JP2000192076A - 界面活性剤 - Google Patents
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Abstract
の問題のない、生分解性の高い非イオン性界面活性剤を
提供すること。 【解決手段】 本発明は、下記の一般式(1)及び
(2) 【化1】 【化2】 (式中、R1〜R4、R6、R7はH又は炭化水素基を表わ
し、R5は炭化水素基を表わし、m及びpは1以上の数
を表わし、nは0又は1以上の数を表わす。Xは水素原
子又は−(R8−O)q−Hで表わされる基を表わし、R
8は炭化水素基を表わす。但し、R1とR2、R3とR4及
びR6とR7の各組の置換基が同時にHであることは無
く、全てのXが同時にHであることは無い。)で表わさ
れる界面活性剤を提供する。
Description
に関する。
る安全性への関心が高まり、「人や地球に優しい」製品
が注目されている。界面活性剤としても、人体に対する
刺激が少なく、安全性の高い製品や、環境に対する負荷
の少ない生分解性の高い製品が望まれており、トイレタ
リー製品を中心に安全性や生分解性の高い界面活性剤の
開発が進められている。これまで知られていた生分解性
の高い界面活性剤としては、構造中にエステル基等の加
水分解性の基を含有しているものや、アミノ酸等の生物
由来の原料を利用したもの等が主であった。ところで、
非イオン系の界面活性剤、特にアルコールやフェノール
にエチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加
したようなエーテル型の非イオン系界面活性剤は、洗浄
力が大きい、低濃度でも洗浄力が大きい、泡立ちが少な
い、液状である、水の硬度により洗浄力が変化しない、
耐アルカリ性が良い等の多くの優れた特徴を持ってい
る。このような特徴のため、エーテル型の非イオン系界
面活性剤は、洗濯用や食器用等の家庭用洗浄剤、シャン
プー等の化粧品、金属洗浄等の工業用洗浄剤等として広
範に使用されている界面活性剤である。
アルコールやフェノールにエチレンオキサイド等のアル
キレンオキサイドを付加させて製造される。ここで、原
料として使用されるアルコールやフェノールは、当然洗
浄剤の用途によって適宜選択される。広く使用されるア
ルコールとしては、ヤシ油由来アルコール、牛脂由来ア
ルコール、大豆油由来アルコール、パーム油由来アルコ
ール等の天然由来アルコールや、チーグラーアルコー
ル、オキソアルコール、ソフタノールと称されるセカン
ダリーアルコール等の合成アルコールが使用されてい
る。しかし、最も洗浄力に優れているといわれているの
は、オレフィンとフェノールの反応により得られるノニ
ルフェノール、オクチルフェノール、ドデシルフェノー
ル等のアルキルフェノールにアルキレンオキサイドを付
加したポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル
である。
ルキレンアルキルフェニルエーテルは生分解性が良くな
いため、排水に含まれて環境中に放出されると、河川の
汚染や生態系に悪影響を与えるという問題点がある。そ
こで本発明者等は鋭意検討し、エステル基以外にも生分
解性の官能基があることに注目して本発明に到達した。
本発明の目的は、ケタール基及びポリオキシアルキレン
基を含有する生分解性の高い非イオン性界面活性剤を提
供することにある。
一般式(1)
基を表わし、R5は炭化水素基を表わし、mは1以上の
数を表わし、nは0又は1以上の数を表わす。但し、R
1及びR2が同時に水素原子であることは無く、R3及び
R4が同時に水素原子であることは無い。)で表わされ
る界面活性剤である。又、本発明は、下記の一般式
(2)
素基を表わし、Xは水素原子又は−(R8−O)q−Hで
表わされる基を表わし、R8は炭化水素基を表わし、p
は1以上の数を表わし、qは0又は1以上の数を表わ
す。但し、R6及びR7が同時に水素原子であることは無
く、全てのXが同時に水素原子であることは無い。)で
表わされる界面活性剤である。
は水素原子又は炭化水素基を表わす。但し、R1及びR2
が同時に水素原子であることは無く、R3及びR4が同時
に水素原子であることは無い。炭化水素基としては例え
ば、アルキル基、アルケニル基、アルキルアリール基、
シクロアルキル基、シクロアルケニル基等が挙げられ
る。アルキル基としては例えば、メチル、エチル、プロ
ピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、2級ブチ
ル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、2級
ペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシ
ル、2級ヘキシル、ヘプチル、2級ヘプチル、オクチ
ル、2―エチルヘキシル、2級オクチル、ノニル、2級
ノニル、デシル、2級デシル、ウンデシル、2級ウンデ
シル、ドデシル、2級ドデシル、トリデシル、イソトリ
