JP6426787B2 - バイオ再生可能な溶媒およびクリーニング法 - Google Patents

Description

本発明はバイオ再生可能であり、非−ＶＯＣ（揮発性有機化合物）な溶媒、およびクリーニング用途において該溶媒を使用する方法に関する。

クリーニング組成物はクリーニング、すなわち油性またはワックス状の汚れを除去すること、において効果的でなければならない。同時に、汚れを除去する効率、クリーニングされるべき下地の基体に対する不活性とユーザの利便性および安全性との間でとるべきバランスがある。より最近は、環境にやさしいクリーニング配合物を開発することにかなりの関心もある。

「環境にやさしい」の単独の定義は存在しないが、バイオ再生可能な資源から誘導された物質は、環境のために持続可能であることが一般的に受け入れられている。さらに、重量百分率揮発性有機含有量（ＶＯＣ）の限界が規制されている国もある。たとえばカルフォルニア大気資源委員会（ＣＡＲＢ）は、２０１２年１２月３１日までに、汎用クリーナーにおけるＶＯＣに対して４重量％から０．５重量％へのさらなる削減を提案した。本願の目的のために、ＶＯＣとは２０℃において０．１ｍｍＨｇより高い蒸気圧を有する炭素化合物である。

従って、安全であり、効果的であり、害を与えず、環境にやさしいクリーニング組成物に対する需要が存在する。

一つの実施態様において、本発明は以下を含むクリーニング組成物を提供する。
式Ｒ^１ Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^２のエステル、ここで：
Ｒ^１はＣ_７−１０アルキルであり、かつ
Ｒ^２はＣ_２−６アルキル、より好ましくはＣ_２−４アルキルである；
界面活性剤；
少なくとも１のキレート剤またはハイドロトロープ剤；および
水。

「クリーニング組成物」は、汚れを除去するための組成物を意味する。天然のクリーニング組成物は、摂取されることができないし、クリーニング技術の当業者はクリーニングの問題を解決するために、摂取可能な組成物に目を向けないだろう。

一つの実施態様において、Ｒ^１はオクチルである。

一つの実施態様において、Ｒ^１はデシルである。

一つの実施態様において、Ｒ^２はエチルである。

一つの実施態様において、Ｒ^２はプロピルである。

一つの実施態様において、Ｒ^２はブチルまたはイソブチルである。

好ましい実施態様において、該エステルは、オクタン酸エチル、デカン酸エチル、オクタン酸プロピル、オクタン酸ブチル、オクタン酸イソブチル、もしくはデカン酸ブチル、またはそれらの混合物の少なくとも１つである。そのような実施態様において、そのようなエステルのＲ^１部分は、情報および信じるところによるとバイオ再生可能であるところのココナツ油およびパーム核油から誘導される。該脂肪酸は、多くの方法、たとえば蒸留により、他の脂肪酸から分画され得る。これらの脂肪酸、それらのエステル、またはそれらの還元により製造されることのできる対応するアルコールはバイオ再生可能である。

一つの実施態様において、該エステルは揮発性有機物ではない（該エステルは２０℃において０．１ｍｍＨｇ未満の蒸気圧を有する）。一つの実施態様においては、Ｒ^１がＣ７であるとき、Ｒ^２はエチルではない。

一つの実施態様において、該組成物は、カップリングのために共界面活性剤または共溶媒該組成物をさらに含み、該組成物を透明にする。さらに別の実施態様では、該組成物は透明なマイクロエマルションである。

該界面活性剤は、ノニオン性、アニオン性、カチオン性、もしくは両性、またはそれらの混合物であり得る。一つの実施態様において、該組成物はカップリングのための共界面活性剤を含む。

想定されるノニオン性界面活性剤は、たとえばポリオキシエチレン界面活性剤；カルボン酸のエステルである界面活性剤；エトキシレート化された天然の油、脂肪、またはワックスである界面活性剤；カルボン酸アミドの界面活性剤；およびポリオキシアルキレンブロックコポリマーの界面活性剤を含む。想定されるポリオキシエチレン界面活性剤は、たとえばアルコールエトキシレート界面活性剤およびアルキルフェノールエトキシレートを含む。想定されるカルボン酸エステル界面活性剤は、たとえばグリセロールエステル界面活性剤、グリコール（たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコール、および１，２−プロパンジオール）のエステルである界面活性剤、ポリエチレングリコールエステル界面活性剤、無水ソルビトールエステル界面活性剤、およびエトキシレート化無水ソルビトールエステル界面活性剤を含む。想定されるカルボン酸アミド界面活性剤は、たとえばジエタノールアミド界面活性剤、モノアルカノールアミド界面活性剤、およびポリオキシエチレンアミド界面活性剤を含む。想定されるポリオキシアルキレンブロックコポリマー界面活性剤は、たとえばポリ（オキシエチレン−コ−オキシプロピレン）界面活性剤を含む。想定されるノニオン性界面活性剤の混合物もまた想定される。

