JPH0225959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水性洗浄用組成物、更に詳しくは自
動車の仕上げ表面の洗浄に関して大なる有用性を
有する水性組成物に関する。洗浄される表面は、
普通、重合体状物質例えば下塗り、中間塗りまた
は仕上げ塗りに対して使用されるタイプの物質か
らなるが、本発明の新規な組成物はまた、裸金属
表面を洗浄するのにも使用することができる。本
発明は、特に自動車再仕上げ工場での使用、すな
わち修理および（または）再塗装前における自動
車またはその他の車輛の洗浄のために価値あるも
のであることが期待される。

自動車再仕上げ工場は、長年、作業を実施する
表面から残留ワツクス、タール、砂塵および全体
の付着した汚れを除去するように処方された特殊
な洗浄液（クリーニング流体）を利用している。
このような洗浄液は大部分の種類の残留物に対し
て有効であることが判つているけれども、このよ
うな洗浄液は主に有機溶剤からなる明白な不利点
を有している。増大する厳重な溶剤放出規制下に
おいて、溶剤をベースにした洗浄剤は潜在的な問
題を与える。再仕上げ工場の流出液の約40％は塗
料それ自体によるものでなくて使用された洗浄液
によるものであると評価されている。普通の溶剤
をベースにした洗浄液は、更に自動車の表面から
水溶性の汚れ例えば樹液および鳥糞を容易に除去
することができない不利点を有している。

前述した理由のために、現行および従来の空気
汚染基準に合致するのを容易にするばかりでな
く、自動車の表面から溶剤可溶性および水溶性の
汚れを除去する洗浄液に対する必要性が存在す
る。

本発明によつて、すぐれた洗浄性を有しそして
水溶性および油または溶剤可溶性の物質を除去す
るのに有効である油中水型エマルジヨンが提供さ
れる。このエマルジヨンは、本質的に (1) 水70〜85重量％の内部または分散相、 (2) 7.70〜8.80の分散成分値、０〜0.70の極性成
分値および0.005〜1.42の水素結合成分値をも
つ溶解パラメーター（solvency parameter）
を有する芳香族有機溶剤または芳香族および脂
肪族有機溶剤の混合物10〜25重量％の外部また
は連続油相、 (3) ３より小なるHLB値を有する少なくとも１
種の疎水性の非イオン性界面活性剤1.5〜7.5重
量％、および (4) 10より大なるHLB値を有しそして0.9以下の
極性成分値または１以下の水素結合成分値をも
つ溶解パラメーターを有する溶剤混合物に可溶
性である少なくとも１種の親水性の非イオン性
界面活性剤1.5〜7.5重量％ からなる。

本発明の本質は、水が外部または連続相よりむ
しろエマルジヨンの内部または分散相を形成する
ようにして大量の水を少量の有機溶剤中に乳化さ
せることによつてすぐれた洗浄組成物を製造する
ことができるという発見にある。エマルジヨン
は、次の有利な特性を有している。

(1) エマルジヨンは、乳化剤および洗浄剤の両方
として作用する注意深く選定された非イオン性
界面活性剤の混合物によつて安定化されたすぐ
れた安定性を有している。

(2) エマルジヨンは、取扱いにくい非流動性のペ
ーストまたはゲルではなくて流動性の液体であ
る。

(3) エマルジヨンは、増大する厳重な溶剤放出規
制に合致することができそして水溶性または溶
剤可溶性の物質を除去することができるという
点において、普通の溶剤をベースにした洗浄剤
以上の目立つた改善を示す。

本発明のエマルジヨンの大割合成分は水であ
る。エマルジヨンは、少なくとも70重量％、好適
には、72〜78重量％の水を含有する。普通洗浄液
の大部分を構成する有機溶剤の代りに水を使用す
るときは多数の利点がある。水は非可燃性、無臭
そして非毒性であるので、大量の水を同様な量の
大部分の有機溶剤よりも一層容易に取扱うことが
できる。勿論、水による有機溶剤の置換は、溶剤
放出量を減少しそしてそれによつて付随する空気
汚染を減少する。更に他の利点および重要な商業
的理由は、水の軽微なコストおよび溶易な入手性
である。