デシル、2級トリデシル、テトラデシル、2級テトラデ
シル、ヘキサデシル、2級ヘキサデシル、ステアリル、
イコシル、ドコシル、テトラコシル、トリアコンチル、
2―ブチルオクチル、2―ブチルデシル、2―ヘキシル
オクチル、2―ヘキシルデシル、2―オクチルデシル、
2―ヘキシルドデシル、2―オクチルドデシル、2―デ
シルテトラデシル、2―ドデシルヘキサデシル、2―ヘ
キサデシルオクタデシル、2―テトラデシルオクタデシ
ル、モノメチル分枝―イソステアリル基等が挙げられ
る。
リル、プロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニ
ル、イソペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテ
ニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニ
ル、テトラデセニル、オレイル基等が挙げられる。
ルイル、キシリル、クメニル、メシチル、ベンジル、フ
ェネチル、スチリル、シンナミル、ベンズヒドリル、ト
リチル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ブチルフ
ェニル、ペンチルフェニル、ヘキシルフェニル、ヘプチ
ルフェニル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、デシ
ルフェニル、ウンデシルフェニル、ドデシルフェニル、
フェニルフェニル、ベンジルフェニル、スチレン化フェ
ニル、p―クミルフェニル、α―ナフチル、β―ナフチ
ル基等が挙げられる。
しては例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シク
ロヘプチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキ
シル、メチルシクロヘプチル、シクロペンテニル、シク
ロヘキセニル、シクロヘプテニル、メチルシクロペンテ
ニル、メチルシクロヘキセニル、メチルシクロヘプテニ
ル基等が挙げられる。これらの中でも、一般式(1)で
表わされる界面活性剤の界面活性、特に洗浄力等を考慮
した場合、R1及びR2の何れか一方、又はR3及びR4の
何れか一方が炭素数6〜22のアルキル基、アルケニル
基又はアリール基であることが好ましい。
のアルキレン基であることが好ましく、エチレン基であ
ることがより好ましい。一般式(1)の(R5−O)nの
部分は、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、
ブチレンオキサイド、α−オレフィンオキサイド、スチ
レンオキサイド等のアルキレンオキサイド等を付加重合
することにより得ることができる。アルキレンオキサイ
ド等を付加することによって(R5−O)nの部分を形成
する場合は、付加させるアルキレンオキサイド等の種類
によりR5が決定される。付加させるアルキレンオキサ
イド等の重合形態は特に限定されず、1種類のアルキレ
ンオキサイド等の単独重合、2種類以上のアルキレンオ
キサイド等のランダム共重合、ブロック共重合又はラン
ダム/ブロック共重合等であってよい。R5としてはエ
チレン基が最も好ましく、R5が2種以上の基である場
合はそのうちの1種はエチレン基であることが好まし
い。重合度nは1以上の数であり、好ましくは1〜10
0、より好ましくは1〜50、更に好ましくは2〜20
である。mはポリグリセリンの平均重合度であって、1
以上の数を表わし、好ましくは1〜20、より好ましく
は1〜10である。
は水素原子又は炭化水素基を表わす。但し、R6及びR7
が同時に水素原子であることは無い。この炭化水素基と
しては例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキルア
リール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等が
挙げられる。更に具体的には、R1〜R4で例示したもの
と同一のものが挙げられる。これらの中でも、一般式
(2)で表わされる界面活性剤の界面活性、特に洗浄力
等を考慮した場合、R6及びR7の何れか一方が炭素数6
〜22のアルキル基、アルケニル基又はアリール基であ
ることが好ましい。Xは水素原子又は−(R8−O)q−
Hで表わされる基を表わし、R8は炭化水素基を表わ
し、qは0又は1以上の数を表わし、好ましくは1〜1
00、より好ましくは1〜50、更に好ましくは2〜2
0である。R8は炭化水素基を表わし、炭素数2〜4の
アルキレン基であることが好ましく、エチレン基である
ことがより好ましい。更に具体的には、上記R5と同様
のものが挙げられる。但し、全てのXが同時に水素原子
であることは無い。pはポリグリセリンの平均重合度で
あって、1以上の数を表わし、好ましくは1〜20、よ
り好ましくは1〜10である。
は、重合度3以上のポリグリセリンとアルデヒド又はケ
トンを酸性触媒下で脱水縮合させた化合物に、エチレン
オキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させれば得
ることができる。このような方法で製造した場合、通常
は、一般式(1)で表される化合物及び一般式(2)で
表される化合物の混合物として得られる。この場合、反
応させるポリグリセリンとアルデヒド又はケトンの反応
比を調節すれば、両化合物の混合比を調節することがで
きる。
ド又はケトンを酸性触媒下で脱水縮合させた化合物に、
エチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加さ
せて一般式(1)又は(2)で表される化合物を製造す
る場合は、反応に使用するアルデヒド又はケトンの種類
によりR1〜R4又はR6及びR7が決定される。
ヒドとしては具体的には、例えば、ブチルアルデヒド、
イソブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、2−メチル
ブタナール、カプロアルデヒド、2−メチルペンタナー
ル、2,3−ジメチルブタナール、ヘプタナール、オク
タナール、2−メチルヘプタナール、2−エチルヘキサ
ナール、2−プロピルペンタナール、2,4,4−トリ
メチルペンタナール、デカナール、2−イソプロピル−
5−メチルヘキサナール、ドデカナール、テトラデカナ
ール、ヘキサデカナール、オクタデカナール、2−メチ
ルオクタデカナール、イコサナール等が挙げられる。
は具体的には、例えば、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケト
ン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メ
チルペンチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルヘ
プチルケトン、メチルオクチルケトン、メチルノニルケ
トン、メチルデシルケトン、メチルウンデシルケトン、
メチルドデシルケトン、メチルトリデシルケトン、メチ
ルテトラデシルケトン、メチルペンタデシルケトン、メ
チルヘキサデシルケトン、メチルヘプタデシルケトン、
メチルオクタデシルケトン、メチルシクロヘキシルケト
ン、ジエチルケトン、エチルプロピルケトン、エチルイ
ソプロピルケトン、エチルイソブチルケトン、エチルペ
ンチルケトン、エチルヘキシルケトン、ジイソブチルケ
トン、ジペンチルケトン、ジヘキシルケトン、ジウンデ
シルケトン、ジヘプタデシルケトン、6−メチル−2−
ヘプタノン、4−メチル−3−ヘプタノン、2−メチル
−3−ヘプタノン、5−(2,2,5−トリメチルシク
ロヘキシル)−2−ペンタノン、6,10,14−トリ
メチル−2−ペンタデカノン、6,10−ジメチル−2
−ウンデカノン等が挙げられる。
を有効量得るためには、重合度3以上のポリグリセリン
1モルに対して、上記アルデヒド又はケトンを、好まし
くは1.0〜10モル程度、より好ましくは1.8〜
5.0モル程度反応させる。重合度3以上のポリグリセ
リンとアルデヒド又はケトンを反応させる際に好適に使
用することができる酸性触媒としては、p−トルエンス
ルホン酸、メタンスルホン酸、硫酸等が挙げられる。こ
れらの酸性触媒を使用する場合は、ポリグリセリン1モ
ルに対して、0.05〜10モル使用することが好まし
く、0.1〜7モル使用することがより好ましく、0.
5〜5モル使用することが最も好ましい。重合度3以上
のポリグリセリンとアルデヒド又はケトンを反応させる
際は、無溶媒下、又は溶媒中で、好ましくは40〜16
0℃、より好ましくは60〜100℃程度で、生成する
水を除去しながら反応を行う。反応は窒素雰囲気下又は
乾燥雰囲気下で行うことが好ましい。場合によっては減
圧下で反応を行うことも有効である。反応時間は一概に
は言えないが、通常は5〜200時間程度である。
使用する場合は、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホル
ム、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、
リグロイン、石油エーテル等の不活性溶媒が好ましい。
その後、アルキレンオキサイドの付加を行うが、アルキ
レンオキサイドの付加は常法に従えばよい。
は、例えば、消泡剤、乳化剤、洗浄剤、分散剤、脱墨
剤、離型剤、繊維処理剤、接着剤用添加剤、防曇剤、艶
だし剤、ウレタンフォーム等の整泡剤、塗料用添加剤、
帯電防止剤、滑剤、樹脂の内部潤滑剤、樹脂改質剤、化
粧料添加剤等が挙げられる。
明する。尚、以下の実施例中、部及び%は特に記載が無
い限り重量基準である。 (製造例1)攪拌機、温度計、窒素導入管、及び水分離
器付き冷却器を取り付けた3リットルの4つ口フラスコ
に、テトラグリセリン314g、メチルヘプチルケトン
426g、パラトルエンスルホン酸1水和物3.8g、
及び溶媒としてトルエン700mLを仕込んだ。窒素雰
囲気下、常圧、110〜120℃で60時間脱水反応を
