(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024031934
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】ポリアルキレンオキシド含有化合物及びその用途
(51)【国際特許分類】
C08L 101/06 20060101AFI20240229BHJP
C08L 71/00 20060101ALI20240229BHJP
C08G 65/32 20060101ALI20240229BHJP
C11D 7/22 20060101ALI20240229BHJP
C11D 3/37 20060101ALI20240229BHJP
【FI】
C08L101/06
C08L71/00
C08G65/32
C11D7/22
C11D3/37
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023135768
(22)【出願日】2023-08-23
(31)【優先権主張番号】P 2022133849
(32)【優先日】2022-08-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人WisePlus
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 良太
(72)【発明者】
【氏名】松本 理香
【テーマコード(参考)】
4H003
4J002
4J005
【Fターム(参考)】
4H003AC08
4H003DB02
4H003FA06
4J002AB031
4J002AH001
4J002CH012
4J002CH052
4J002FD202
4J002FD310
4J002GC00
4J002GL00
4J005AA02
4J005AA09
4J005BC00
4J005BD00
4J005BD05
(57)【要約】
【課題】
洗剤用途に於いて好適であり、ソイルリリース性、汚れの分散性、特に疎水汚れの分散性に於いて優れた性能を発揮することができるポリアルキレンオキシド含有化合物及び用途を提供する。
【解決手段】
環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)、
ポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)、及び、アミノ基含有構造単位(C)を有するポリアルキレンオキシド含有化合物である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)、
下記一般式(1)で表されるポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)、及び、
【化1】
(一般式(1)中、R
1は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。nは1~300の整数を表す。R
2は、水素原子又は炭素数1~30の有機基を表す。アスタリスクは、一般式(1)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
下記一般式(2)~(3)のいずれか1種以上で表されるアミノ基含有構造単位(C)を有する
ポリアルキレンオキシド含有化合物。
【化2】
(一般式(2)中、R
3、R
4は、同一もしくは異なって、水素原子又は炭素数1~20の有機基を表す。アスタリスクは、一般式(2)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【化3】
(一般式(3)中、R
3、R
4、R
5は、同一もしくは異なって、水素原子又は炭素数1~20の有機基を表す。X
-は、カウンターアニオンを表す。アスタリスクは、一般式(3)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【請求項2】
更に、炭素数1~30の有機基を有する前記疎水基含有構造単位(D)を有する
請求項1に記載のポリアルキレンオキシド含有化合物。
【請求項3】
請求項1に記載のポリアルキレンオキシド含有化合物を含むソイルリリース剤。
【請求項4】
請求項1に記載のポリアルキレンオキシド含有化合物を含む洗剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、洗剤用途に於いて好適であり、ソイルリリース性、汚れの分散性、特に疎水汚れの分散性に於いて優れた性能を発揮することができるポリアルキレンオキシド含有化合物及びその用途に関するものである。
【背景技術】
【0002】
植物系バイオマスとしては、セルロース、グアーガム、スターチ、ヘミセルロース、リグニン等がある。これらの中で、リグニンは、天然の芳香族ポリマーとして地球上に最も豊富に存在している。リグニンの構造については、光合成(一次代謝)により同化された炭素化合物が更なる代謝(二次代謝)を受けることで合成されるフェニルプロパノイドのうち、p-クマリルアルコール・コニフェニルアルコール・シナピルアルコールという3種類の基本骨格であるリグニンモノマーが、ラッカーゼ・ペルオキシダーゼ等の酸化酵素により一電子酸化され、フェノキシラジカルとなり、これが不定形にラジカルカップリングすることにより、複雑な三次元網目構造をとっている。
【0003】
前述のように、リグニンの分子構造は複雑であり、また、植物体から単離する際の単離方法によりリグニンの化学的特性が大きく変化すること、及び、リグニンが基本的には疎水性物質であり、難水溶性であること等の理由により、これまでリグニンの工業材料としての利用は限られていた。
【0004】
しかし一方で、安価に入手可能なリグニンを工業的に利用すべく、種々の検討がなされており、例えば、特許文献1には、リグニンと(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する1級又は2級アミン化合物由来のアミノ基とが2価の連結基を介して結合した構造を有することを特徴とするリグニン誘導体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
衣服に付着する皮脂汚れなどについて、繊維に吸着する化合物にてあらかじめ繊維に処理を行うことにより洗濯時に汚れがとれやすくなる効果が期待できる。このような機能はソイルリリース性と呼ばれている。
近年の環境意識の高まりから、前述のリグニンやその他の天然多糖類を洗剤添加剤や各種用途に用いる検討が行われているが、本発明者が鋭意検討したところ、これまでに提案されてきた植物系バイオマス由来の誘導体を洗剤添加剤として用いた場合、汚れの分散性が不十分であるなど、改善の余地があることが明らかになった。
【0007】
本開示は、前記現状に鑑みてなされたものであり、洗剤用途に於いて好適であり、ソイルリリース性、汚れの分散性、特に疎水汚れの分散性に於いて優れた性能を発揮することができるポリアルキレンオキシド含有化合物及びその用途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物は、
環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)、
下記一般式(1)で表されるポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)、及び、
【0009】
【化1】
(一般式(1)中、R
1は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。nは1~300の整数を表す。R
2は、水素原子又は炭素数1~30の有機基である。アスタリスクは、一般式(1)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
下記一般式(2)~(3)のいずれか1種以上で表されるアミノ基含有構造単位(C)を有するポリアルキレンオキシド含有化合物である。
【0010】
【化2】
(一般式(2)中、R
3、R
4は、同一もしくは異なって、水素原子又は炭素数1~20の有機基を表す。アスタリスクは、一般式(2)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0011】
【化3】
(一般式(3)中、R
3、R
4、R
5は、同一もしくは異なって、水素原子又は炭素数1~20の有機基を表す。X
-は、カウンターアニオンを表す。アスタリスクは、一般式(3)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0012】
上記ポリアルキレンオキシド含有化合物は、更に、炭素数1~30の有機基を有する前記疎水基含有構造単位(D)を有することが好ましい。
【0013】
本発明はまた、上記ポリアルキレンオキシド含有化合物を含むソイルリリース剤でもある。
【0014】
本発明は更に、上記ポリアルキレンオキシド含有化合物を含む洗剤組成物でもある。
【発明の効果】
【0015】
本開示によれば、洗剤用途に対して、優れたソイルリリース性、及び、汚れの分散性、特に疎水汚れの分散性を発揮することができるポリアルキレンオキシド含有化合物及びその用途を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本開示の実施形態を詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【0017】
なお、これ以降の説明において特に記載がない限り、「%」は「質量%」を意味する。
【0018】
〔ポリアルキレンオキシド含有化合物〕
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物は、
環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)、
下記一般式(1)で表されるポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)、及び、
【0019】
【化4】
(一般式(1)中、R
1は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。nは1~300の整数を表す。R
2は、水素原子、炭素数1~30の有機基である。アスタリスクは、一般式(1)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
下記一般式(2)~(3)のいずれか1種以上で表されるアミノ基含有構造単位(C)を有する
ポリアルキレンオキシド含有化合物であれば特に限定はない。
【0020】
【化5】
(一般式(2)中、R
3、R
4は、同一もしくは異なって、水素原子又は炭素数1~20の有機基を表す。アスタリスクは、一般式(2)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0021】
【化6】
(一般式(3)中、R
3、R
4、R
5は、同一もしくは異なって、水素原子又は炭素数1~20の有機基を表す。X
-は、カウンターアニオンを表す。アスタリスクは、一般式(3)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0022】
本開示の環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)は、環状構造及びヒドロキシ基を有する天然物に由来する構造であれば特に限定されないが、天然物由来の水酸基を有する芳香族環を有する構造、及び/又は、天然物由来の環状多糖類に由来する構造が好ましい。環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物として具体的には、リグニン、ヒドロキシアルキル化多糖類等が挙げられる。
リグニン又はヒドロキシアルキル化多糖類にポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)、及び、アミノ基含有構造単位(C)が結合した形態は、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物として好ましい実施形態の1つである。
【0023】
前述した通り、リグニンの分子構造は複雑であり、また、植物体から単離する際の単離方法によりリグニンの化学的特性が大きく変化する。そのため、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物における構造単位(A)を構成する、環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物として、リグニンを用いる場合の好ましい形態としては、クラフトリグニンである。