本発明のエマルジヨンは、水相が油または溶剤
相中に小球として分散している油中水型エマルジ
ヨンである。更に詳しくは、水70〜85重量％が油
10〜25重量％中に分散されている。このエマルジ
ヨンは、乳化および安定化するのに役立つ２種ま
たはそれ以上の非イオン性の界面活性剤の混合物
３〜15重量％を含有している。

油は、溶解パラメーターを基にして選定された
芳香族有機溶剤または芳香族および脂肪族有機溶
剤の混合物である。溶解パラメーターは当技術分
野においてよく知られておりそしてKirk−
Othmer氏編「Ency.Chem.Tech.」第２版（1971
年）第889〜910頁における「溶解度パラメータ
ー」と題するC.HansenおよびA.Beerbower両氏
による論文に詳細に説明されている。

溶剤混合物は、次の範囲すなわち (1) 分散成分（δ_D）に対しては7.70〜8.80、 (2) 極性成分（δ_P）に対しては０〜0.70および (3) 水素結合成分（δ_H）に対しては0.005〜1.42 の範囲に含まれるパラメーター成分値を有する溶
解パラメーターによつて特徴づけられねばならな
い。所要の溶解パラメーターを有する溶剤混合物
の例は、例えばトルエンおよびV.M.＆P.ナフサ、
キシロールおよびある種の脂肪族または芳香族炭
化水素、そして芳香族の調節されたミネラル・ス
ピリツトおよびある種の脂肪族炭化水素溶剤の各
50：50重量比の混合物を包含する。他の可能性
は、溶解度パラメーターおよびその適用に精通せ
し者に容易に明らかである。特定の混合物は特定
の条件を満足するように適合せしめられる。例え
ば、乳化の容易さは時間および装置の拘束を満足
するために望ましく、または高度な引火点は厳格
な輸送規制を満足するために必要となる。

エマルジヨンの内部または分散相と外部または
連続相との間の比は相−容量比（phase−volume
ratio）と呼ばれる。もし相−容量比が50：50付
近である場合は、水中油型または油中水型エマル
ジヨンの形成に対する選択性はない。実際に形成
されるエマルジヨンのタイプは、乳化剤の選択、
構成成分の化学的性質および混合の順序によつて
きまつてくる。

他方、一つの相がかなり過剰である場合は、過
剰の相が外部相となる可能性が強い。過剰の相が
エマルジヨンの内部相であるように企図される場
合は、特別な配慮をはらわなければならない。こ
れは本発明の場合であつて、そして本発明におい
ては、水対有機溶剤の好適な重量比は３：１〜
８：１の間である。この特定のエマルジヨンを洗
浄剤として有効であるようにするために、有機溶
剤ではなくて水が内部相を構成することが必要で
ある。このために、溶剤および界面活性剤の選
択、それらのそれぞれの比およびエマルジヨンが
形成せしめられる方法が重要である。

界面活性剤または乳化剤は、界面張力を減少す
ることによつて複数の非混和性液体の比較的安定
な混合物を製造するのに役立つ。適当な種類およ
び量の界面活性剤が本発明のエマルジヨン中に混
合されなければ、水の小滴は遊離表面を減小する
ために再結合する強力な傾向を有している。本発
明に使用される非イオン性界面活性剤の組合せ
は、この強力な界面張力を劇的に低下させ、そし
てその結果、水の小滴が一緒に流動する傾向を低
下させる。界面活性剤の分子は水および有機溶剤
混合物の界面においてそれ自体配向しそして水の
小滴を保護する界面フイルムを形成する。結果と
して、異常な且つ予期されない安定性を有する油
中水型エマルジヨンが得られる。

本発明のエマルジヨンは、３より小なるハイド
ロフイル−リポフイルバランス（HLB）値を有
する少なくとも１種の疎水性の非イオン性界面活
性剤を含有する。この疎水性界面活性剤は単独で
使用してすぐれた洗浄能力を有する安定な油中水
型エマルジヨンを生成しうるけれども、それを親
水性の第２の界面活性剤と共に使用することがし
ばしば望ましい。本発明に使用される疎水性およ
び親水性界面活性剤の好適な組合せは、得られる
エマルジヨンに異常な安定性を付与する。その結
果、エマルジヨンはその油中水安定性を失なうこ
となしにかなり劇的な温度変化にうけしめること
ができる。相分離またはエマルジヨンの完全な不
安定化はこのような温度変化から生じうるけれど
も、均質性は振盪によつて容易に破壊される。し
かしながら、このような異常な安定性が必要でな
い場合においては、疎水性−親水性混合物の代り
に疎水性界面活性剤の単独を使用できることを本
明細書中における説明を通じて理解されるべきで
ある。