行った。反応終了後、40℃まで冷却して炭酸ナトリウ
ム4.5gを加えて系内を中性にし、同温で1時間攪拌
した。更に水230gを加えて、60℃で30分間攪拌
し、その後静置して分層した。下層を除去した後、飽和
食塩水50gで洗浄した。次いで、トルエン及び未反応
のメチルヘプチルケトンを減圧留去し、更に減圧蒸留に
より反応物を精製した。
込み、エチレンオキサイド125gを反応温度100〜
150℃、反応圧力1〜5kg/cm 2 、3時間かけて
フィードした。その後、3時間熟成し、精製処理をして
本発明の界面活性剤1を得た。以下、同様の方法で、表
1及び表2に示す本発明の界面活性剤2〜29を得た。
得られた各界面活性剤について、界面活性剤の基礎物性
を測定した。
剤の0.1%濃度の水溶液について、ウィルヘルミ法に
より、25℃における表面張力を測定した。 <起泡力>同様にNo.1〜No.29の各界面活性剤につい
て、界面活性剤の添加量が0.25%のイオン交換水の
起泡力試験を、ロスマイルス法により25℃で行い、泡
の高さ(mm)を測定した。これらの結果を表1及び表
2に示す。
レン基を、POはオキシプロピレン基を、BOはオキシ
ブチレン基を表わす。(EO)-(PO)-(BO)はブロック重合
のポリオキシアルキレン鎖を、(EO)/(PO)はランダム重
合のポリオキシアルキレン鎖を表わす。又、表2のXは
全て(R8−O)qHで表される基であり、重合度qは、
ベースのポリグリセリンケタール1モルに対するモル数
である。
いて、JIS−K−0102の方法に従って生分解性の
試験を行った。即ち、BODは生物化学的酸素消費量で
あって、水中の好気性微生物によって消費される溶存酸
素の量である。ここでは、試料の界面活性剤を希釈水で
1,000ppmの濃度に希釈し、20℃で5日間放置
した後に消費された溶存酸素の量である。TODは各試
料の化学構造から求められる定数である。このBODと
TODの値から生分解率を求めた。その結果を表3及び
4に示す。
〜29の一部及び下記の比較品1及び2を用い、以下の
配合組成の洗浄剤組成物を調製した。 <配合> 本発明品又は比較品 8% ヤシ油アルコールEOモル付加硫酸エステルNa塩 18% 塩化ポリオキシプロピレン(25)メチルジエチルアンモニウム 3% ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド 11% ヤシアルキルジメチルアミンオキサイド 2% その他(p−トルエンスルホン酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、 エタノール、プロピレングリコール) 17% 水 残部
オレイン酸4部の混合物を磁製皿に3g塗布し、温度2
2℃、湿度50%の恒温槽に一晩静置したものについて
以下の要領で洗浄力試験を行った。尚、試験に用いた水
はカルシウム濃度50ppmの人工硬水であった。25
℃の水1リットルに対して、前記洗浄剤組成物0.75
mLの割合で希釈し洗剤液とした。直径30cmのプラ
スチック製洗い桶に1リットルの前記洗剤液を入れ、そ
の液面から75cmの高さから、500mLの分液ろう
とに入れた500mLの前記洗剤液をプラスチック桶の
中心へ落下させ泡立てた。この洗剤液の中で、直径4.
5cmの洗浄ブラシにて上記汚染皿を10回こすり洗い
し流水にて10秒すすいだ後乾燥させた。乾燥後の皿に
ついて、目視及び手指の触感にて油の残留度を評価し
た。試験結果は、乾燥後油の残留感が無かった皿の枚数
を求めた。
m、厚さ2mmのステンレス板のテストピースに、マシ
ン油を100mg付着させて汚染テストピースとした。
これに、本発明品1〜29の一部及び比較品1又は2の
それぞれと、メタケイ酸ナトリウムを1:9の重量比で
配合した0.2%水溶液に、25℃、3分間浸漬させ
て、その後105℃で2時間乾燥させた。このテストピ
ースのマシン油の脱脂率を次の式によって測定した。
尚、比較品としては以下のものを使用した。
キシアルキレン基を含有する生分解性の優れた非イオン
性界面活性剤を提供したことにある。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記の一般式(1) 【化1】 (式中、R1〜R4は水素原子又は炭化水素基を表わし、
R5は炭化水素基を表わし、mは1以上の数を表わし、
nは0又は1以上の数を表わす。但し、R1及びR2が同
時に水素原子であることは無く、R3及びR4が同時に水
素原子であることは無い。)で表わされる界面活性剤。 - 【請求項2】 下記の一般式(2) 【化2】 (式中、R6及びR7は水素原子又は炭化水素基を表わ
し、Xは水素原子又は−(R8−O)q−Hで表わされる
基を表わし、R8は炭化水素基を表わし、pは1以上の
数を表わし、qは0又は1以上の数を表わす。但し、R
6及びR7が同時に水素原子であることは無く、全てのX
が同時に水素原子であることは無い。)で表わされる界
面活性剤。
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