JPS5941677B2 - アルカリ洗剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属、プラスチック、陶磁気、ほうろうある
いはガラスのような材料よりなる機械、容器器具、水槽
、浴槽、家具、ボイラーなどの内外面に付着した無機・
有機性の汚垢、沈着物を洗浄除去するのに好適なアルカ
リ洗剤組成物に関する。

従来、炭酸塩、ケイ酸塩などの無機性アルカリ塩やＬＡ
Ｓ高級アルコール系非イオン界面活性剤などからなる洗
浄剤は様々な方面で洗浄剤として用いられている。

しかし従来の洗浄剤は、一般に、簡単な汚れは落らるが
、強固な汚れには効果が少なく、また強アルカリ性のも
のはある程度効果はあるが、金属特に、アルミニウム、
銅などを腐食し、洗浄対象物を損耗させるという著しい
欠点があつた。さらに、また、金属表面に付着した油脂
を主成分とした化成皮膜処理用として、脱脂剤があるが
、塩酸、硫酸、スルファミン酸などを含有しているもの
が多く、金属表面に付着したスケールの除去に対しては
効果はあるものの、強酸姓のために、同時に金属表面を
もかなり溶解して地肌をいためてしまうという欠陥があ
る。一方、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸などのアルカ
リ金属塩がキレート性スケール除去剤として使用されて
いるが、この場合塩酸、硫酸を含有しているものと比較
して金属表面の溶解は少ないが、常用するとかなり地肌
を損傷させる。

またスケール除去効果も、それらの無機酸のものに比較
して見劣りがする。また、一般に洗浄力の増強のために
、研磨剤、みがき砂などに陰イオン、非イオンなどの界
面活性剤を添加したものも用いられるが、特に食器用、
浴用などの家庭用の場合を考えると、洗浄性、生分解性
及び安全’註の点で満足できるものは少ない。

本発明者ら、は、これらの従来の洗浄剤の欠点を克服す
るため鋭意研究を重ねた結果、金属セッケンにキレート
剤を配合し、さらにケイ酸ナトリウム、ホウ酸ナリトウ
ム、炭酸ナトリウムなどから選ばれる１種又は数種を配
合してなる組成物が金属表面に付着したスケールの除去
に極めて効果があり、しかも金属表面を極めて損傷させ
にくいこと、またプラスチツクその他の表面に対しても
有効に使用できることを見出し、この知見に基づいて本
発明をなすに至つた。すなわら本発明は、Ｌｌ又は価金
属の金属セツケン０．１〜２０重量％と、キレート剤５
〜６０重量％と、ケイ酸アルカリ塩、ホウ酸アルカリ塩
及び炭酸アルカリ塩の中から選ばれた少なくとも１種２
０〜９７重量％とからなることを特徴とする水溶姓アル
カリ洗剤組成物を提供するものである。

本発明の組成物において、金属セツケンとしては、一般
式（ＲＣＯＯ）ＮＭ （式中、Ｒはオレイル、ヒドロキシオイルなどの脂肪族
残基、ＭはＬｌ又は価の原子価を持つ金属（Ｍｇ，Ｃａ
，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣＯ，Ｎｉなど）、ｎは金属Ｍの
原子価数に対応する整数である）で表わされるものが使
用される。

このような金属セツケンには、炭素数５〜２１の飽和、
不飽和、ヒドロキシ、直鎖、分枝鎖の脂肪酸およびナフ
テン酸、ロジン酸などの金属塩が包含され、これらのも
のはいずれも従来知られている物質である。また本発明
において用いられるキレート剤としては、（１）多塩基
性カルボン酸及びその塩 （２）オキシモノカルボン酸
及びその塩 （３）イミド硫酸塩（４）ポリリン酸塩
（５）アミン （６）アミノ酸及びその塩 （７）ポリ
アミノカルボン酸塩 （８）含硫黄カルボン酸塩などが
あげられる。