親水性界面活性剤は10より大なるHLB値を有
しそしてまた0.9以下の極性成分値または１以下
の水素結合成分値をもつ溶解パラメーターを有す
る溶剤混合物に可溶性でなければならない。この
ようなパラメーターを有する溶剤混合物は、普
通、自動車被覆組成物に使用される。本発明のエ
マルジヨンは自動車再仕上げの目的に対する洗浄
剤としての特別な有用性を有するために、それ
は、中塗り接着（intercoat adhesion）すなわち
新らしく洗浄された表面に接着する塗料の順次適
用された塗面を決して妨害してはならない。エマ
ルジヨンの溶剤および水成分の蒸発によつて、界
面活性剤は車輛表面上に残る。表面が塗布される
につれて、界面活性剤混合物の疎水性部分は塗料
溶剤中に容易に溶解する。親水性界面活性剤もま
たこの塗料溶剤に可溶性であつて、表面上にフイ
ルムとして残ること、そして中塗り接着を妨害す
ることを排除するものでなければならない。洗浄
および塗布工程の間に付加的な洗浄工程を挿入す
ることは界面活性剤妨害の問題を軽減するけれど
も、このような工程は商業的に実際的ではないと
いうことに留意しなければならない。広く使用さ
れている溶剤をベースにした洗浄剤は迅速に揮発
するので、現在再仕上げ実施は洗浄工程を必要と
しない。費用のかかりそしてはげしい労力を必要
とする余分な工程を加える必要性は、再仕上げ工
場によつて不利と考えられる。

好適な疎水性界面活性剤は、一般式 を有するポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシ
プロピレン）ブロツク共重合体の種類に属する。
式中、ａ、ｂおよびｃは整数でありそしてポリ
（オキシプロピレン）含量の分子量は2750と4000
との間である。これらの共重合体は「プルロニツ
ク（Pluronic 」なる商品名でBASFワイアンド
ツト・コーポレーシヨンから商業的に入手でき
る。

一つの特に好適な疎水性ブロツク共重合体界面
活性剤は、化学式HO（CH₂CH₂O）₇
（CH₃CHCH₂O）₅₄（CH₂CH₂O）₇Hを有している。
その疎水特性は、親水性ポリ（オキシエチレン）
基以上の疎水性ポリ（オキシプロピレン）ベース
のすぐれた作用である。この界面活性剤中のポリ
（オキシプロピレン）対ポリ（オキシエチレン）
の重量比は約９：１である。

親水性界面活性剤として好適なものは、式 （式中ｎは正の整数である）のポリオキシエチル
化ノニルフエノールである。これらの界面活性剤
は「イゲパル（Igepal ）」COなる商品名で
GAFコーポレーシヨンから商業的に入手できる。

