本方法は、
式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩と、
Ｒ^１Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（Ｒ^２）−Ｏ）_ｘ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙ−ＳＯ_３Ｍ （Ｉ）
式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートと、
Ｒ^１Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（Ｒ^２）−Ｏ）_ｘ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙ−Ｈ （ＩＩ）
水と、を含む組成物を織物材料と接触させることを含み、
式中、Ｒ^１が、直鎖状または分岐Ｃ_４−Ｃ_１０アルキルであり、
Ｒ^２が、ＣＨ_３またはＣＨ_３ＣＨ_２であり、
ｘが１〜１１の実数であり、
ｙが１〜２０の実数であり、
Ｍがアルカリ金属またはＮＨ_４であり、
式Ｉ及び式ＩＩ中のＲ^１、Ｒ^２、ｘ、及びｙが同じであっても異なってもよい。

本組成物はまた、水酸化ナトリウム及び／または過酸化水素を含んでもよい。式Ｉの陰イオン性アルキルアルコキシレート硫酸塩、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレート、水、水酸化ナトリウム、及び過酸化水素の総重量に基づいて、式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩の量は２０〜７０重量％であり得、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートの量は０．１〜３０重量％であり得、水の量は２５〜７５重量％であり得、水酸化ナトリウムの量は０〜５重量％であり得、過酸化水素の量は０〜５重量％であり得る。

上述されるように、精練は、ペクチン、鉱物油、動物油、及び植物油等のワックス及び油を、天然または人工繊維の網目を含む生地、織り糸、または任意の他の織物材料等の織物材料から除去するために使用される。精練は、織物処理において、生地の前処理に使用される。界面活性剤は、ワックス及び油を織物材料から除去するために、精練剤として使用される。良好な精練性能（すなわち、ワックス及び油の効果的な除去）を得るために、界面活性剤組成物は、第二級アルカンスルホネート等の市販の界面活性剤に匹敵する、またはそれよりも良好な湿潤／乳化／分散性能、表面張力、発泡特性（泡高及び気泡の破裂）、ならびにアルカリ性溶液中における安定性を有さねばならない。これらの特性が、界面活性剤の織物材料への浸透、ワックスまたは油の包囲、及びそれらの除去を可能にする。

本発明の界面活性剤組成物はそのような特性を有し、これにより本組成物を良好な湿潤／乳化剤とし、したがって良好な精練剤とする。湿潤／乳化による精練中、ワックスまたは油は水中に懸濁され得、それの除去を可能にする。本発明の界面活性剤組成物はまた、環境に優しい。

本開示は、そのような織物材料を、その材料と界面活性剤組成物とを接触させることにより精練するための方法を提供する。本組成物は、アルキルアルコキシレート硫酸塩、非イオン性アルキルアルコキシレート、及び水を含み得る。本組成物は更に、水酸化ナトリウム及び／または過酸化水素を含んでもよい。過酸化水素は、更なる白化のために使用され得る。

別途指示の無い限り、数値範囲、例えば「２〜１０」は、その範囲を画定する数値（例えば、２及び１０）に対して包括的である。

別途指示の無い限り、比、百分率、部等は重量による。

上述されるように、本発明は、式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩を含む界面活性剤組成物を使用する、織物材料を精練するための方法を提供する。本界面活性剤組成物は、良好な表面張力の低減、低い泡高及び迅速な気泡の破裂、急速な湿潤、ならびにカルシウムイオン安定性のうちの１つ以上を含む、いくつかの有用な特性を提示する。これらの有利な特性は、本界面活性剤組成物を、織物材料のための精練剤として好適にする。

本発明者らは、アルキルアルコキシレート硫酸塩界面活性剤が、非イオン性アルキルアルコキシレート界面活性剤と組み合わされたとき、精練中に相乗効果を提示することを発見した。したがって、非イオン性アルキルアルコキシレート界面活性剤と組み合わされたアルキルアルコキシレート硫酸塩界面活性剤は、アルキルアルコキシレート硫酸塩界面活性剤単独よりも良好な精練性能を提示する。