工業リグニンは、単離リグニンの中でも、工業的に扱われているリグニンであり、入手性・経済性の観点から、リグニンの利用を考える上で重要なリグニンである。最も多く生産されている工業リグニンは,紙パルプ製造プロセスの化学パルプ化のパルプ廃液から大規模に得られるリグニン、すなわちリグノスルホン酸(塩)、およびクラフトリグニンである。最近注目されている工業リグニンとして、ソーダリグニン、ソーダ-アントラキノンリグニン、オルガノソルブリグニン、爆砕 リグニン、硫酸リグニン等もある。ソーダリグニン、ソーダ-アントラキノンリグニンは、主に草本植物の化学パルプ化に適用されるソーダ法(水酸化ナトリウムによる高温高圧反応)、ソーダ-アントラキノン法(水酸化ナトリウム/アントラキノンによる高温高圧反応)由来のリグニンである。オルガノソルブリグニンは、オルガノソルブ法により得られるリグニンである。オルガノソルブ法は、有機溶媒(メタノール、エタノール、イソブチルケトン、エチレングリコールなど)中、酸性触媒、もしくは塩基性触媒下で脱リグニンを行う方法であり、種々の方法が知られている。爆砕リグニンは、爆砕処理(高圧水蒸気処理)することにより得られるリグニンである。この方法では、木材中のアセチル基由来の酢酸による自己酸分解が起こると考えられており、爆砕リグニンは、酸性触媒のオルガノソルブリグニンに類似した性質を有しているとされる。爆砕処理は、有機溶媒などを使用しないため,環境に優しいプロセスとして注目されている。硫酸リグニンは、上述の工業リグニンが可溶化リグニンであるのに対し、硫酸処理の不溶物として得られる不溶化残渣リグニンである。
これらのリグニンを用いる場合の好ましい形態としては、木本系リグニン、草本系リグニンに限定はなく、原料入手の観点からクラフトリグニン、リグニンスルホン酸、ソーダリグニンが好ましい。
【0024】
また、本開示の環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)の原料として、天然物由来の環状多糖類を用いる場合、ヒドロキシアルキル化多糖類であることが好ましい。
本開示に用いられる、環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物としては、キトサン、キチン、セルロース等が挙げられ、ヒドロキシアルキル化多糖類としては、セルロース、グアーガム、スターチ等の多糖類が挙げられる。また、これらのヒドロキシアルキル化多糖類に、メチル基が置換基として導入してもよい。更に、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等のヒドロキシアルキル基を有してもよい。
ヒドロキシアルキル化多糖類の具体例としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルグアーガム、ヒドロキシエチルスターチ、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルグアーガム、ヒドロキシプロピルスターチ、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルグアーガム、ヒドロキシエチルメチルスターチ、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルグアーガム、ヒドロキシプロピルメチルスターチ等が挙げられる。
【0025】
本開示の環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)の原料としては、リグニン、ヒドロキシアルキル化多糖類から選ばれる1種以上であることが好ましい。
更に好ましくは、リグニン、ヒドロキシエチルセルロースから選ばれる1種以上である。
本開示の環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)が、前述の天然物由来の構造を有していると、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を洗剤添加剤として用いた場合、ソイルリリース性、汚れの分散性、特に疎水汚れの分散性が向上するため好ましい。
【0026】
本開示のポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)は、下記一般式(1)で表される構造単位であれば特に限定はない。
【0027】
【化7】
(一般式(1)中、R
1は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。nは1~300の整数を表す。R
2は、水素原子又は炭素数1~30の有機基である。アスタリスクは、一般式(1)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0028】
前記一般式(1)中のnは、1~300の整数であれば特に限定はない。前記nは、好ましくは1~200であり、より好ましくは10~180、さらに好ましくは20~160である。
本開示の前記一般式(1)中のnが前述の範囲であると、汚れ成分の分散性が向上するという点で好ましい。
【0029】
前記一般式(1)中のR1は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基であれば特に限定はない。前記R1は、炭素数2~6の炭化水素基であってもよい。好ましくは、炭素数2~4の炭化水素基である。
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物中にR1が複数存在する場合に、複数のR1は同一の炭素数でもよいし、また、異なる炭素数の組み合わせであってもよく、前記R1は炭素数2~6の有機基から選ばれる1種以上であってもよい。好ましいR1の炭素数は、前述した通り、炭素数2~4である。また、前記R1は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基から選ばれる1種以上であれば、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の水溶性をより向上させることができる。また、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を洗剤用添加剤として用いた場合、汚れ成分の分散性が向上するという観点から、前述した置換基であることが好ましい。
【0030】
前記一般式(1)中のR2は、水素原子又は炭素数1~30の有機基であれば特に限定はない。
前記R2が、炭素数1~30の有機基である場合、炭素数1~30の炭化水素基であってもよい。前記炭素数1~30の炭化水素基としては、特に限定はなく、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の鎖状炭化水素基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等の環状炭化水素基が挙げられる。前記炭素数1~30の炭化水素基は、分岐を有していてもよく、分岐を有する場合の炭化水素基の炭素数は、主鎖及び分岐鎖の合計の炭素数を意味する。また、炭素原子や水素原子以外の酸素原子やヘテロ原子を有してもよい。
【0031】
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルへキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ステアリル基、イコシル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。上記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ドデシニル基、オクタデシニル基、イコシニル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、メチルフェニル基、1-メトキシ-4-メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ブチルメチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、ジブチルフェニル基、ビフェニル基、ビフェニルメチル基、ビフェニルエチル基、ナフチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル等が挙げられる。
前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。上記シクロアルケニル基としては、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
【0032】
前記炭化水素基として、好ましくはアルキル基、アルケニル基であり、より好ましくはアルキル基である。前記炭化水素基の炭素数として好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3、より好ましくは1である。前記炭化水素基の炭素数が、前述の範囲であると、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の水溶性が保持されるので洗剤に配合する点で好ましい。
【0033】
また、前記一般式(1)中のR2は、使用用途によって、水素原子であることも好ましい形態の一つである。例えば、親水性を高めたい場合には、水素原子であることが好ましい。
更に、前記R2は、水素原子又は炭素数1~30の有機基であればよく、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物中に、上記構造単位(B)が複数存在し、R2が複数存在する場合には、R2は、水素原子、炭素数1~30の有機基から選ばれる1種以上であればよく、1種類のみ、あるいは、必要に応じて1種以上が含まれてもよい。
【0034】
本開示のポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)は、本開示の環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位(A)がリグニンである場合、前記一般式(1)とリグニン骨格の間に、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有してもよい。
好ましくは、リグニン骨格に下記式(1-1)及び/又は式(1-2)で表される構造単位が結合している形態である。
【0035】
【化8】
(一般式(1-1)中、R
6は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。mは1~300の整数を表す。R
7は、水素原子又は炭素数1~30の有機基である。アスタリスクは、一般式(1-1)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0036】
【化9】
(一般式(1-2)中、R
6は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。mは1~30の整数を表す。R
7は、水素原子又は炭素数1~30の有機基である。R
8は、水素原子、炭素数1~2の有機基から選ばれる1種以上である。pは1~4の整数であり、qは1~5の整数である。アスタリスクは、一般式(1-2)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0037】
前記一般式(1-1)、(1-2)中のmは、1~300の整数であれば特に限定はない。好ましくは1~200である。
本開示の前記一般式(1-1)、(1-2)中のmが前述の範囲であると、ポリアルキレンオキシド鎖による疎水汚れや泥等の汚れの分散効果を向上させるという点で好ましい。
【0038】
前記一般式(1-1)、(1-2)中のR6は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基であれば特に限定はない。前記R6は、炭素数2~6の炭化水素基であってもよい。好ましくは、炭素数2~4の炭化水素基である。