一つの特に好適なポリオキシエチル化ノニルフ
エノールは、式 を有しそして親水性エチレンオキシド約54重量％
を含有している。

有効な自動車の洗浄液体は、水70〜85重量％、
前述した範囲に含まれる成分値をもつ溶解パラメ
ーターを有する芳香族および脂肪族有機溶剤の混
合物10〜25重量％、３より小なるHLB値を有す
る疎水性の非イオン性界面活性剤1.5〜7.5重量％
および10より大なるHLB値および適当な溶解性
を有する親水性の非イオン性界面活性剤1.5〜7.5
重量％を組合せることによつて製造される。一つ
の特に推挙される処方は、本質的に水75〜79重量
％、トルエンおよびV.M.＆P.ナフサの50：50重
量比混合物15〜17重量％、ポリ（オキシエチレ
ン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロツク共重合
体疎水性界面活性剤1.5〜7.5重量％およびポリオ
キシエチル化ノニルフエノール親水性界面活性剤
1.5〜7.5重量％からなる。他の特に推挙される処
方は、本質的に水75〜79重量％、芳香族炭化水
素、V.M.＆P.ナフサ、ミネラルスピリツト、重
質ミネラルスピリツトおよびキシロールの68：
８：８：８：８重量比混合物15〜17重量％、ポリ
（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブ
ロツク共重合体疎水性界面活性剤1.5〜7.5重量％
およびポリオキシエチル化ノニルフエノール親水
性界面活性剤1.5〜7.5重量％からなる。後者の処
方は、実質的にトルエンおよびV.M.＆P.ナフサ
の50：50重量比混合物であるよりも高度な引火点
によつて特徴づけられ、引火性（flammable）よ
り可燃性（combustible）に分類されることを必
要とする輸送規制に応ずることができる。

エマルジヨンの安定性は、多くのパラメーター
によつて影響される。界面活性剤の選定および
種々な成分の濃度以外に、プロセス因子例えば混
合装置、成分の添加順序、方法の速度および時
間、および温度変化が非常に重要である。

理想的な自動車洗浄用エマルジヨンは安定に存
在し、そしてはげしい温度変化を包含するすべて
の条件下においてその洗浄力を保持し、後で洗浄
した表面に適用される塗料またはワツクスのよう
な物質の接着を決して妨害せず、そしてすべての
型の汚れおよび他の望ましくない物質を容易に除
去するものである。一つの処方ですべてのこれら
の性質において完全なものはない。本発明のエマ
ルジヨンの組成は、企図される特定の目的および
このような目的に対して必要な性質に応じて変化
することができる。多量の疎水性界面活性剤およ
び少量の親水性界面活性剤を含有する界面活性剤
混合物は、例えば中塗り接着を促進する。これに
反して、多量の親水性界面活性剤を含有する混合
物は改善された安定性を与える。

好適には、水性相および油相の両者が前以て製
造される。油相は簡単な撹拌によつて疎水性界面
活性剤を溶剤混合物に溶解することによつて製造
され、そして同様に親水性界面活性剤を水に導入
して水性相を形成することができる。

２種の相を適当に製造した後に、機械的乳化操
作を開始する。油または溶剤相をはげしく撹拌し
そして水相を徐々に導入する。エマルジヨンの内
部相ができるだけ小粒子に分裂されるようにする
ために、すべての水が加えられる間、中断するこ
となしにはげしい撹拌をつづけることが重要であ
る。初期に、溶剤混合物は過剰でありそして安定
性条件は有利である。だんだん水が加えられるに
つれて、エマルジヨンが悪い方向すなわち油中水
型エマルジヨンではなくて水中油型エマルジヨン
の方に強制されるという危険が存在する。何故な
らば、このような情況下においては、かかるエマ
ルジヨンは非常に小さい乳化作用を必要としそし
てより大なる安定性を有するであろうためであ
る。このために、撹拌は水相の最後の部分を初期
エマルジヨンに加える時間を超えて継続せねばな
らない。この付加的な時間は界面活性剤分子を相
の界面に集め、配向された位置を確保しそして水
の小滴を保護する界面フイルムを形成するのを可
能にする。

乳化に対して必要な時間は、混合装置ならびに
得られる洗浄剤の望まれる特殊な特性によつてき
まつてくる。普通のタイプの混合操作および本発
明に使用するのに充分適した混合操作は、混合タ
ンク中の共通のシヤフトにとりつけられた１個ま
たはそれ以上のプロペラを使用する。プロペラ撹
拌は、低粘度および中程度粘度のエマルジヨンに
対して満足でありそして本発明のエマルジヨンは
充分に低い粘度を有する流動性液体である場合に
もつとも有用であると考えられる。短かい混合時
間および低い混合速度は、低粘度のエマルジヨン
を与える。他方、高粘度のエマルジヨンは高速度
における長い混合時間の結果として得られる。他
の普通の混合法もまた使用することができる。