本アルキルアルコキシレート硫酸塩は、以下の式Ｉのものであり、
Ｒ^１Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（Ｒ^２）−Ｏ）_ｘ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙ−ＳＯ_３Ｍ （Ｉ）
式中、Ｒ^１が、直鎖状または分岐Ｃ_４−Ｃ_１０アルキルであり、Ｒ^２が、ＣＨ_３またはＣＨ_３ＣＨ_２であり、ｘが１〜１１の実数であり、ｙが１〜２０の実数であり、Ｍがアルカリ金属またはＮＨ_４である。

式ＩのＲ^１は、直鎖状または分岐Ｃ_６−Ｃ_１０アルキルであるか、あるいは直鎖状または分岐Ｃ_８−Ｃ_１０アルキルであり、好ましくは直鎖状または分岐Ｃ_８アルキルであり得る。Ｒ^１は、２−エチルヘキシル（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２ＣＨ_３）ＣＨ_２−）である。Ｒ^１は、２−プロピルヘプチル（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）ＣＨ_２−）であり得る。

式ＩのＲ^２は、望ましくは、ＣＨ_３及びＣＨ_３ＣＨ_２から選択される。
式Ｉのｘは４〜６であり、好ましくは５である。
式Ｉのｙは１〜１１であるか、あるいは３〜１１であり、好ましくは３である。
式ＩのＭはナトリウム、カリウム、またはアンモニウムである。Ｍは、好ましくは、ナトリウムまたはアンモニウムである。

式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩に加えて、本界面活性剤組成物はまた、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートを含むことが好ましい。
Ｒ^１Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（Ｒ^２）−Ｏ）_ｘ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙ−Ｈ （ＩＩ）
式中、Ｒ^１が、直鎖状または分岐Ｃ_４−Ｃ_１０アルキルであり、Ｒ^２が、ＣＨ_３またはＣＨ_３ＣＨ_２であり、ｘが１〜１１の実数であり、ｙが１〜２０の実数である。

式ＩＩのＲ^１は、直鎖状または分岐Ｃ_６−Ｃ_１０アルキルであるか、あるいは直鎖状または分岐Ｃ_８−Ｃ_１０アルキルである。Ｒ^１は、望ましくは、２−エチルヘキシル（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２ＣＨ_３）ＣＨ_２−）または２−プロピルヘプチル（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）ＣＨ_２−）から選択される。

式ＩＩのＲ^２は、望ましくは、ＣＨ_３及びＣＨ_３ＣＨ_２から選択される。
式ＩＩのｘは４〜６である。
式ＩＩのｙは１〜１１であるか、あるいは３〜１１である。

式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートが本界面活性剤組成物中に存在するとき、式Ｉ及び式ＩＩ中の基Ｒ^１、Ｒ^２、ｘ、及びｙが同じであっても異なってもよい。式Ｉ及び式ＩＩ中の基Ｒ^１、Ｒ^２、ｘ、及びｙは同じであり得る。

本発明の界面活性剤組成物は、式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩及び式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートを含み得、式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩の、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートに対する重量比は、９９：１〜１０：９０、９５：５〜５０：５０、または９０：１０〜７０：３０である。

本発明の界面活性剤組成物は更に、水を含んでもよい。

本発明の界面活性剤組成物は、式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレート、及び水を含み得る。式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレート、及び水の総重量に基づいて、式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩の量は２０〜７０重量％、好ましくは３０〜６０重量％であり得、式ＩＩのアルコキシレートの量は０．１〜３０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％であり得、水の量は２５〜７５重量％、好ましくは４０〜７０重量％であり得る。