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物中にR6が複数存在する場合に、複数のR6は同一の炭素数でもよいし、また、異なる炭素数の組み合わせであってもよく、前記R6は炭素数2~6の有機基から選ばれる1種以上であってもよい。好ましいR6の炭素数は、前述した通り、炭素数2~4である。また、前記R6は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基から選ばれる1種以上であれば、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の水溶性を向上させることができる。また、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を洗剤用添加剤として用いた場合、疎水汚れや泥粒子などの汚れ成分の分散性が向上するという観点から、前述した置換基であることが好ましい。
【0039】
前記一般式(1-1)、(1-2)中のR7は、水素原子又は炭素数1~30の有機基であれば特に限定はない。
前記R7が、炭素数1~30の有機基である場合、炭素数1~30の炭化水素基であってもよい。前記炭素数1~30の炭化水素基としては、特に限定はなく、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の鎖状炭化水素基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等の環状炭化水素基が挙げられる。前記炭素数1~30の炭化水素基は、分岐を有していてもよく、分岐を有する場合の炭化水素基の炭素数は、主鎖及び分岐鎖の合計の炭素数を意味する。また、炭素原子や水素原子以外の酸素原子やヘテロ原子を有してもよい。
【0040】
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルへキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ステアリル基、イコシル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。上記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ドデシニル基、オクタデシニル基、イコシニル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、メチルフェニル基、1-メトキシ-4-メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ブチルメチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、ジブチルフェニル基、ビフェニル基、ビフェニルメチル基、ビフェニルエチル基、ナフチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル等が挙げられる。
前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。上記シクロアルケニル基としては、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
【0041】
前記炭化水素基として、好ましくはアルキル基、アルケニル基であり、より好ましくはアルキル基である。前記炭化水素基の炭素数として好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3、より好ましくは1である。前記炭化水素基の炭素数が、前述の範囲であると、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の水溶性が保持されるので洗剤に配合する点で好ましい。
【0042】
また、前記一般式(1-1)、(1-2)中のR7は、使用用途によって、水素原子であることも好ましい形態の一つである。例えば、親水性を高めたい場合には、水素原子であることが好ましい。
更に、前記R7は、水素原子又は炭素数1~30の有機基であればよく、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物中に、上記構造単位(B)が複数存在し、R7が複数存在する場合には、R7は、水素原子、炭素数1~30の有機基から選ばれる1種以上であればよく、1種類のみ、あるいは、必要に応じて1種以上が含まれてもよい。
【0043】
更に、前記一般式(1-2)中のR8は、水素原子、炭素数1~2の有機基であれば特に限定なく、好ましくは、水素原子又はメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
【0044】
前記一般式(1-2)中のpは1~4の整数であれば特に限定はなく、好ましくは2~4であり、より好ましくは2~3である。
【0045】
前記一般式(1-2)中のqは1~5の整数であれば特に限定はなく、好ましくは1~4であり、より好ましくは1~3である。
前記一般式(1-1)、(1-2)の構造が、前述の置換基を有する場合、製造の容易性及び原料入手容易性の観点から好ましい。
【0046】
本開示のアミノ基含有構造単位(C)は、下記一般式(2)~(3)のいずれか1種以上で表される構造単位であれば特に限定はない。
【0047】
【化10】
(一般式(2)中、R
3、R
4は、同一もしくは異なって、水素原子、炭素数1~20の有機基を表す。アスタリスクは、一般式(2)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0048】
【化11】
(一般式(3)中、R
3、R
4、R
5は、同一もしくは異なって、水素原子、炭素数1~20の有機基を表す。X
-は、カウンターアニオンを表す。アスタリスクは、一般式(3)で表される構造単位が、結合している同種もしくは異種の他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0049】
前記一般式(2)中のR3、R4と前記一般式(3)中のR3、R4は、同じである。更に、前記一般式(3)中のR3、R4、R5は、同一もしくは異なって、水素原子、炭素数1~20の有機基であれば特に限定はない。
前記R3、R4、R5が、炭素数1~20の有機基である場合、炭素数1~20の炭化水素基であってもよい。前記炭素数1~20の炭化水素基としては、特に限定はなく、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の鎖状炭化水素基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等の環状炭化水素基が挙げられる。前記炭素数1~20の炭化水素基は、分岐を有していてもよく、分岐を有する場合の炭化水素基の炭素数は、主鎖及び分岐鎖の合計の炭素数を意味する。また、炭素原子や水素原子以外の酸素原子やヘテロ原子を有してもよい。
【0050】
前記R3、R4、R5として、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。
前記R3、R4、R5は、同一もしくは異なって、水素原子、メチル基、エチル基であると、立体障害が少なく本開示の環状構造、及び、ヒドロキシ基を有する天然物由来の構造単位への導入しやすさの点で好ましい。
【0051】
前記一般式(2)中の窒素原子は、酸、塩基による中和、もしくは、アルキル化を行うと、前記一般式(3)で表すことができるが、前記一般式(2)、前記一般式(3)以外の構造単位として、アミン-N-オキシド結合を含む構造単位であってもよい。
【0052】
前記一般式(3)中のX-は、アニオンを示し、第4級アンモニウムカチオンのカウンターアニオンである。具体的には、炭素数1以上3以下のアルキル硫酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、炭素数1以上3以下のカルボン酸イオン(ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン)、及びハロゲン化物イオンが例示される。
これらの中でも、製造の容易性及び原料入手容易性の観点から、Y-は、好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル硫酸イオン、硫酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される1種以上、より好ましくはハロゲン化物イオンである。ハロゲン化物イオンとしては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、及びヨウ化物イオンが挙げられるが、得られる多糖誘導体の水溶性及び化学的安定性の観点から、好ましくは塩化物イオン及び臭化物イオンから選択される1種以上、より好ましくは塩化物イオンである。Y-は1種単独であってもよく、2種以上であってもよい。
【0053】
前記ポリアルキレンオキシド含有化合物において、上記一般式(2)及び/又は(3)で表される構造単位が、リグニン又はヒドロキシアルキル化多糖類に下記一般式(7-1)又は(7-2)で表される構造を介して結合している形態は、本発明の好ましい実施形態の1つである。
*-CH2-CH(OH)-(CH2)t- 一般式(7-1)
*-CH(OH)-CH2-(CH2)t- 一般式(7-2)
(式中、tは0~3の整数を表す。アスタリスクは、一般式(7-1)又は(7-2)で表される構造が結合している、リグニン又はヒドロキシアルキル化多糖類に含まれる原子を表す。)
【0054】
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物は、疎水基含有構造単位(D)を有してもよい。
前記疎水基含有構造単位(D)とは、炭素数1~30の有機基を有する構造単位であれば特に限定はない。
前記疎水基含有構造単位(D)は、炭素数1~30の有機基を有する前記疎水基含有構造単位(D)と表すこともできる。
前記炭素数1~30の有機基である場合、炭素数1~30の炭化水素基であってもよい。前記炭素数1~30の炭化水素基としては、特に限定はなく、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の鎖状炭化水素基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等の環状炭化水素基が挙げられる。前記炭素数1~30の炭化水素基は、分岐を有していてもよく、分岐を有する場合の炭化水素基の炭素数は、主鎖及び分岐鎖の合計の炭素数を意味する。また、炭素原子や水素原子以外の酸素原子やヘテロ原子を有してもよい。
【0055】
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルへキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ステアリル基、イコシル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。上記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ドデシニル基、オクタデシニル基、イコシニル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、メチルフェニル基、1-メトキシ-4-メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ブチルメチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、ジブチルフェニル基、ビフェニル基、ビフェニルメチル基、ビフェニルエチル基、ナフチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル等が挙げられる。
前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。上記シクロアルケニル基としては、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
【0056】
前記炭化水素基として、好ましくはアルキル基、アルケニル基であり、より好ましくはアルキル基である。前記炭化水素基の炭素数として好ましくは3~25であり、より好ましくは5~20であり、更に好ましくは7~15である。前記炭化水素基の炭素数が、前述の範囲であると、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物が疎水性を有するため繊維への吸着性が向上するため好ましい。