本発明を以下の例によつて説明する。しかしな
がら、本発明は以下の例によつて限定されるもの
ではない。以下の例において、部はすべて重量部
である。

実施例 １ トルエン（63部）、V.M.＆P.ナフサ（63部）お
よび式HO（CH₂CH₂O）₇（CH₃−CHCH₂O）₅₄
（CH₂CH₂O）₇Hを有するポリ（オキシエチレン）
−ポリ（オキシプロピレン）ブロツク共重合体
（24部）を合しそして混合されるまで約５分混合
する。式 を有するポリオキシエチル化ノニルフエノール
（36部）を水（603部）に加えそして混合物を共重
合体が充分に溶解するまで約20分間撹拌する。水
性部分を、混合しながら、徐々に溶剤部分に加え
る。この添加は約25分で遂行し、その後得られた
エマルジヨンを更に５〜10分間混合する。

そのようにして製造したエマルジヨンは、
12rpmでブルツクフイールドLVT＃３スピンド
ルで測定して約14ポイズの粘度を有しそして流動
性の液体である。エマルジヨンの粘度は混合時
間、混合速度および混合ブレードの形式を包含す
る多くの因子によつてきまつてくる。一つまたは
それ以上のこれらの因子を変化させることによつ
て、当業者は特定の使用に対して望まれる特定の
粘度を実現することができる。

エマルジヨンを乾燥布に適用しそして標準操作
方法を使用して洗浄力について試験する。ワツク
ス処理した自動車パネルをエマルジヨン含有布で
こすりそして乾燥する。次に、パネルをヘキシレ
ングリコールで湿潤した綿棒でふく。ワツクス処
理仕上げの表面張力は約26ダイン／cmである。こ
れに対してワツクス未処理仕上げの表面張力は約
35ダイン／cmである。約29ダイン／cmの表面張力
を有するヘキシレングリコールは、ワツクス処理
した表面を湿潤しないけれどもワツクスを含有し
ていない表面を湿潤するので、ワツクス除去の有
用な指標である。ヘキシレングリコールは視認で
きるクローリング（crawling）またはクリーピ
ング（creeping）なしにパネルと接触状態にとど
まるので、この試験は洗浄用エマルジヨンによつ
てすべてのワツクスがパネルから除去されたこと
を示す。

次に、自動車パネルを道路タールの線条で塗布
する。マスキングテープの細長片に孔をあけそし
てタール線条上におく。エマルジヨンの数滴をそ
れぞれの孔に入れ、数分間放置しそして紙タオル
を押し当てる。タールは孔付近には残らない。普
通自動車のパネル上で遭遇する種々な他の物質例
えば泥、砂塵、鳥および昆虫の排泄物および樹液
を含有するパネルをエマルジヨンで洗浄すること
ができる。それぞれの場合において、物質はすべ
て除去される。

はげしい温度変化にうけしめた場合に安定なも
のとして残るエマルジヨンの能力を測定するため
に凍結／解凍およびオーブン安定性試験を行う。
エマルジヨンの試料をオーブンに入れそして11日
間120〓に保持する。12日目に除去したときに、
エマルジヨンは温度変化にうけしめない他の試料
と同じ外観および洗浄能力を有している。次に、
エマルジヨンの試料を凍結し、解凍し、第２回目
の凍結を行いそして再び解凍する。若干の分離が
起るけれども、振盪によつて油中水型エマルジヨ
ンが再構成されそしてその洗浄力は妨げられな
い。

最後に、洗浄エマルジヨンの使用が洗浄表面の
接着能力を妨害しないということを確めるため
に、中塗り接着テープ試験を行う。はじめに自動
車パネルをエマルジヨンで洗浄しそして乾燥す
る。次に、パネルを普通の自動車塗料で噴霧塗布
しそして風乾する。パネルの洗浄および塗布の間
に付加的な洗浄工程はない。次に、乾燥したパネ
ルを新しく適用した上塗りを通つて完全に延びて
いるＸ形状の切り目で筋をつける。マスキングテ
ープの細長片をパネルの切り目上に固定しそして
引張る。塗料を塗布した表面は事実上完全に残
り、エマルジヨンの使用が中塗り接着を妨害しな
いことを示す。