本発明の界面活性剤組成物は、他の界面活性剤／乳化剤等の追加的な添加剤を含んでもよい。本発明の界面活性剤組成物は更に、式ＩＩＩ：Ｒ^３Ｏ−（ＡＯ）_ｚ−Ｈ（ＩＩＩ）の非イオン性界面活性剤を含んでもよく、Ｒ^３は直鎖状または分岐Ｃ_６−Ｃ_２４アルキルであり、各出現においてＡＯはエチレンオキシ、プロピレンオキシ、ブチレンオキシ、またはそれらのランダムもしくはブロック混合物であり、ｚは１〜５０である。好ましくは、本界面活性剤組成物は、陽イオン性界面活性剤を含まない。

本発明の界面活性剤組成物は、市販の界面活性剤と類似するかあるいはそれよりも良好な、良好な表面張力の低減、低い泡高及び迅速な気泡の破裂、ならびに急速な湿潤等の特性を提示し、また本界面活性剤組成物は、良好なＣａ^２＋安定性を含む、配合安定性特性を提供する。Ｃａ^２＋安定性は、硬水中に存在する二価電解質の許容量として理解され得る。

上述される式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートは、商業的販売業者から購入してもよく、またはそれらは、文献技術を使用して当業者によって調製されてもよい（例えば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許公開番号第２０１１／００９８４９２号を参照されたい）。典型的な手順においては、好適なアルコールまたは脂肪酸を、アルキレンオキシド化合物でアルコキシル化する。アルコキシル化処理は、例えば、酸性触媒またはアルカリ触媒の存在下で、または金属シアン化物触媒を使用することで実行され得る。アルカリ触媒としては、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、及びカリウムエトキシドを含む、ナトリウムまたはカリウムの、水酸化物またはアルコラートが挙げられ得る。塩基触媒は通常、出発材料に基づいて、０．０５重量パーセント〜約５重量パーセント、好ましくは約０．１重量パーセント〜約１重量パーセントの濃度で使用される。

アルキレンオキシドの添加は、例えば、オートクレーブ内で、約１０ｐｓｉｇ（６．９×１０^４パスカル）〜約２００ｐｓｉｇ（１．４×１０^６パスカル）、好ましくは約６０ｐｓｉｇ（４．１×１０^５パスカル）〜約１００ｐｓｉｇ（６．９×１０^５パスカル）の圧力下で実行され得る。アルコキシル化の温度は、約３０℃〜約２００℃、好ましくは約１００℃〜約１６０℃の範囲であり得る。酸化物供給の完了後、生成物は、典型的には残留酸化物が最終生成物に対して約１０未満の百万分率（ｐｐｍ）になるまで反応させられる。反応器を約２０℃〜１３０℃の範囲の適切な温度まで冷却した後、残留触媒は、中和されないままで残されてもよく、あるいは酢酸、プロピオン酸、またはクエン酸等の有機酸で中和されてもよい。あるいは、生成物は、リン酸または二酸化炭素等の無機酸で中和されてもよい。残留触媒はまた、珪藻土等のイオン交換または吸着媒体を使用して除去してもよい。

式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩は、式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートの硫酸化で調製してもよい。例えば、三酸化硫黄を介するＣｈｅｍｉｔｈｏｎ（登録商標）硫酸化処理は、当業者に周知の硫黄化処理である。典型的には、予熱した非イオン性アルキルアルコキシレート（４０℃）を空気で希釈した三酸化硫黄と連続薄膜反応器内でまず接触させ、迅速かつ発熱性の反応を結果として生じる。粗硫酸エステル酸を、約５５℃で収集し得る。硫酸エステル酸を硫酸塩へと転換するためのＮａＯＨまたはＮＨ_４ＯＨによる迅速な中和は、暗色形成を回避するため、及び不純物の形成を低減するために有利である。ＳＯ_３の非イオン性アルキルアルコキシレートに対するモル比の正確な制御が、高品質のアルキルアルコキシレート硫酸塩を生成するために好ましい。