上記（１）の多塩基゛囲カルボン酸及びその塩には鎖状
及び環状の二ないし六塩基酸類が含まれる。

その具体例としては、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸、マ
レイン酸、フマール酸、オキサジプロピオン酸などの二
塩基性カルボン酸や、ニトリロトリ酢酸、クエン酸、Ｏ
−（カルボキシメチル）酒石酸などの三塩基性カルボン
酸がある。またオキサジコハク酸、２，５−ジオキサ−
１，３，４，６−ヘキサンテトラカルボン酸の一ないし
四ナトリウム塩又は、カリウム塩などをあげることがで
き、さらにベンゼンテトラカルボン酸のような芳香族四
塩基性カルボン酸、もしくはシクロヘキサンテトラカル
ボン酸のような脂環族四塩基姓カルボン酸及びそれらの
アルカリ金属塩、１，２，３，４，５，６−ヘキサンヘ
キサカルボン酸、ベンゼンヘキサカルボン酸、２，５−
ジオキサ−１，１，３，４，６，６−ヘキサンヘキサカ
ルボン酸、１，２，３，４，５，６−シクロヘキサンヘ
キサカルボン酸などの六塩基゛囲カルボン酸及びそれら
のアルカリ金属塩をあげることができる。これらの多塩
基・囲カルボン酸及びその塩は単独であるいは２種以上
混合して用いることができる。また、前記（２）のオキ
シモノカルボン酸及びその塩としては、グルコン酸、乳
酸、グリコール酸、ヒドロアクリル酸、β−オキシ酪酸
、及びそれらの塩がある。

前記（３）のイミド硫酸塩としては、たとえば、（ＮＨ
４ＳＯ３）２ＮＨ１（ＮａＳＯ３）２ＮＨ・２Ｈ２０な
どのイミドビス硫酸塩（中性）、（ＮｌＩ４ＳＯ３）２
ＮＮＨｃＨ２０、（ＮａＳＯ３）２ＮＮａ−Ｈ２Ｏ、（
ＮａＳＯ３）２ＮＮａ・１２Ｈ２０などのイミドビス硫
酸塩（塩基性）などをあげることができる。

このイミド硫酸塩は、その分子中に〉ＮＨ結合を有し、
新種のキレート剤として使用することができる。低毒性
の点でも、急性ないし慢性毒姓、皮ふ刺激性、魚毒性、
溶血・１１濃縮姓などが極めて低い。またこの物質はイ
オウとアンモニアを原料に容易に製造でき、その価格は
安い。さらに窒素の含有量は、アルカリ金属塩の場合は
特に少なく、またイオウ含有量が大きいという特質を有
する。さらに本塩は、銅、鉄などに対する腐食゛ｌが小
さいという特長を有している。したがつて、このイミド
硫酸塩は本発明の組成物にとつて実用的配合上価値が著
しく高い。また前記（４）のポリリン酸塩としては、ピ
ロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸及びヘキ
サメタリン酸のナトリウム、カリウム及びリチウム塩が
あげられるが、一般にはピロリン酸ナトリウム、ピロリ
ン酸カリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリ
リン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどが
用いられる。これらのものは単独又は混合物の形で適宜
用いられる。前記（５）のアミンの例としてはエチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラ
ミン、テトラエチレンペンタミン、ベンタエチレンヘキ
サミン、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン
などがあげられる。また前記（６）のアミノ酸及びその
塩としては、グリシン、タウリン、グルタミン酸、アラ
ニン、フエニルアラニン及びそれらの塩をあげることが
できる。

さらに前記（７）のポリアミノカルボン酸及びその塩の
例としては、ニトリロトリ酢酸、１，２−ジアミノシク
ロヘキサン四酢酸、エチレングリコールビス（β−アミ
ノエチルエーテノり四酢酸、エチレンジアミン四酢酸、
エチレンジアミン四プロピオン酸及びそれらの塩をあげ
ることができ、前記（８）の含硫黄カルボン酸及びその
塩としては、キサントゲソ酸及びその塩が、その例とし
てあげられる。本発明において、特に洗浄対象が、食品
容器、生物関連容器などの場合、あるいは洗剤使用者の
安全性及び廃液の低公害姓が問題となる場合は、低毒注
の組成とすることができる。