想定されるアニオン性界面活性剤は、たとえばカルボキシレート界面活性剤、Ｎ−アシルサルコシネート界面活性剤、アシル化タンパク質加水分解物界面活性剤、スルホネート界面活性剤、サルフェート界面活性剤、およびリン酸エステル界面活性剤を含む。想定されるカルボキシレート界面活性剤は、たとえばアルキルカルボキシレート、アルケニルカルボキシレート、およびポリアルコキシカルボキシレートを含む。想定されるスルホネート界面活性剤は、たとえばアルキルスルホネート、アリールスルホネート、およびアルキルアリールスルホネートを含む。想定されるスルホネート界面活性剤の例は、アルキルベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、アルファ−オレフィンスルホネート、石油スルホネート、および疎水性基が、エステル結合、アミド結合、エーテル結合から選択された少なくとも１の結合を含むスルホネート（たとえば脂肪酸のジアルキルスルホサクシネート、アミドスルホネート、スルホアルキルエステルおよび脂肪酸エステルスルホネート）ならびにそれらの組み合わせを含む。想定されるサルフェート界面活性剤は、たとえばアルコールサルフェート界面活性剤、エトキシレート化およびサルフェート化されたアルキルアルコール界面活性剤、エトキシレート化およびサルフェート化されたアルキルフェノール界面活性剤、サルフェート化カルボン酸、サルフェート化アミン、サルフェート化エステルおよびサルフェート化された天然の油または脂肪を含む。想定されるホスファートエステル界面活性剤は、たとえばホスファートモノエステルおよびホスファートジエステルである。想定されるアニオン性界面活性剤は対応するカチオンを有する。想定される対応するカチオンは、たとえばナトリウム、カリウム、アンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、マグネシウムカチオン、およびそれらの混合物を含む。

想定されるカチオン性界面活性剤は、たとえばアミン界面活性剤および４級アンモニウム塩界面活性剤を含む。想定されるアミン界面活性剤は、たとえば一級、二級、および三級アルキルアミン界面活性剤；一級、二級、および三級アルケニルアミン界面活性剤；イミダゾリン界面活性剤；アミンオキサイド界面活性剤；エトキシレート化アルキルアミン界面活性剤；エチレンジアミンのアルコキシレートである界面活性剤；および疎水性基が少なくとも１のアミド結合を含む、アミン界面活性剤を含む。想定される４級アンモニウム塩界面活性剤は、たとえばジアルキルジメチルアンモニウム塩界面活性剤、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウム塩界面活性剤、アルキルピリジニウムハライド界面活性剤、三級アミン化合物を四級化することにより製造された界面活性剤、およびエステルクワット（すなわち、エステル結合を含む少なくとも１の疎水性基を有する４級アンモニウム塩である界面活性剤）を含む。想定される４級アンモニウム塩界面活性剤は、対応するアニオンを有する。想定される対応するアニオンは、たとえばハロゲンイオン（たとえば塩素イオン）、メチルサルフェートイオン、他のアニオン、およびそれらの混合物を含む。

想定される両性界面活性剤は、たとえばアルキルベタイン界面活性剤、アミドプロピルベタイン界面活性剤およびイミダゾリニウムの誘導体である界面活性剤を含む。想定される両性界面活性剤の混合物もまた想定される。

一つの実施態様において、１以上のハイドロトロープ剤が使用される。想定されるハイドロトロープ剤は、たとえばアルコール、グリコール、アルカノールアミン、アリールスルホネート、グリコールエーテルおよびそれらの混合物を含む。想定されるアルコールは、たとえばエタノール、イソプロピルアルコールおよびそれらの混合物を含む。想定されるグリコールは、たとえばプロピレングリコールを含む。想定されるアルカノールアミンは、たとえばモノエタノールアミン、エタノールアミン、トリエタノールアミン、およびそれらの混合物を含む。想定されるアリールスルホネートは、たとえばアンモニウムキシレンスルホネート、キシレンスルホン酸ナトリウム、キシレンスルホン酸カリウム、メチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、クメンスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸ナトリウム、およびそれらの混合物を含む。想定されるグリコールエーテルは、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社によるＥ−シリーズおよびＰ−シリーズのグリコールエーテル、たとえばジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテルジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、およびトリエチレングリコールｎ−ブチルエーテルを含む。