【0057】
前記ポリアルキレンオキシド含有化合物において、上記炭素数1~30の有機基が、リグニン又はヒドロキシアルキル化多糖類に直接又は上記一般式(7-1)若しくは(7-2)で表される構造又は下記一般式(8-1)~(8-4)のいずれかで表される構造を介して結合している形態は、本発明の好ましい実施形態の1つである。
*-CH2-CH(OH)-(CH2)t-O- 一般式(8-1)
*-CH(OH)-CH2-(CH2)t- -O- 一般式(8-2)
*-C(O)- 一般式(8-3)
*-O-C(O)- 一般式(8-4)
(式中、tは0~3の整数を表す。アスタリスクは、一般式(8-1)~(8-4)のいずれかで表される構造が結合している、リグニン又はヒドロキシアルキル化多糖類に含まれる原子を表す。)
【0058】
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の総量を100質量%とした場合、前記構造単位(A)の含有量が1~99質量%であることが好ましい。より好ましくは15~98質量%であり、更に好ましくは20~90質量%である。前記構造単位(A)の含有量が、前述の範囲であると洗剤への溶解性の点で好ましい。
【0059】
前記構造単位(A)に対する前記構造単位(B)の比は、0.01~2.0であることが好ましい。
より好ましくは、0.03~2.0であり、さらに好ましくは0.05~1.7、最も好ましくは0.1~1.5である。
前記構造単位(A)に対する前記構造単位(B)の比が、前述の範囲であると化合物の水溶性や汚れの分散性が向上するため好ましい。
【0060】
前記構造単位(A)に対する前記構造単位(C)の比は、0.005~1.0であることが好ましい。
より好ましくは、0.01~0.5であり、さらに好ましくは0.01~0.2である。
前記構造単位(A)に対する前記構造単位(C)の比が、前述の範囲であると繊維への吸着性が向上し、ソイルリリース性が向上するため好ましい。
【0061】
前記構造単位(A)に対する前記構造単位(D)の比は、0~0.5であることが好ましい。
より好ましくは、0~0.1であり、さらに好ましくは0~0.05である。
前記構造単位(A)に対する前記構造単位(D)の比が、前述の範囲であると繊維への吸着性が向上し、ソイルリリース性が向上するため好ましい。
【0062】
〔ポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法〕
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法は、二通りの合成経路が存在し、その一つが、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類の水酸基に対して、前記ポリアルキレンオキシド由来の構造単位(B)、アミノ基含有構造単位(C)、及び、前記疎水基含有構造単位(D)の前駆体である、ポリエーテル化剤、カチオン化剤、疎水化剤等を付加反応やエーテル化反応により、合成する方法である。(合成経路1)
もう一つの合成経路は、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類が、リグニン等の芳香族環を有する化合物を用いる場合、芳香族環へのアルキル化反応により、ポリエーテル化剤、カチオン化剤、疎水化剤等を導入する方法である。(合成経路2)
【0063】
<合成経路1>
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物は、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類の水酸基に、ポリエーテル化剤、カチオン化剤、疎水化剤等を塩基性化合物(アルカリ化合物)の存在下で、付加反応やエーテル化反応させることによって得られる。
以下、ポリエーテル化剤、カチオン化剤、疎水化剤、アルカリ化合物について説明する。
【0064】
(ポリエーテル化剤)
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の製造に用いられるポリエーテル化剤としては、下記一般式(1-3)、(1-4)で表される化合物が挙げられる。
【0065】
【化12】
(一般式(1-3)中、R
1は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。nは1~300の整数を表す。R
2は、水素原子、炭素数1~30の有機基である。)
【0066】
【化13】
(一般式(1-4)中、R
1は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。nは1~300の整数を表す。R
2は、水素原子、炭素数1~30の有機基である。Aはハロゲン原子を表す。)
【0067】
前記一般式(1-3)、(1-4)中のR1、R2、nは、前記一般式(1)と同じであり、好ましい形態についても同様である。Aはハロゲン原子を表し、塩素原子であることが好ましい。
これらのポリエーテル化剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0068】
前記一般式(1-3)としては、メトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル、エトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル、フェノキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル等が挙げられる。
前記一般式(1-4)としては、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメトキシ(エチレングリコール)等が挙げられる。
これらの中では、原料の入手の容易性及び化学的安定性の観点から、メトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル、エトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルメトキシ(エチレングリコール)であることが好ましい。
【0069】
使用する前記ポリエーテル化剤の量は、所望するポリエーテル基の置換度と反応収率とを考慮して適宜選択すればよいが、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類の質量に対して、質量比で0.01~2.0であることが好ましい。より好ましくは0.03~2.0であり、さらに好ましくは0.05~1.7、最も好ましくは0.1~1.5である。前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類に対するポリエーテル化剤の質量比が、前述の範囲であると、化合物の水溶性が向上するため好ましい。
前記ポリエーテル化剤の添加方法は一括、間欠、連続のいずれでもよい。
【0070】
(カチオン化剤)
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物体の製造に用いられるカチオン化剤としては、下記一般式(2-1)、(2-2)、(3-1)、(3-2)で表される化合物が挙げられる。
【0071】
【化14】
(一般式(2-1)中、R
3、R
4は、同一もしくは異なって、水素原子、炭素数1~20の有機基を表す。tは0~3の整数を表す。)
【0072】
【化15】
(一般式(2-2)中、R
3、R
4は、同一もしくは異なって、水素原子、炭素数1~20の有機基を表す。Aはハロゲン原子を表す。tは0~3の整数を表す。)
【0073】
前述した通り、前記一般式(2-1)、及び/又は、前記(2-2)中の窒素原子は、酸素原子が結合したアミン-N-オキシド結合を含んでもよい。
【0074】
【化16】
(一般式(3-1)中、R
3、R
4、R
5は、同一もしくは異なって、水素原子、炭素数1~20の有機基を表す。tは0~3の整数を表す。X
-は、カウンターアニオンを表す。)
【0075】
【化17】
(一般式(3-2)中、R
3、R
4、R
5は、同一もしくは異なって、水素原子又は炭素数1~20の有機基を表す。Aはハロゲン原子を表す。tは0~3の整数を表す。X
-は、カウンターアニオンを表す。)
【0076】
前記一般式(2-1)、(2-2)、(3-1)、(3-2)中のR3、R4、R5、X-は、前記一般式(2)、及び、前記一般式(3)と同じであり、好ましい形態についても同様である。
tは0~3の整数を表し、好ましくは1以上3以下の整数、より好ましくは1又は2、さらに好ましくは1である。Aはハロゲン原子を表し、塩素原子であることが好ましい。
これらのカチオン化剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0077】
前記一般式(3-1)又は(3-2)で表される化合物の具体例としては、グリシジルトリメチルアンモニウム、グリシジルトリエチルアンモニウム、グリシジルトリプロピルアンモニウム、グリシジルジメチルラウリルアンモニウム、グリシジルジエチルラウリルアンモニウム、グリシジルエチルメチルラウリルアンモニウムのそれぞれ塩化物、臭化物又はヨウ化物や、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウム、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリプロピルアンモニウム、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルジメチルラウリルアンモニウム、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルジエチルラウリルアンモニウム、又は3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルエチルメチルラウリルアンモニウムのそれぞれ塩化物、3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム、3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウム、3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルトリプロピルアンモニウム、3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルジメチルラウリルアンモニウム、3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルジエチルラウリルアンモニウム、又は3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルエチルメチルラウリルアンモニウムのそれぞれ臭化物や、3-ヨード-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム、3-ヨード-2-ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウム、3-ヨード-2-ヒドロキシプロピルトリプロピルアンモニウム、3-ヨード-2-ヒドロキシプロピルジメチルラウリルアンモニウム、3-ヨード-2-ヒドロキシプロピルジエチルラウリルアンモニウム、又は3-ヨード-2-ヒドロキシプロピルエチルメチルラウリルアンモニウムのそれぞれヨウ化物が挙げられる。
これらの中では、原料の入手の容易性及び化学的安定性の観点から、グリシジルトリメチルアンモニウム又はグリシジルトリエチルアンモニウムの塩化物又は臭化物;3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム又は3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウムの塩化物;3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム又は3-ブロモ-2-ヒドロキシプロピルトリエチルアンモニウムの臭化物から選ばれる1種以上が好ましく、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド及び3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドから選ばれる1種以上がより好ましく、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライドが更に好ましい。