このような場合、金属セツケンとしては、カルシウム、
マグネシウム、リチウムセツケンが好ましい。キレート
剤ではリンゴ酸、コハク酸、クエン酸などの塩、イミド
硫酸塩、アルキロールアミン、アミノカルボン酸塩など
が特に好ましい。本発明に用いられるケイ酸アルカリ塩
は、一般式ＸＭ′２０・ＹＳｉＯ２・ＺＨ２Ｏ（Ｍ′：
ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム ｘ：
１〜１０ｙ：１〜１０ｚ：Ｏ〜１０）で表わされ、例え
ばメタケイ酸ナトリウム、水ガラスなどが通常用いられ
る。

ホウ酸アルカリ塩はＭ′４Ｂ２０７・１Ｈ２０（Ｍ′：
ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、ｌ：
１〜５）で表わされ、炭酸アルカリ塩はＭ′２Ｃ０３・
ＭＨ２Ｏ（Ｍ！：ナトリウム、カリウム、リチウム、ア
ンモニウム ｍ：１〜１０）で表わされる。これらの無
機塩類はいずれも低毒゛囲であるがＰＨは高い。

極めて強固でない汚垢の場合や対象金属がアルミニウム
などの場合、皮膚刺激を避けたい場合などには、適宜酢
酸、乳酸、クエン酸、ホウ酸などを本発明の組成物中に
添加してＰＨを８〜１０に低下させて用いてもよい。さ
らに、本発明の組成物には、必要に応じて陰イオン、非
イ万ン及び両性の各種界面活性剤、ＣＭＣ（カルポキシ
メチルセルロース）などの再汚染防止剤、尿素、トルエ
ンスルホン酸ナトリウムなどのハイドロピツク剤などを
添加しで囲能向上、経費の節減などを図ることができる
。

さらに染料又は顔料を配合し、洗浄液のインデイケータ
一としてもよく、その量は通常０．０１〜０．５重量％
の範囲がよい。

そのほか、本発明のアルカリ洗浄剤組成物には、アルミ
ノケイ酸塩、ケイソウ土、ベントナイト、白土などの固
型粉末を加え研磨洗浄するようにしてもよい。

アルミノケイ酸塩はＰＡｌ２Ｏ３・ＱＮａ２Ｏ・ＲＨ２
Ｏ（ｐ：１〜１０１ｑ：１〜１０１ｒ：１〜１０）で表
わされる。これらは、いずれも適度の硬度と各種物質の
吸着力やイオン交換力を有する物質であり、固着汚垢の
機械的脱離、軟化などによる洗浄補助効果を有する。粒
度は０．０５〜２０／ｔが適当であり、好ましくは０．
２〜１０μである。界面活性剤の添加量には特に制限は
ないが、金属セツケンとキレート剤の和に対し通常１〜
１００１好ましくは５〜３０重量％の範囲で加えられる
。このような界面活性剤としては次のようなものをあげ
ることができる。（１）陰イオン界面活゛ｌ剤としては
、たとえば、硫酸アルキルナトリウム、アルキルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、長鎖α−オレフインスルホン
酸ナトリウム、硫酸アルキルポリオキシアルキレンエー
テルナトリウムなどの慣用されているものなど。

（２）非イオン界面活性剤としては、たとえば、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン長
鎖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロ
ピレンプロツクコポリマ、ノニルフエニルポリオキシエ
チレンエーテル、長鎖脂肪酸アルキロールアミド、ポリ
オキシエチレン長鎖アルキルアミドなど。

（３）陽イオン界面活性剤としては、たとえば、ドデシ
ルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルジエ
チロールベンジルアンモニウム硝酸塩、テトラアルキル
アンモニウム塩、Ｎ−アルキルピリジニウムハライド、
アルキルアミン塩など。