洗浄エマルジヨンの流動コンシステンシーは普
通の技術による容易な適用に役立つものである。

実施例 ２ トルエン（64部）、V.M.＆ナフサ（64部）およ
びプルロニツク（Pluronic ）L101すなわち式
OH（CH₂CH₂O）₇（CH₃CHCH₂O）₅₄
（CH₂CH₂O）₇Hを有するポリ（オキシエチレン）
−ポリ（オキシプロピレン）ブロツク共重合体
（32部）を合一しそして混合されるまで約５分混
合する。脱イオン化水（640部）を混合しながら
徐々に溶剤部分に加える。水の添加は約15分で遂
行した。得られた油中水型エマルジヨンは、自動
車パネルからワツクス、道路タール、泥、砂塵、
鳥および昆虫の排出物および樹液を除去するのに
良好な洗浄力を与える流動性液体であつた。

本実施例は、親水性界面活性剤を含有していな
い以外は前記実施例１と類似している。本実施例
では洗浄力の優れたエマルジヨンが得られるが、
親水性界面活性剤を加える場合にはエマルジヨン
に対する凍結／解凍安定性が改良される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本質的に、 (a) エマルジヨンの重量を基にして水70〜85重量
   ％の分散相、 (b) 7.70〜8.80の分散成分値、０〜0.70の極性成
   分値および0.005〜1.42の水素結合成分値をも
   つ溶解パラメーターを有する芳香族有機溶剤ま
   たは芳香族および脂肪族有機溶剤の混合物であ
   る油がエマルジヨンの重量を基にして10〜25重
   量％である連続相、および (c) ３より小なるHLB値を有する少なくとも１
   種の疎水性の非イオン性界面活性剤がエマルジ
   ヨンの重量を基にして1.5〜10重量％ からなる油中水型エマルジヨンである洗浄用組成
   物。 ２ 疎水性界面活性剤が式 〔式中、ａ、ｂ、およびｃは正の整数でありそし
   てポリ（オキシプロピレン）含量の分子量は2750
   〜4000の間である〕のポリ（オキシエチレン）−
   ポリ（オキシプロピレン）ブロツク共重合体であ
   る前記特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ３ 本質的に水75〜79重量％、溶剤混合物15〜17
   重量％および疎水性界面活性剤６〜８重量％から
   なる前記特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の組成物。 ４ 本質的に (a) エマルジヨンの重量を基にして水70〜85重量
   ％の分散相、 (b) 7.70〜8.80の分散成分値、０〜0.70の極性成
   分値および0.005〜1.42の水素結合成分値をも
   つ溶解パラメーターを有する芳香族有機溶剤ま
   たは芳香族および脂肪族有機溶剤の混合物であ
   る油がエマルジヨンの重量を基にして10〜25重
   量％である連続相、 (c) ３より小なるHLB値を有する少なくとも１
   種の疎水性の非イオン性界面活性剤がエマルジ
   ヨンの重量を基にして1.5〜7.5重量％および (d) 10より大なるHLB値を有しそして0.9以下の
   極性成分値または１以下の水素結合成分値をも
   つ溶解パラメーターを有する溶剤混合物に可溶
   性である少なくとも１種の親水性の非イオン性
   界面活性剤がエマルジヨンの重量を基にして
   1.5〜7.5重量％ からなる油中水型エマルジヨンである洗浄用組成
   物。 ５ 疎水性界面活性剤が式 〔式中、ａ、ｂ、およびｃは正の整数でありそし
   てポリ（オキシプロピレン）含量の分子量は2750
   〜4000の間である〕のポリ（オキシエチレン）−
   ポリ（オキシプロピレン）ブロツク共重合体であ
   る前記特許請求の範囲第４項記載の組成物。 ６ 親水性の界面活性剤が式 （式中ｎは正の整数である）のポリオキシエチル
   化ノニルフエノールである前記特許請求の範囲第
   ５項の組成物。 ７ 本質的に水75〜79重量％、溶剤混合物15〜17
   重量％、疎水性界面活性剤1.5〜7.5重量％および
   親水性界面活性剤1.5〜7.5重量％からなる前記特
   許請求の範囲第４項、第５項または第６項のいず
   れかに記載の組成物。 ８ 溶剤混合物が本質的に50：50重量比のトルエ
   ンおよびV.M.＆P.ナフサからなる前記特許請求
   の範囲第７項記載の組成物。