【0078】
使用する前記カチオン化剤の量は、所望するカチオン性基の置換度と反応収率とを考慮して適宜選択すればよいが、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類の質量に対して、質量比で0.005~1.0であることが好ましい。より好ましくは0.01~0.5であり、さらに好ましくは0.01~0.2である。
前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類に対する前記カチオン化剤の質量比が、前述の範囲であると、繊維への吸着性が向上するため好ましい。
カチオン化剤の添加方法は一括、間欠、連続のいずれでもよい。
【0079】
(疎水化剤)
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物体の製造に用いられる疎水化剤としては、下記一般式(4-1)、(4-2)、(4-3)、(4-4)、(4-5)、(4-6)、(4-7)、(4-8)で表される化合物が挙げられる。
【0080】
【化18】
(一般式(4-1)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。)
【0081】
【化19】
(一般式(4-2)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。Aはハロゲン原子を表す。)
【0082】
【化20】
(一般式(4-3)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。)
【0083】
【化21】
(一般式(4-4)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。Aはハロゲン原子を表す。)
【0084】
【化22】
(一般式(4-5)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。Aはハロゲン原子を表す。)
【0085】
【化23】
(一般式(4-6)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。Aはハロゲン原子を表す。)
【0086】
【化24】
(一般式(4-7)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。)
【0087】
【化25】
(一般式(4-8)中、R
10は、炭素数1~30の有機基を表す。)
【0088】
前記Aはハロゲン原子を示し、塩素原子であることが好ましい。
前記R10は、炭素数1~30の有機基であれば特に限定はない。前記R10が炭素数1~30の有機基である場合、炭素数1~30の炭化水素基であってもよい。前記炭素数1~30の炭化水素基としては、特に限定はなく、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の鎖状炭化水素基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等の環状炭化水素基が挙げられる。前記炭素数1~30の炭化水素基は、分岐を有していてもよく、分岐を有する場合の炭化水素基の炭素数は、主鎖及び分岐鎖の合計の炭素数を意味する。また、炭素原子や水素原子以外の酸素原子やヘテロ原子を有してもよい。
【0089】
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルへキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ステアリル基、イコシル基等が挙げられる。
前記アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。上記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ドデシニル基、オクタデシニル基、イコシニル基等が挙げられる。
前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、メチルフェニル基、1-メトキシ-4-メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ブチルメチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、ジブチルフェニル基、ビフェニル基、ビフェニルメチル基、ビフェニルエチル基、ナフチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル等が挙げられる。
前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。上記シクロアルケニル基としては、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
【0090】
前記炭化水素基として、好ましくはアルキル基、アルケニル基であり、より好ましくはアルキル基である。前記炭化水素基の炭素数として好ましくは3~25であり、より好ましくは5~20であり、更に好ましくは7~15である。前記炭化水素基の炭素数が、前述の範囲であると、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物が疎水性を有するため繊維への吸着性が向上するため好ましい。
【0091】
前記一般式(4-1)で表される化合物の具体例としては、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ペンチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジルエーテル、ヘプチルグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、ノニルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ウンデシルグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、テトラデシルグリシジルエーテル、ペンタデシルグリシジルエーテル、ヘキサデシルグリシジルエーテル、ヘプタデシルグリシジルエーテル、オクタデシルグリシジルエーテル等のアルキル基を有するグリシジルエーテル;ブテニルグリシジルエーテル、ペンテニルグリシジルエーテル、ヘキセニルグリシジルエーテル、ヘプテニルグリシジルエーテル、オクテニルグリシジルエーテル、ノネニルグリシジルエーテル、デセニルグリシジルエーテル、ウンデセニルグリシジルエーテル、ドデセニルグリシジルエーテル、トリデセニルグリシジルエーテル、テトラデセニルグリシジルエーテル、ペンタデセニルグリシジルエーテル、ヘキサデセニルグリシジルエーテル、ヘプタデセニルグリシジルエーテル、オクタデセニルグリシジルエーテル等のアルケニル基を有するグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、ラウリルグリシジルエーテル、セチルグリシジルエーテル等の、炭化水素基を有する炭素数5以上25以下のアルキルグリシジルエーテルが好ましい。
【0092】
前記一般式(4-2)で表される化合物の具体例としては、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル-ドデシルエーテル等の3-ハロ-2-ヒドロキシ-プロピルアルキルエーテル等が挙げられる。
これらの中では、疎水化剤とヒドロキシアルキル化多糖との反応時に塩の副生がない点、疎水化剤の入手の容易性及び化学的安定性の観点から、前記一般式(4-1)で表される化合物が好ましい。これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0093】
前記一般式(4-3)、(4-4)中、R6及びその好ましい態様は、前記一般式(4-1)、(4-2)のR10と同じである。Aはハロゲン原子を示し、塩素原子であることが好ましい。
前記一般式(4-3)で表される化合物の具体例としては、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシへプタン、1,2-エポキシテトラデカン、1,2-エポキシオクタデカン等の、炭化水素基を有する炭素数4以上24以下の1,2-エポキシアルカンが挙げられる。前記式(8)で表される化合物の具体例としては、1-クロロ-2-ヒドロキシテトラデカン等の、炭化水素基を有する炭素数4以上24以下の1-ハロ-2-ヒドロキシアルカン等が挙げられる。
これらの中では、疎水化剤と前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類との反応時に塩の副生がない点、疎水化剤の入手の容易性及び化学的安定性の観点から、前記一般式(4-3)で表される化合物が好ましい。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0094】
前記一般式(4-5)中、R10及びその好ましい態様は、前記一般式(4-1)、(4-2)のR6と同じである。Aはハロゲン原子を示し、塩素原子であることが好ましい。
前記一般式(4-5)で表される化合物の具体例としては、前記所望の炭素数を有するハロゲン化アルカンが挙げられる。
【0095】
前記一般式(4-6)、(4-7)、(4-8)中、R10及びその好ましい態様は、前記一般式(4-1)、(4-2)のR10と同じである。Aはハロゲン原子を示し、塩素原子であることが好ましい。
前記一般式(4-6)、(4-7)、(4-8)で表される化合物の具体例としては、前記所望の炭素数を有する脂肪酸、脂肪酸ハライド、脂肪酸無水物が挙げられる。
【0096】
使用する前記疎水化剤の量は、所望する疎水性基の置換度と反応収率とを考慮して適宜選択すればよいが、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類の質量に対して、質量比で0~0.5であることが好ましい。より好ましくは0~0.1であり、さらに好ましくは0~0.05である。
前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類に対する前記疎水化剤の質量比が、前述の範囲であると、繊維への吸着性が向上するため好ましい。
疎水化剤の添加方法は一括、間欠、連続のいずれでもよい。
【0097】
(アルカリ化合物(塩基性化合物))
前述した通り、本開示の合成経路1で、ポリエーテル化剤、カチオン化剤、疎水化剤を用いる際は、アルカリ化合物の存在下で行うことが好ましい。アルカリ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の3級アミン化合物類等が挙げられる。これらの中では導入反応の反応速度の観点から、アルカリ金属水酸化物、又はアルカリ土類金属水酸化物が好ましく、アルカリ金属水酸化物がより好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが更に好ましい。これらのアルカリ化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
アルカリ化合物の添加方法に特に限定はなく、一括添加でも、分割添加でもよい。また、アルカリ化合物は固体状態で添加してもよく、水溶液としてから添加してもよい。
【0098】
前記アルカリ化合物が一価の塩基化合物とした場合、反応選択性の観点から、前記アルカリ化合物の使用量は、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類1g対して、0.001g以上使用することが好ましい。より好ましくは0.01g以上、更に好ましくは0.03g以上であり、同様の観点から、好ましくは1.0g、より好ましくは0.8g以下、更に好ましくは0.5g以下である。
【0099】
(反応条件)
前記合成経路1に於いて、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類の水酸基に、ポリエーテル化剤、カチオン化剤、疎水化剤等を塩基性化合物(アルカリ化合物)の存在下で反応させる溶媒は、無溶媒、水、有機溶媒であってもよい。あるいは、水と有機溶媒等の非水溶媒との併用であってもよい。