想定されるキレート化剤は、たとえばニトリロ酢酸、エチレンジアミン四酢酸、有機ホスファート、酒石酸モノコハク酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｔａｒｔｒａｔｅ ｍｏｎｏｓｕｃｃｉｎａｔｅ）、酒石酸ジコハク酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｔａｒｔｒａｔｅ ｄｉｓｕｃｃｉｎａｔｅ）、およびそれらの混合物を含む。例は、メチルグリシンＮ，Ｎ−二酢酸（ＭＧＤＡ）、グルタミン酸Ｎ，Ｎ−二酢酸（ＧＬＤＡ）、２−ヒドロキシエチルイミノ二酢酸（ＨＥＩＤＡ）、またはそれらの塩、またはクエン酸、グルカル酸およびグルコン酸の塩を含む。

想定される中性の可用性塩は、たとえば硫酸ナトリウムを含む。

一つの実施態様において、該クリーニング組成物はさらにビルダーを含む。想定されるビルダーは、たとえばリン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、ゼオライト、金属イオン封鎖剤、中性の可用性塩、およびそれらの混合物を含む。想定されるリン酸塩は、たとえばトリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸四ナトリウム、オルソリン酸三ナトリウム、ピロリン酸テトラカリウム、他のリン酸塩、およびそれらの混合物を含む。想定される炭酸塩は、たとえば炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、およびそれらの混合物を含む。想定されるケイ酸塩は、たとえば１：１より高いＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏの比を有するケイ酸ナトリウム、たとえば２．０：１〜２．４：１の比を有するもの、を含む。Ｔｙｐｅ Ａゼオライトは想定されるゼオライトの例である。

本発明の範囲における変形が想定され、たとえば一つの実施態様において、該クリーニング組成物はグリコールエーテルを含まない。

２〜１２のｐＨ範囲が想定される。一つの実施態様において、該クリーニング組成物のｐＨは、少なくとも８、好ましくは少なくとも８、好ましくは少なくとも９、好ましくは少なくとも１０、およびより好ましくは（＞）１０超である。あるいは、一つの実施態様において、ｐＨは８であり、該クリーニング組成物はそれでもなお適切に効果的である（表５を参照のこと）。

一つの実施態様において、本発明は、油汚れを除去する方法であって、特許請求の範囲において定義されたクリーニング組成物を該汚れに適用することを含む該方法を提供する。一つの実施態様において、該汚れは混入された顔料を有する、ワックス状の汚れである。

一つの実施態様において、本発明は、表面を脱グリース化するためのクレンザーを製造する方法であって、該クレンザーに、上記の式Ｒ^１ Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^２のエステルを取り込むことを含む該方法を提供する。

一つの実施態様において、該クリーニング組成物はグリコールエーテルを含まない。

一つの実施態様において、該組成物は透明な均一な液体またはゲルである。一つの実施態様において、該組成物は家庭でのクリーニングにおいて使用される。一つの実施態様において、該組成物は産業的または企業的なクリーニングにおいて使用される。

本発明の代替の実施態様において、Ｃ_７−１０アルキルの代わりに、Ｒ^１はＣ_{１１−１７}のアルキルまたはアルケニルすなわち１以上の二重結合を有することができる。そのような実施態様において、該エステルは、該エステルが揮発性有機物でないように選択されなければならない（該エステルは２０℃において０．１ｍｍＨｇより高い蒸気圧を有する）。

以下の実施例は、例示の目的のみのためであり、本発明の範囲を制限することを意図しない。すべての百分率は、別に明記されないかぎり重量による。

実施例１
本発明のクリーニング組成物の実施例は重量％で表１において列挙される。

成分は、慣用の方法で混合される。各バッチが分割され、部分はクエン酸で８または１２にｐＨ調節される。

実施例２−比較
比較のクリーニング組成物の実施例が、重量％で表２において列挙される。

成分は慣用の方法で混合される。各バッチは分割され、部分はクエン酸で８または１２にｐＨ調節される。

実施例３
実施例１及び２からのクリーニング組成物のクリーニング効率を試験するために、各バッチが８倍に希釈される（有効クリーニング活性希釈は５重量％〜０．６２５重量％）。
該バッチは上記のように製造され、表３に列挙される。