（４）両性界面活性剤としては、アルキルイミダゾリニ
ウムベタイン、アルキルグリシンベタイン、アルキルア
ミノアルキル硫酸、アルキルジエチレントリアミノ酢酸
塩、アルキルアミノアルキルスルホン酸、Ｎ−ドデシル
アミノメチルリン酸など。

これらの界面活性剤は単独であるいは混合物として用い
ることができる。

厨房器具用、浴用、食品工業用などには特に低毒゛ｌの
物が好んで用いられる。例えば非イオンのアミド系界面
活性剤はいずれも低毒注であり、ひまし油脂肪酸アミド
ポリオキシエチレンエーテル（７ｍ０１付加物）のＬＤ
５Ｏは２０ｍ１／Ｋ９（マウス・急゛囲毒性）と極めて
低毒・ｌである。また溶血性、皮膚刺激件も少く、生分
解性は９６．７％と良好である。本発明組成物は固体（
粉末ないし顆粒状）、水溶液及び水分散液のいずれの形
態も可能である。

固体製品に助剤として界面活性成分を用いる場合は高融
点のものが望ましい。本発明の洗浄剤組成物において用
いられる金属セツケンの量は通常０．１〜２０重量％の
範囲である。

この量が０．１重量％未満では防錆及び浸透、洗浄など
の効果がやや不十分となり、２０重量％を越えるとこれ
を溶解化するための活囲剤やキレート剤の量が多くなり
、相対的に他成分の量が減つて総合的な効果が漸減する
。また、やや高価であるため使用目的に対し経済゛囲に
劣ることになる。この金属セツケンの濃度は、キレート
剤と共に用いる場合０．１〜３０重量％の範囲が好まし
い。また、アルカリ塩に界面活囲成分としての金属セツ
ケンとキレート剤とを添加して成る洗剤組成物中のキレ
ート剤の量は５〜６０重量％の範囲である。この場合キ
レート剤の量が上記範囲の下限未満では溶解する金属セ
ツケンの量及び溶解に関与しないキレート剤の絶対量が
少ないため効果が不十分であり、また、上限を越えると
アルカリ塩の含量が減少して全体としてアルカリ度が低
下しまた経済的にも不利となる。本アルカリ洗剤組成物
中の金属セツケンとキレート剤の合計量は３〜８０重量
％、好ましくは５〜５０重量％である。

したがつてケイ酸アルカリ塩、ホウ酸アルカリ塩及び炭
酸アルカリ塩の中から選ばれたアルカリ塩は残部の２０
〜９７重量％の範囲である。本発明組成物は、水溶液と
しては通常０．０１〜５重量％の濃度で用いられる。

長期間、スケール防止効果も含めて使用する場合は低濃
度で、また強固な汚垢を短時間で洗浄する場合は高濃度
で使用される。浸漬、循環、噴射、手ふきなどいずれの
使用法も可能である。使用温度は常温から１００℃まで
可能であるが、一般に高温ほど洗浄効果が大きい。白土
などを添加した分散系の場合は２０〜５０重量％水分散
系で用いられる。

本発明のアルカリ洗剤組成物においてアルカリ塩は強力
なケン化作用で金属表面などに強固に付着した汚垢など
の汚れをケン化分解ないし水溶化する。

また金属セツケンーキレート剤配合物は洗剤組成物に強
力な界面活゛囲を付与する。すなわら、汚垢などの内部
に浸透して膨潤させ洗浄剤のはく離、分散及び発泡作用
を助長しさらにキレート作用によりスケールなどの主成
分を占めるカルシウム塩などを補捉溶解する。一方、こ
の金属セツケンによつて洗浄剤に抗菌゛囲及び防錆力を
付与することができる。