有機溶媒としては、イソプロピルアルコール、tert-ブチルアルコール等の2級又は3級の炭素数3以上4以下の低級アルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の炭素数3以上6以下のケトン;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤等が挙げられる。これらの中でも、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤が好ましい。
【0100】
前記合成経路1の反応時の温度は、反応速度の観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは20℃以上、更に好ましくは30℃以上である。また、ポリエーテル化剤、カチオン化剤、疎水化剤の分解抑制から、好ましくは200℃以下、より好ましくは100℃以下である。
着色、及び、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類の主鎖の分子量低下を抑制する観点から、それぞれ必要に応じて窒素等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
【0101】
反応終了後は、酸を用いてアルカリ化合物を中和することができる。ポリエーテル化反応、カチオン化反応、疎水化反応を別個に行う際には、各反応間で中和を行うこともできるが、中和塩の生成を抑制する観点から、全ての反応の終了後に行うことが好ましい。酸としては、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、酢酸、乳酸等の有機酸を用いることができる。
【0102】
<合成経路2>
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の別の製造方法としては、前記天然物由来の水酸基を有する芳香族環、及び/又は、天然物由来の環状多糖類がリグニンである場合、下記一般式(1-1-1)、及び/又は下記一般式(1-2-1)の化合物、アルデヒド化合物、及び、リグニンと反応させることで、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を得ることができる。
【0103】
【化26】
(一般式(1-1-1)中、R
6は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。mは1~300の整数を表す。R
7は、水素原子、炭素数1~30の有機基から選ばれる1種以上である。)
【0104】
【化27】
(一般式(1-2-1)中、R
6は、同一もしくは異なって、炭素数2~6の有機基を表す。mは1~300の整数を表す。R
7は、水素原子又は炭素数1~30の有機基である。R
8は、水素原子又は炭素数1~2の有機基である。pは1~4の整数であり、qは1~5の整数である。)
【0105】
前記一般式(1-1-1)、(1-2-1)中のR6、R7、mは、前記一般式(1-1)、(1-2)と同じであり、好ましい形態についても同様である。
また、前記一般式(1-2-1)中のR8、p、qは、前記一般式(1-2)と同じであり、好ましい形態についても同様である。
【0106】
本開示の合成経路2は、前述した通り、下記一般式(1-1-1)、及び/又は、下記一般式(1-2-1)の化合物、アルデヒド化合物、及び、リグニンと反応させることで、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を得ることができるが、本開示の合成経路2の反応は、アルデヒド化合物を用いた縮合反応により、リグニンと下記一般式(1-1-1)、及び/又は、下記一般式(1-2-1)の化合物を結合させる反応であることが好ましい。
前記アルデヒド化合物として、下記一般式(5)で表すことができる。
【0107】
【化28】
(一般式(5)中、R
9は水素原子、1価の炭化水素基を表す。)
前記一般式(5)で表すことができるアルデヒド化合物を用いると、リグニン、又は、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物に、下記一般式(6)で表すことができる置換基を導入することができる。
【0108】
【化29】
(一般式(6)中、R
9は水素原子、1価の炭化水素基を表す。アスタリスクは、一般式(6)で表される置換基が結合している他の構造単位に含まれる原子を表す。)
【0109】
前記一般式(6)で表される置換基が導入された中間体を経ることで、リグニンと、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物が2価の炭化水素基を介して結合した構造を有する本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を製造することができる。
【0110】
上記の場合、リグニンと、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物由来のアミノ基が、前記R9より炭素数が1多い2価の炭化水素基を介して結合した構造を有する本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物となる。
【0111】
前記一般式(5)、(6)中のR9としては、水素原子、炭素数1~17の炭化水素基あることが好ましい。より好ましくは、水素原子又は炭素数1~3の炭化水素基であり、特に好ましくは、水素原子である。水素原子である場合、リグニンと、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物由来のアミノ基が、メチレン基を介して結合した構造の本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を製造することができる。
【0112】
前記一般式(5)のR9が水素原子である場合、前記一般式(5)のアルデヒド化合物はホルムアルデヒドとなる。前記一般式(5)のR9が炭素数1~3の炭化水素基である場合、前記一般式(5)のアルデヒド化合物は、それぞれアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブタナールとなる。
【0113】
前述の前記アルデヒド化合物による縮合反応に於いて、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物の使用量は、前記アルデヒド化合物100モル%に対して、10~300モル%であることが好ましい。より好ましくは、50~200モル%であり、更に好ましくは、80~120モル%ある。
【0114】
前述の前記アルデヒド化合物による縮合反応で用いる溶媒は、反応が進行する限り特に制限されず、水の他、メタノール、プロパノール、エチレングリコール、ジオキサン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒も用いることができる。
【0115】
前述の前記アルデヒド化合物による縮合反応は、反応が進行する限り酸性、塩基性のいずれの条件下で行ってもよいが、好ましくは塩基性条件下である。前記縮合反応を塩基性条件下において行う場合、反応溶液のpHを8~14として行うことが好ましい。より好ましくは、反応溶液のpHを9~13として行うことである。
前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物を用いる場合、塩基性物質を用いてpHを調節することができる。
また、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物が、塩基性の化合物である場合、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物を添加することにより反応溶液のpHを塩基性領域とすることができるが、前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物以外の塩基性物質を用いてpHを調節してもよい。
前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物以外の塩基性物質としては、特に制限されないが、例えばナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。反応溶液のpHは、pHメーターにより測定することができる。
【0116】
前述の前記アルデヒド化合物による縮合反応の反応温度は、10~60℃であることが好ましい。より好ましくは、20~50℃である。また反応時間は、0.5~10時間であることが好ましい。より好ましくは、1~4時間である。
【0117】
前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物と前記アルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程に於いて、使用するリグニンは上述したものと同様である。
前記工程において使用する前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物と前記アルデヒド化合物との反応生成物の量は、リグニン1000gに対して、10~100000gであることが好ましい。より好ましくは、50~50000gであり、更に好ましくは、100~10000gである。
【0118】
前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物と前記アルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程に用いる溶媒は、反応が進行する限り特に制限されず、水の他、メタノール、プロパノール、エチレングリコール、ジオキサン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒も用いることができる。好ましくは、水である。
【0119】
前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物と前記アルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程は、反応が進行する限り酸性、塩基性のいずれの条件下で行ってもよいが、好ましくは塩基性条件下で行うことである。前記反応を塩基性条件下に於いて行う場合、反応溶液のpHを8~14として行うことが好ましい。より好ましくは、反応溶液のpHを9~13として行うことである。また、反応後に必要に応じて反応溶液を中和する工程を含んでいてもよい。反応溶液のpH調整剤としては、特に制限されないが、例えば、ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等が挙げられる。好ましくは、水酸化ナトリウムである。
【0120】
前記一般式(1-1-1)、及び/又は、前記一般式(1-2-1)の化合物と前記アルデヒド化合物との反応生成物とリグニンとを反応させる工程の反応温度は、20~120℃であることが好ましい。より好ましくは、50~90℃である。また反応時間は、0.5~40時間であることが好ましい。より好ましくは1~20時間である。
【0121】
〔ポリアルキレンオキシド含有化合物の用途〕
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物は、ソイルリリース剤、洗剤用ビルダー、洗剤、水処理剤、分散剤、繊維処理剤、スケール防止剤(スケール抑制剤)、セメント添加剤、金属イオン封止剤、増粘剤、各種バインダー等に好適に用いることができる。中でも、ソイルリリース剤、洗剤用ビルダー、洗剤、分散剤に好適に用いることができる。
【0122】
本開示は更に、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物、又は、本開示の製造方法により製造されてなるポリアルキレンオキシド含有化合物を必須成分とするソイルリリース剤、洗剤用ビルダー、洗剤又は分散剤でもある。
前記ソイルリリース剤は、最初の洗濯時に衣類に吸着することで、後から付着した汚れを落としやすくするものであり、後述する実施例に記載の方法にて測定できる洗浄力性能である。