本実施例において使用される材料は以下を含む。
「アルキルアルコキシレート硫酸塩」は、２−エチルヘキシル−Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−Ｏ）_５．５−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３−ＳＯ_３Ｎａを意味する。

「非イオン性アルキルアルコキシレート」は、２−エチルヘキシル−Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−Ｏ）_５．５−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_３−Ｈを意味する。

１．界面活性剤特性の比較
本発明において使用される組成物の精練性能を評価するために、市販される界面活性剤、Ｃ_１２アルコールエトキシサルフェート及びＣ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートで比較研究を実行する。

表１に示されるように、アルキルアルコキシレート硫酸塩は、Ｃ_１２アルコールエトキシサルフェート及びＣ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートよりも良好な界面活性剤特性を有する。例えば、それは、Ｃ_１２アルコールエトキシサルフェートよりも低い表面張力、及びＣ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートよりも良好なＣａ^２＋に対する抵抗性を有する。加えて、その溶液は、Ｃ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートよりも高いアルカリ濃度において透明なままである（すなわち、可溶性である）。アルキルアルコキシレート硫酸塩はまた、比較界面活性剤が気泡破裂特性をほぼ有さないのに対し、低い発泡及び迅速な破裂という気泡特性も有する。

２．アルカリ溶液の湿潤性能の評価
アルキルアルコキシレート硫酸塩、Ｃ_１２アルコールエトキシサルフェート、Ｃ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネート（全て、非イオン性アルキルアルコキシレートとブレンドされる）の湿潤性能の比較評価を、アルカリ性水溶液においてドレーブス湿潤試験に従って実行する。

アルカリ溶液におけるドレーブス湿潤試験
１．１リットルのＮａＯＨ水溶液を、２重量％、５重量％、及び８重量％の濃度で調製し、次いで、界面活性剤を活性含量の０．１重量％でＮａＯＨ水溶液に添加する。
２．均一な円形の大きさ（直径２５ｍｍ）をもつ市販のカンバス（織物材料）を、界面活性剤水溶液中に置く。
３．湿潤時間及び浸透時間を記録する。

試験を１２回繰り返し（最長及び最短データを削除するため）、平均湿潤時間を計算する。湿潤性能の比較結果を表２に示す。

表２に示されるように、ＮａＯＨの濃度が８重量％まで増加するとき、１０％の非イオン性アルキルアルコキシレートとブレンドされる場合、アルキルアルコキシレート硫酸塩は、Ｃ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートと類似する湿潤性能を示す。

３．精練性能の評価
表３の配合物の精練性能を評価する。

精練試験方法
１．精練における配合物：Ｈ_２Ｏ_２、ＮａＯＨ、界面活性剤。
２．精練条件：９８〜１００℃で４０分間。
３．精練後の水でのすすぎ（９０℃／６０℃／４０℃／室温）。
４．乾燥：１２０℃で２分間、その後は設定器による。
５．布についての白色度試験が、精練前及び精練後に必要とされる。
６．布：編地。
７．布サイズ：長さ（２０〜３０ｃｍ）、幅（〜５ｃｍ）。

毛細管効果測定
洗浄した布を２０〜３０ｃｍの範囲の長さ及び幅約５ｃｍの３つの小片の大きさにし、この布片を、脱イオン水に約１ｃｍの深さで浸して吊るす。５分後、湿潤高さを記録する。精練配合物（グラム単位）を表３に示し、精練結果を表４に示す。

表４に示されるように、アルキルアルコキシレート硫酸塩の白色度は、非イオン性アルキルアルコキシレートの存在下で向上する。２つの比較界面活性剤の白色度値は、非イオン性アルキルアルコキシレートの添加後も同一のままである。