このため本発明の洗浄剤組成物を使用する対象金属には
、アルミニウム、銅、鉄などがあり、これらは、通常の
無機塩やアルカリ化合物に侵されやすく、変色、孔食が
起こるのであるが、この金属セツケンを前述のような適
当割合で配合することにより、それらの問題を解決する
ことができた。さらにキレート剤の添加により、汚垢中
のカルシウム塩などをキレート化して溶解、はく離ない
しは分散、除去できる。このうら、イミドビス硫酸三ナ
トリウムは銅や鉄の防錆効果も発揮する。また金属セツ
ケンとキレート剤を共用する場合は金属セツケンが界面
活囲剤として作用し、浸透、分散、乳化、防錆、抗菌な
どの諸効果を発揮する。このような本発明のアルカリ洗
剤組成物を用いれば、強固に付着した汚れに対しても強
力な洗浄作用を発揮させることができると共に、従来の
アルカリ洗浄剤のように効果が低く金属を腐食し使用対
象物を損耗する恐れが全くないという優れた効果を奏す
る。

さらに前述のように、金属セツケンを併用すれば、逆に
防錆力を付与することができ、さらに抗菌囲のものとす
ることができる。その上本発明のアルカリ洗剤組成物は
基本的に、低毒性である。したがつて、本発明のアルカ
リ洗剤組成物は、金属、プラスチツク、陶磁器、はうろ
う、ガラスなどよりなる機械・容器の内外面、ポイラ一
の内壁、配管、水槽、浴槽、家具、厨房器具などに付着
した無機、有機のカルシウム、マグネシウム化合物、タ
ンパク質、動植物油、鉱物油、炭水化物などからなる汚
垢、沈着物を洗浄除去するのに用いるのに好適である。

この場合、濃度０．１〜５０重量％の水溶液として通常
用いられるが、その濃度は使用温度用途などに応じて適
宜変更することができる。次に本発明を実施例に基づき
さらに詳細に説明する。

なお実施例中の各試験は下記の方法に従つて行つた。

（１） ＰＨ：東亜電波製ＰＨメーターにより測定した
。

（２）表面張力リジユヌーイの表面張力計により測定し
た。（３）浸透力リビーカ一（１０ｍ１）に試料溶液を
約３ｍ１（深さ１５ｍ７１Ｌ以上）入れ、液面に試験布
（フエルト、８×８ｍＴ！Ｌ）をピンセツトで軽くのせ
、液面から液中に没するまでの秒時を計る。

（４）起ほう力リフタ付試験管（１２×６５ｍｍ）に試
料溶液を２．０９入れ、２５ＣＴｒＬ／２０回／１０秒
垂直に振り、室温で放置し、直後及び３０分後のアワの
高さを測り、平均値をとつた。アワＯυ刀］父りノ ノ
向の安定゛ｌは二；；：；π；＝べ１００（１）で表わ
した。

（５）分散力：試験管（（２）と同じ）に試料ｍｌとカ
ーポンプラツク約３〜を入れ、プタをして２５Ｃ７ｒＬ
／２０回／１０秒垂直に振り、５時間後の分散層の高さ
（ｈ）及び濁度をそれぞれ評価し、平均値をとつた。

評価基準は次のとうりである。

洗浄力 １）試験片の作成 １金属板（０．８×８×４０ｍｍ１番号つき）の重量を
測り、これを約５０℃に加熱後、約８『Ｃに加熱した下
記の組成の人工汚垢０．１５９を、薬さじで滴下してそ
の表面上に広げ、室温で放置する。

２金属板（０．８×３×２０ｍｍ）に１と同様の操作で
人工汚垢０．０３９を付着させた。

なお人工汚垢は有機性汚垢やスケールを想定し有機物及
び地下水含有成分の代表的なものを含みかつ軟化点が７
０〜８０℃で適度な流動性となるための組成物として上
記の３種の化合物を選び、配合割合を決めた。

試５験に用いた金属片の種類及び規格は第１表のとうり
である。２）測定法 １試験片をプタ付試験管（φ・１２×８０ｍｍ）に入れ
直立して３日間静置（段階１）後、振幅１００１ｒＬで
１０秒間に５回、角度約１５で水平に１ｈ１４５゜Ｃで
振とう（段階２）し、次いで直立して２７日間静置（段
階３）し、各段階ごとに汚垢の付着量の変化を目視観察
した。