本開示のソイルリリース剤は、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物単独であってもよく、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物の他に、通常洗剤に用いられる添加剤であれば特に制限されず含むことも出来る。本開示のソイルリリース剤は、上記ポリアルキレンオキシド含有化合物が0.1~100質量%含まれることが好ましい。上記添加剤としては例えば、界面活性剤があり、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及び両性界面活性剤があげられる。
上記界面活性剤以外の添加剤としては、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の再付着防止剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が挙げられる。粉末洗剤組成物の場合には、ゼオライトを配合することも好ましい。
【0123】
前記洗剤用ビルダーは、洗浄中の衣類等に汚れが再付着するのを防止するための作用を発揮するものである。本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物が汚れの再付着を防止する場合、ポリアルキレンオキシド鎖の立体構造に起因する作用と共に、疎水性の末端構造を有するときには汚れとの親和性を低下させる作用、又は、親水性の末端構造を有するときには、汚れの分散作用が充分に発揮されるようにすることが好ましい。前記洗剤用ビルダーは、界面活性剤との相溶性に優れ、得られる洗剤が高濃縮の液体洗剤となる点から、液体洗剤用ビルダーとして好適に用いることができる。界面活性剤との相溶性に優れることにより、液体洗剤に用いた場合の透明性が良好となり、濁りが原因として起こる液体洗剤の分離の問題を防ぐことができる。また、相溶性が優れることにより、高濃縮の液体洗剤とすることができ、液体洗剤の洗浄能力を向上することができる。
前記洗剤ビルダーは、再汚染防止能に優れ、更に、長期間保存した場合の性能低下や低温で保持した場合の不純物析出等が生じにくい極めて高品質剤性能で安定性に優れた洗剤ビルダーとすることができる。
【0124】
前記洗剤ビルダーにおけるポリアルキレンオキシド含有化合物以外の他の組成成分や配合比率としては、従来公知の洗剤ビルダーに用いることができる各種成分、及び、その配合比率に基づき、本発明の作用効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。
【0125】
前記洗剤は、粉末洗剤であってもよいし、液体洗剤であってもよいが、ポリアルキレンオキシド含有化合物が液体洗剤との溶解性に優れる点から、液体洗剤が好ましい。前記洗剤には、ポリアルキレンオキシド含有化合物以外に、通常、洗剤に用いられる添加剤を用いることができる。前記添加剤としては、例えば、界面活性剤、アルカリビルダー、キレートビルダー、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の汚染物質の再沈着を防止するための再付着防止剤、ベンゾトリアゾールやエチレン-チオ尿素等のよごれ抑制剤、ソイルリリース剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が好適である。また、粉末洗剤の場合にはゼオライトを配合することが好ましい。
前記洗剤に用いる場合、ポリアルキレンオキシド含有化合物は、洗剤100質量%に対して0.1~20質量%添加することが好ましい。0.1質量%以上であると、洗剤の洗浄力をより充分に発揮することができ、20質量%以下であると、経済性にも優れることとなる。
【0126】
前記洗剤におけるポリアルキレンオキシド含有化合物の配合形態は、液状、固形状等のいずれであってもよく、洗剤の販売時の形態(例えば、液状物又は固形物)に応じて決定することができる。重合後の水溶液の形態で配合してもよいし、水溶液の水分をある程度減少させて濃縮した状態で配合してもよいし、乾燥固化した状態で配合してもよい。
なお、上記洗剤は、家庭用洗剤の合成洗剤、繊維工業その他の工業用洗剤、硬質表面洗浄剤のほか、その成分の1つの働きを高めた漂白洗剤等の特定の用途にのみ用いられる洗剤も含む。
【0127】
前記界面活性剤は、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤及び両性界面活性剤から選ばれる少なくとも1種であり、これらの界面活性剤は1種又は2種以上を使用することができる。2種以上使用する場合、アニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤とを合わせた使用量は、全界面活性剤100質量%に対して50質量%以上が好ましい。より好ましくは、60質量%以上であり、更に好ましくは、70質量%以上であり、特に好ましくは、80質量%以上である。
【0128】
前記アニオン系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、α-スルホ脂肪酸又はエステル塩、アルカンスルホン酸塩、飽和脂肪酸塩、不飽和脂肪酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルケニルエーテルカルボン酸塩、アミノ酸型界面活性剤、N-アシルアミノ酸型界面活性剤、アルキルリン酸エステル又はその塩、アルケニルリン酸エステル又はその塩等が好適である。
前記アニオン系界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
【0129】
前記ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミド又はそのアルキレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコキシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルキルアミンオキサイド等が好適である。上記ノニオン系界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
前記カチオン系界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩等が好適である。
前記両性界面活性剤としては、カルボキシル型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤等が好適である。
前記カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
【0130】
前記界面活性剤の配合割合は、通常、液体洗剤100質量%に対して10~60質量%であることが好ましい。より好ましくは、15質量%以上、50質量%以下であり、更に好ましくは、20質量%以上、45質量%以下であり、特に好ましくは、25質量%以上、40質量%以下である。界面活性剤の配合割合が10質量%以上であると、より充分な洗浄力を発揮することができ、60質量%以下であると、経済性にも優れることとなる。
前記液体洗剤用ビルダーの配合割合は、通常、液体洗剤100質量%に対して0.1~20質量%が好ましい。より好ましくは、0.2質量%以上、15質量%以下であり、より好ましくは、0.3質量%以上、10質量%以下であり、更に好ましくは、0.4質量%以上、8質量%以下であり、特に好ましくは、0.5質量%以上、5質量%以下である。
液体洗剤用ビルダーの配合割合が0.1質量%以上であると、より充分な洗剤性能を発揮することができ、20質量%以下であると、経済性にも優れることとなる。
【0131】
前記液体洗剤に含まれる水分量は、通常、液体洗剤100質量%に対して0.1~75質量%が好ましい。より好ましくは、0.2質量%以上、70質量%以下であり、更に好ましくは、0.5質量%以上、65質量%以下であり、特に好ましくは、0.7質量%以上、60質量%以下であり、より特に好ましくは、1質量%以上、55質量%以下であり、最も好ましくは、1.5質量%以上、50質量%以下である。
【0132】
前記液体洗剤は、カオリン濁度が200mg/L以下であることが好ましい。より好ましくは、150mg/L以下であり、更に好ましくは、120mg/L以下であり、特に好ましくは、100mg/L以下であり、最も好ましくは、50mg/L以下である。
また、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を液体洗剤に添加する場合としない場合とでのカオリン濁度の変化(差)は、500mg/L以下が好ましい。より好ましくは、400mg/L以下であり、更に好ましくは、300mg/L以下であり、特に好ましくは、200mg/L以下であり、最も好ましくは、100mg/L以下である。カオリン濁度は、例えば、下記の方法により測定することができる。
(カオリン濁度の測定方法)
厚さ10mmの50mm角セルに均一に攪拌した試料(液体洗剤)を仕込み、気泡を除いた後、日本電色株式会社製NDH2000(商品名、濁度計)を用いて25℃でのTurbidity(カオリン濁度:mg/L)を測定する。
【0133】
本開示の洗剤に配合することができる酵素としては、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ等が好適である。中でも、アルカリ洗浄液中で活性が高いプロテアーゼ、アルカリリパーゼ及びアルカリセルラーゼが好ましい。
前記酵素の添加量は、洗剤100質量%に対して5質量%以下であることが好ましい。5質量%を超えると、洗浄力の向上が見られなくなり、経済性が低下するおそれがある。
【0134】
前記アルカリビルダーとしては、珪酸塩、炭酸塩、硫酸塩等が好適である。上記キレートビルダーとしては、ジグリコール酸、オキシカルボン酸塩、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸)、クエン酸等が好適である。水溶性ポリカルボン酸系ポリマーを用いてもよい。
【0135】
前記洗剤は、分散能に優れ、更に、長期間保存した場合の性能低下や低温で保持した場合の不純物析出等が生じにくい極めて高品質剤性能で安定性に優れた洗剤とすることができる。
【0136】
前記分散剤は、水系の分散剤であればよく、例えば、顔料分散剤、セメント分散剤、炭酸カルシウムの分散剤、カオリンの分散剤等が好適である。
前記分散剤は、ポリアルキレンオキシド含有化合物が本来有する極めて優れた分散能を発現することができる。また、長期間保存しても性能低下や低温保持時の不純物析出なども生じることのない極めて高品質高性能で安定性に優れた分散剤とすることができる。
【0137】
前記分散剤におけるポリアルキレンオキシド含有化合物以外の他の組成成分や配合比率としては、従来公知の分散剤に用いることができる各種成分、及び、その配合比率に基づき、本発明の作用効果を損なわない範囲で適宜用いることができる。
【0138】
本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物は、このように、洗剤用ビルダー、洗剤又は分散剤の用途において好適なものであるが、その他の用途においても、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物が用いられる用途において、該共重合体が発揮する各種の特性を向上して好適に用いることができるものである。
【実施例0139】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
【0140】
<ソイルリリース性評価>
製造例1~6で製造した共重合体について、以下の方法によりソイルリリース性評価を行った。
(布の前処理方法)
(1)-1:硬度母液の調製
塩化カルシウム2水和物8.39g、塩化マグネシウム6水和物2.9gをビーカーにはかりとり、イオン交換水を加え1000gとした。
(1)-2:硬水の調製
炭酸水素ナトリウム1.54g、0.1N塩化水素10g、硬度母液(1)-1;200gをビーカーに入れてイオン交換水で希釈して20000gとした。
(1)-3
Testfabiric社製 Style730(ポリエステル繊維)を5×5cmに裁断したものを用意した。(1)-2の硬水を用いて実施例で得られた共重合体を33ppmに調整した水溶液55gを準備し、上記布2.7gを添加し、ローラー型シェーカーで10分間撹拌した。撹拌後脱水し、1日間風乾した。
(汚染布の作成)
オリーブオイル61.5g、オレイン酸37g、酸化鉄(III)1g、オイルレッド0.5gを混合し、油脂汚染液を作成した。この汚染液を15μL、上記前処理方法1で得られたポリマー処理布に滴下し、40℃で1時間放置し汚染布を作成した。
(洗浄力評価)