艶消しにされたガラス基体が手動の研磨により製造され、その上に各汚れ（ＤＯＬＬＡＲ ＴＲＥＥから入手可能なクレヨン、Ｃｒａｙｏｌａ ＬＬＣから入手可能なＣＲＡＹＯＬＡ（商標）クレヨン、およびＭａｙｂｅｌｌｉｎｅルビー４００口紅）が直線へと引かれる。金属の鋳型が該ガラス上に機械的に密封され、該ガラスを２４の、１５ｍｍ^２の配列に分割した。５００μＬの量の各バッチが各配列の上へとピペットで移動され、そして該ガラス基体は、次に、毎分約６０の動きの相対的に遅い速度において３２分間振動される。その後、該ガラス基体は水道水で静かに濯がれて、乾燥することを許される。いったん乾燥したら、該ガラス基体は光学式走査により画像化される（ＥＰＳＯＮ Ｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎ ４４９０スキャナー、慣用の設定）。表３に示されているように、複数回の測定が行われた場合平均として、該走査データは４つの群に分離される：「０」−まったくきれいになっていない、「１」−部分的にきれいになっている、「２」−もっともきれいになっている、「３」−痕跡が残されている、および「４」−汚れが完全に落ちている。

全体としては、たいていの場合、汚れごとに比較すると、本発明の溶液は慣用の溶媒と匹敵するかまたはよりよかった。ｐＨは、ある汚れにおいては、効率のために明らかに重要であったが、表３からの平均のクリーニングの効率（「クリーニング力」）は表４に報告されている：

ｐＨ８の場合、該クリーニング力は表５に示されているようにさらに、より分化されている。

上述に基づくと、本発明の組成物は水性のクリーニング組成物における脱グリース剤であると考えられ、バイオ再生可能な資源から誘導されていること、および実施態様によっては、非ＶＯＣであるという付加された利点を有する。

実施例４
本発明のクリーニング組成物の実施例が重量％で、表６Ａおよび６Ｂにおいて列挙される。

該配合物は、緩衝するための電解質（炭酸ナトリウムおよび重炭酸ナトリウム）を室温において脱イオン水に溶解し、次に直鎖のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＮＡＣＣＯＮＯＬ ９０Ｇ）を溶解することにより製造され、続いて（もしあれば）ＥＣＯＳＵＲＦ界面活性剤、（もしあれば）ヘキシルセロソルブ、および酸エステル溶媒（デカン酸エチルまたはオクタン酸エチル）を連続的に添加して、安定な、均一マイクロエマルションを形成した。該配合物のｐＨは９．２であった。

実施例５
実施例４からのクリーニング組成物のクリーニング効率を試験するために、各バッチが上記のように製造され、表７に列挙される。

艶消しにされたガラス基体が手動または機械の研磨により製造され、その上に各汚れ（ＤＯＬＬＡＲ ＴＲＥＥから入手可能な一般的なクレヨン、Ｃｒａｙｏｌａ ＬＬＣから入手可能なＣＲＡＹＯＬＡ（商標）クレヨン、Ｓｈａｒｐｉｅ（登録商標）メタリックシルバーマーカー、およびＳｈａｒｐｉｅ（登録商標）ブラックパーマネントマーカー）が直線へと引かれる。金属の鋳型が該ガラス上に機械的に密封され、該ガラスを２４の１５ｍｍ×１５ｍｍの配列に分割した。５００μＬの量の各バッチが各配列の上へとピペットで移動され、そして該ガラス基体は、次に、毎分約６０の動きの相対的に遅い速度において１０分間（Ｓｈａｒｐｉｅ（登録商標）メタリックシルバーマーカーの場合）または３２分間（クレヨン、ｃｒａｙｏｌａ（商標）、およびＳｈａｒｐｉｅ（登録商標）ブラックパーマネントマーカーの場合）振動される。その後、該ガラス基体は水道水で静かに濯がれて、乾燥することを許された。いったん乾燥したら、該ガラス基体は光学式走査により画像化される（ＥＰＳＯＮ Ｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎ ４４９０スキャナー、慣用の設定）。該走査データは視覚的な観察により４つの群に分離される：「０」−まったくきれいになっていない、「１」−わずかにきれいになっている、「２」−部分的にきれいになっている、「３」−ほとんどきれいになっている、および「４」−完全にきれいになっている。１から複数のガラス基体の試験が行われ、平均されたクリーニングの得点が以下の表にまとめられる。

表７においてみられることができるように、クレヨンについてはバッチＭを除くすべての本発明のバッチは、市販入手可能な汎用クリーナーより優れていた。すべての本発明のバッチはシルバーメタリックパーマネントマーカーを非常に効率的にきれいにしたのに対して、比較の汎用のクリーナーは、効率的ではなかった。本発明のバッチ、Ｇ、Ｉ、およびＪは比較の汎用クリーナーより、ブラックパーマネントマーカーをきれいにした。