試験は１試料につき試験片２枚を用い静置は室温（１７
〜２２゜Ｃ）で行つた。

評価基準は次のとうりである。２試験片をプタ付試験管
（φ８×５０Ｔｎ１Ｌ）に入れ、室温（１５〜２２℃）
で直立静置して一定時間後に汚垢の付着量の変化を目視
観察し評価した。

（７）サビ止め力 （６）の洗浄力の測定後、金属片について目視観察を行
い評価した。

評価基準は次のとうりである。

評価 表面状態 全く変化なし 光沢のわずかな減少、極く一部分に 孔食が生成、溶液にわずかの汚濁 ４の変化がやや増大 かなり変化し、表面の約２分の１に サビが発生 非常に変化し、全面がサビで被覆、 溶液は著しく変色ないし沈殿の生成 実施例 第２表に示す組成で洗剤組成物を調製し、次いで洗浄力
試験、サビ止め力試験及び界面活゛囲試験を行つた。

試験例 １ 各種キレート剤、金属セツケン及び無機アルカリ塩配合
物について銅板付着汚垢を洗浄した場合の結果を第３表
に示す。

洗浄力の試験片及び測定法は（６）Ｉ）−１及び２）−
１をそれぞれ用いた。以上の結果から、キレート剤は、
洗浄力、サビ止め力とも大部分が劣つており、金属セツ
ケンーキレート剤配合系（試料Ａ６．５）は、それらが
最も優れている。これに対し本発明の無機塩配合系は、
有効成分が低濃度でほぼ同等の効果を表わし経済的であ
る。すなわら、試料／Ｆ６．ｌｌ及び１４（使用濃度２
％）では、使用濃度において有効成分（金属セツケン＋
キレート剤）がそれぞれ（１６。４＋１，６）ＸＯ．Ｏ
２＝０．３６（％、（２１．４＋２５．０＋１．６）×
０，０２＝０．９６であり、試料滝５（使用濃度１％）
の（６４．０＋１６．０）×０．０１０．８０に比し同
等ないし約１／２である。

特に有効成分中重要な役割を持らかつやや高価な金属セ
ツケンについては、試料Ａ６．ｌｌ，ｌ４及び５は、そ
れぞれ０．０３２，０．０３２，０．１６（１）で試料
滝１１，１４の場合試料洗５の約１／５でよいことが判
る。試験例 ２ 各種キレート剤及び配合物について鋼鉄、銅、アルミニ
ウムの各板に対する洗浄力及びサビ止め力を試験した結
果を第４表に示す。

試験片及び測定法は（６）１）−２及び２）−２に述べ
たとうりである。以上の結果から、金属の種類により洗
浄性及び腐食性がかなり異なること（試料滝１〜４）が
わかるが、本配合系（試料滝１３，１４）ではいづれに
ついても平均して短時間で効果を示すことがわかる。試
験例 ３ 各種配合物並びにアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ムと無機塩及びキレート剤からなる比較物質について各
種金属板試料を用いた洗浄力及びサビ止め力の試験結果
を第５表に示す。

試験片及び測定法は（６）ｌ）−２及び２｝−２に述べ
たとうりである。以上の結果から、比較物質（試料Ａ６
．６）と比べ、本配合系（試料滝７〜１２）ではほとん
どの場合に洗浄力及びサビ止め力とも優れた効果を示す
ことがわかる。

試験例 ４ 各種キレート剤及び配合物について各種の界面活性を測
定した結果を第６表に示す。

以上の結果から、本発明の配合系は、各種界面活性が平
均して優れていることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｌｉ又はII価金属の金属セッケン０．１〜２０重量
   ％と、キレート剤５〜６０重量％と、ケイ酸アルカリ塩
   、ホウ酸アルカリ塩及び炭酸アルカリ塩の中から選ばれ
   た少なくとも１種２０〜９７重量％とからなることを特
   徴とする水溶性アルカリ洗剤組成物。