(2)-1:界面活性剤水溶液の作成
エマルゲン108(花王社製)10gをビーカーに測りとり、イオン交換水を加えて100gとし、10%界面活性剤溶液を調製した。
(2)-2:洗浄力試験
ターゴットメーターを25℃にセットし、ポットに(1)-2の硬水を498.8g、(1)-3の界面活性剤溶剤5.0g入れ、ポット中の共重合体濃度が33ppmとなるように1%共重合体水溶液を入れて混合した。予め分光色差計(日本電色工業社製SE6000)でZ値を測定した汚染布5枚、浴比調整布とを合わせて16.7gポットに入れて、120rpmで10分間撹拌して洗浄した。ポットの水を捨て、すすぎ1回を3分間行った後、布を脱水し1日間風乾させた。
風乾後、色差計にて再度、洗浄後の汚染布のZ値を測定し、下記式により洗浄率を求めた。
【0141】
【0142】
得られた洗浄率に基づき、以下の判定基準で洗浄力を評価した。結果を表5に示す。
◎:洗浄率70%以上
〇:洗浄率66%以上、70%未満
×:洗浄率66%未満
【0143】
<カーボンブラックの分散性評価>
(1)硬度母液の調製
塩化カルシウム2水和物5.90g、塩化マグネシウム6水和物2.72gをビーカーにはかりとり、イオン交換水を加え100gとした。
(2)硬水の調製
炭酸水素ナトリウム1.54g、0.1N塩化水素10g、硬度母液(1);200gをビーカーに入れてイオン交換水で希釈して20000gとした。
(3)分散溶液の調製
1%共重合体水溶液0.33gと(2)で調整した硬水32.7gを30cc試験管に加え、液を攪拌したのちブランク測定用に溶液3gを抜出した。試験管にカーボンブラック(三菱ケミカル製 カーボンブラック#10)を0.03g添加した後、パラフィルムで試験管に蓋をし、試験管を上下に60回反転させることでカーボンブラックを分散させた。1時間静置させたのち長針シリンジを投入し試験管の液の真ん中から3cc抜き出した。
(4)吸光度の測定
ブランク用に抜き出した溶液3gと1時間静置後の溶液3gを分光光度計UV-1800(島津製作所製)で380nmの吸光度を測定し、1時間静置後の値からブランクの値の差をカーボンブラックの分散性の値とした。
得られた分散性の値に基づき、以下の判定基準で洗浄力を評価した。
◎:吸光度差0.47以上
〇:吸光度差0.3以上、0.47未満
×:吸光度差0.3未満
【0144】
<合成例1>
温度計、還流冷却器、攪拌機を備えたガラス製のセパラブルフラスコにメトキシポリエチレングリコール(エチレンオキシドの平均付加モル数25)138.5gと脱水テトラヒドロフラン(富士フィルム和光純薬製)166mLを加えN2雰囲気下で50℃程度に昇温しながら均一になるまで攪拌した。その後、フラスコ内に少量の脱水テトラヒドロフランでスラリー状にした水素化ナトリウム(富士フィルム和光純薬製)5.28gを少しずつ加えた後30分間攪拌した。エピクロロヒドリン(東京化成工業製)44.41gを少しずつ加えた後昇温し、5時間環流した後、室温まで冷却した。2g程度の少量の水を加えてクエンチを行い、反応混合物の溶媒をエバポレーターで留去した。その後、混合物にジエチルエーテル(富士フィルム和光純薬製)を加え濾過をした後、ろ物を減圧乾燥しメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテルを得た。
【0145】
<合成例2>
ジェファーミンM-1000を145.6g、脱イオン水を69.0gセパラブルフラスコへ仕込み、セパラブルフラスコを40℃に昇温し、撹拌しながら37%ホルムアルデヒド水溶液11.8gと脱イオン水23.6gとの混合液を1時間かけて滴下した。反応系のpHは11.3であった。滴下終了後、40℃でさらに1時間撹拌し、ジェファーミンM-1000のメチロール化物(PAG鎖含有アミン化合物)を得た。
【0146】
<実施例1>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)5.4g、DMSO(富士フィルム和光純薬製)29.3g、48%NaOH0.1g、合成例1で得られたメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル(純度86%)0.83gを加えオイルバスを用い70℃で25時間加熱した。その後温度を50℃に低下させ、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)を0.11g加え、1.5時間攪拌することで化合物(1)を得た。
【0147】
<実施例2>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)4.9g、DMSO(富士フィルム和光純薬製)29.8g、48%NaOH0.18g、合成例1で得られたメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル(純度86%)1.5gを加えオイルバスを用い70℃で51時間加熱した。その後温度を50℃に低下させ、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)を0.20g加え、7時間攪拌することで化合物(2)を得た。
【0148】
<実施例3>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)4.1g、DMSO(富士フィルム和光純薬製)30.6g、48%NaOH0.3g、合成例1で得られたメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル(純度86%)2.5gを加えオイルバスを用い70℃で51時間加熱した。その後温度を50℃に低下させ、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)を0.34g加え、7時間攪拌することで化合物(3)を得た。
【0149】
<実施例4>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)1.2g、脱イオン水4.8g、48%NaOH水溶液0.24g、ホルマリン0.11g及び合成例2で得られた、ジェファーミンM-1000のメチロール化物の溶液(純度50%)3.6gを仕込み、を70℃に昇温し、6時間撹拌した。その後温度を50℃に低下させ、48%NaOH水溶液0.02gグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)を0.05g加え、7時間攪拌することで化合物(4)を得た。
【0150】
<実施例5>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)1.2g、脱イオン水4.8g、48%NaOH水溶液0.24g、ホルマリン0.11g及び合成例2で得られた、ジェファーミンM-1000のメチロール化物の溶液(純度50%)3.6gを仕込み、を70℃に昇温し、6時間撹拌した。その後温度を50℃に低下させ、48%NaOH水溶液0.04gグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)を0.10g加え、7時間攪拌することで化合物(5)を得た。
【0151】
<実施例6>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)1.4g、DMSO(富士フィルム和光純薬製)14.2g、48%NaOH0.13g、合成例1で得られたメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル(純度86%)2.2gを加えオイルバスを用い70℃で63時間加熱した。その後温度を50℃に低下させ、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)を0.46g、48%NaOH0.20gを加え、13時間攪拌することで化合物(6)を得た。
【0152】
<実施例7>
試験管にヒドロキシエチルセルロース(ダイセルミライズ SP200 純度92%)2.7g、イオン交換水2.5g、イソプロピルアルコール(富士フィルム和光純薬製)13.2gを加え、48%水酸化ナトリウムを0.35g添加した。次に800rpmで攪拌しながら窒素フローを200mL/minで10分行った。その後、合成例1で得られたメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル(純度92%)0.59gとラウリルグリシジルエーテル(四日市合成株式会社、LA-EP)0.11gを添加し、80℃で13時間反応させPEG付加、アルキル化反応を行った。PEG付加、アルキル化反応後、更にグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)0.43gを加え、50℃で1.5時間カチオン付加反応を行った。その後、90%酢酸0.35gを加えることで中和反応を行った。反応後の懸濁液を遠沈管に移し替え遠心分離を行った。上澄みの溶液をデカンテーションで取り除き再度溶媒を同量添加することで再分散を行った。この作業を三回繰り返すことで精製を行った。得られた沈殿物を減圧乾燥機(東京理科器械製)で80℃12時間乾燥させることで化合物(7)を得た。
【0153】
<実施例8>
試験管にヒドロキシエチルセルロース(ダイセルミライズ SP200 純度92%)3.0g、イオン交換水2.5g、イソプロピルアルコール(富士フィルム和光純薬製)13.2gを加え、48%水酸化ナトリウムを0.35g添加した。次に800rpmで攪拌しながら窒素フローを200mL/minで10分行った。その後、合成例1で得られたメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル(純度92%)0.13gとラウリルグリシジルエーテル(四日市合成株式会社、LA-EP)0.13gを添加し、80℃で13時間反応させPEG付加、アルキル化反応を行った。PEG付加、アルキル化反応後、更にグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)0.48gを加え、50℃で1.5時間カチオン付加反応を行った。その後、90%酢酸0.35gを加えることで中和反応を行った。反応後の懸濁液を遠沈管に移し替え遠心分離を行った。上澄みの溶液をデカンテーションで取り除き再度溶媒を同量添加することで再分散を行った。この作業を三回繰り返すことで精製を行った。得られた沈殿物を減圧乾燥機(東京理科器械製)で80℃12時間乾燥させることで化合物(8)を得た。
【0154】
<比較例1>
クラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)を比較化合物(1)とする。
【0155】
<比較例2>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)2.7g、DMSO(富士フィルム和光純薬製)12.6g、ラウリルグリシジルエーテル0.12gを加えオイルバスを用い70℃で24時間加熱した。その後温度を50℃に低下させ、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(東京化成工業製 80%水溶液)を0.44g加え、1.5時間攪拌することで比較化合物(2)を得た。
【0156】
<比較例3>
スクリュー管にクラフトリグニン(重量平均分子量17700、ALDRICH製)0.54g、DMSO(富士フィルム和光純薬製)10.6g、48%NaOH0.12g、合成例1で得られたメトキシポリ(エチレングリコール)グリシジルエーテル2.1g、ラウリルグリシジルエーテル0.36gを加えオイルバスを用い70℃で24時間加熱することで比較化合物(3)を得た。
【0157】
実施例1~8及び比較例1~3における構造単位(A)の原料と、(A)の原料に対する構造単位(B)、(C)、(D)の原料の仕込み比を表1に示した。
【0158】
【0159】
実施例1~8で得られた化合物(1)~(8)、及び、比較例1~3で、調整した、または、得られた比較化合物(1)~(3)のソイルリリース性評価の結果を表2に示した。
【0160】
【表2】
表2で示す通り本開示の化合物は優れたソイルリリース性を示すことが明らかとなった。
【0161】
実施例1~8で得られた化合物(1)~(8)、及び比較例1~3で、調整した、または、得られた比較化合物(1)~(3)のカーボンブラックの分散性評価の結果を表3に示す。
【0162】
【表3】
表3で示す通り本開示の化合物は優れたカーボンブラックの分散性を示すことが明らかとなった。