表５に示される毛細管効果については、アルキルアルコキシレート硫酸塩及びＣ_１２アルコールエトキシサルフェートの両方が、１０〜２０重量％の非イオン性アルキルアルコキシレートの添加後に、毛細管効果性能において改善を示す。非イオン性アルキルアルコキシレートの存在下において、Ｃ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートの毛細管効果の増加は存在しない。したがって、アルキルアルコキシレート硫酸塩の湿潤性能は、非イオン性アルキルアルコキシレートの存在下、及びアルカリ濃度（ＮａＯＨ）の増加に伴って向上する。

精練性能評価においては、非イオン性アルキルアルコキシレートとのブレンドは、アルキルアルコキシレート硫酸塩が、白色度の向上において、Ｃ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートと類似の性能、及びＣ_１２アルコールエトキシサルフェートよりも良好な性能を達成するのに役立ち、その一方で、非イオン性アルキルアルコキシレートがＣ_{１０−１４}第二級アルカンスルホネートに添加されるとき、相乗効果は何ら観察されない。

上の本発明の記載は、本開示の趣旨及び範囲内で修正することができる。本出願はしたがって、本明細書に開示される一般原則を用いる、本発明の任意の変形、使用、または適合を網羅することが意図される。更に、本出願は、本発明が関する技術分野における既知のまたは慣例的な実践の内に入り、かつ以下の特許請求の範囲の制限内に包含されるもの等の、本開示からの発展を網羅することが意図される。加えて、全ての範囲の変数は、物理的に可能である場合、全ての範囲の任意の他の変数と組み合わせることが可能であると予期される。

Claims (11)

1. ワックスまたは油を織物材料から除去する方法であって、
   式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩と、
   Ｒ^１Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（Ｒ^２）−Ｏ）_ｘ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙ−ＳＯ_３Ｍ （Ｉ）
   式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートと、
   Ｒ^１Ｏ−（ＣＨ_２ＣＨ（Ｒ^２）−Ｏ）_ｘ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙ−Ｈ （ＩＩ）
   水と、を含む組成物を前記織物材料と接触させることを含み、
   式中、Ｒ^１が、直鎖状または分岐Ｃ_４−Ｃ_１０アルキルであり、
   Ｒ^２が、ＣＨ_３またはＣＨ_３ＣＨ_２であり、
   ｘが１〜１１の実数であり、
   ｙが１〜２０の実数であり、
   Ｍがアルカリ金属またはＮＨ_４であり、
   式Ｉ及び式ＩＩ中のＲ^１、Ｒ^２、ｘ、及びｙが同じであっても異なってもよい、前記方法。
2. 前記組成物が、水酸化ナトリウムを更に含む、請求項１に記載の前記方法。
3. 前記組成物が、過酸化水素を更に含む、請求項１または請求項２に記載の前記方法。
4. 前記式Ｉの陰イオン性アルコキシレート、前記式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレート、前記水、前記水酸化ナトリウム、及び前記過酸化水素の総重量に基づいて、前記式Ｉのアルキルアルコキシレート硫酸塩の量が２０〜７０重量％であり、前記式ＩＩの非イオン性アルキルアルコキシレートの量が０．１〜３０重量％であり、水の量が２５〜７５重量％であり、前記水酸化ナトリウムの量が０〜５重量％であり、前記過酸化水素の量が０〜５重量％である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の前記方法。
5. 式Ｉ及び式ＩＩ中のＲ^１が、独立して、直鎖状または分岐Ｃ_６−Ｃ_１０アルキルである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の前記方法。
6. 式Ｉ中のＲ^１が、直鎖状または分岐Ｃ_８アルキルである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の前記方法。
7. 式Ｉ及び式ＩＩ中のＲ^１が、独立して、２−エチルヘキシルまたは２−プロピルヘプチルである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の前記方法。
8. 式Ｉ及び式ＩＩ中のｙが、独立して、１〜１１である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の前記方法。
9. 式Ｉ及び式ＩＩ中のｘが、独立して、４〜６である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の前記方法。
10. 式Ｉ中のｘが５である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の前記方法。
11. 式Ｉ中のｙが３である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の前記方法。