本発明は、本明細書において具体的に開示された態様および例示された態様に制限されないことが理解される。本発明の種々の変形は当業者に明白である。そのような変更および変形は添付の特許請求の範囲から逸脱することなくなされ得る。

さらに、記載された各範囲は、該範囲に含まれる特定の数値と同様に、範囲のすべての組み合わせおよび小組み合わせ（ｓｕｂｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）を含む。さらに、各特許、特許出願、および本明細書において引用または記載された刊行物は、参照することにより本明細書に、その全体において組み込まれる。
以下に、本願発明に関連する発明の実施形態について列挙する。
［実施形態１］
クリーニング組成物であって、
式Ｒ^１ Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^２のエステル、ここで：
Ｒ^１はＣ_７−１０アルキルであり、かつ
Ｒ^２はＣ_２−６アルキルである；
界面活性剤；
少なくとも１のキレート剤またはハイドロトロープ剤；および
水；を含み、
２０℃において０．１ｍｍＨｇ未満の蒸気圧を有し、かつ前記クリーニング組成物はグリコールエーテルを含まない、クリーニング組成物。
［実施形態２］
ビルダーをさらに含む、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態３］
追加の界面活性剤をさらに含む、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態４］
Ｒ^１がオクチルである、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態５］
Ｒ^１がデシルである、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態６］
Ｒ^２がエチルである、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態７］
Ｒ^２がエチルである、実施形態４に記載のクリーニング組成物。
［実施形態８］
Ｒ^２がエチルである、実施形態５に記載のクリーニング組成物。
［実施形態９］
Ｒ^２がブチルまたはイソブチルである、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態１０］
Ｒ^２がブチルまたはイソブチルである、実施形態４に記載のクリーニング組成物。
［実施形態１１］
Ｒ^２がブチルまたはイソブチルである、実施形態５に記載のクリーニング組成物。
［実施形態１２］
前記エステルが、オクタン酸エチル、デカン酸エチル、オクタン酸プロピル、オクタン酸ブチル、オクタン酸イソブチル、もしくはデカン酸ブチル、またはそれらの混合物の少なくとも１つである、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態１３］
前記クリーニング組成物のｐＨが少なくとも８である、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態１４］
前記クリーニング組成物のｐＨが＞１０である、実施形態１に記載のクリーニング組成物。
［実施形態１５］
油汚れを除去する方法であって、実施形態１に記載のクリーニング組成物を該汚れに適用することを含む、方法。
［実施形態１６］
低下されたＶＯＣを有する、表面を脱グリース化するクレンザーを製造する方法であって、前記クレンザーにおけるクリーニング溶媒として、式Ｒ^１ Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^２のエステルを使用することを含み、ここで：
Ｒ^１はＣ_７−１０アルキルであり、かつ
Ｒ^２はＣ_２−６アルキルであり；ここで、前記エステルは２０℃において０．１ｍｍＨｇ未満の蒸気圧を有する、方法。

Claims (8)

1. 混入された顔料を有する油汚れを除去するためのクリーニング組成物であって、
   式Ｒ^１ Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^２のエステルであるクリーニング溶媒であって、ここで、
   Ｒ^１はＣ_７−１０アルキルであるか、又は、Ｃ_{１１−１７}アルキル若しくはアルケニルであり、かつ
   Ｒ^２はＣ_２−4アルキルである、クリーニング溶媒を、前記クリーニング組成物の総重量を基準にして１〜５重量％と；
   少なくとも１種のノニオン性界面活性剤を含む、界面活性剤と；
   少なくとも１種のキレート剤またはハイドロトロープ剤と；
   水と；を含み、
   前記エステルは２０℃において０．１ｍｍＨｇ未満の蒸気圧を有し、前記クリーニング組成物は非ＶＯＣ組成物であって、２０℃において０．１ｍｍＨｇより高い蒸気圧を有する炭素化合物を含まず、かつ前記クリーニング組成物のｐＨは少なくとも８である、クリーニング組成物。
2. ビルダーをさらに含む、請求項１に記載のクリーニング組成物。
3. 追加の界面活性剤をさらに含む、請求項１に記載のクリーニング組成物。
4. 油汚れを除去する方法であって、請求項１に記載のクリーニング組成物を該汚れに適用することを含む、方法。
5. Ｒ^１がＣ_{１１−１７}アルキルでありＲ^２がエチルである、請求項１に記載のクリーニング組成物。
6. ビルダーをさらに含む、請求項５に記載のクリーニング組成物。
7. 追加の界面活性剤をさらに含む、請求項５に記載のクリーニング組成物。
8. 油汚れを除去する方法であって、請求項５に記載のクリーニング組成物を該汚れに適用することを含む、方法。