JP2003277334A - カチオン性界面活性剤、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第４級アンモニウムアルキル硫酸塩等の成分
の溶け残りが無く、均質で、溶解性、取り扱い性に優れ
るカチオン性界面活性剤を、製造装置等への付着物の発
生無く、効率的に製造するカチオン性界面活性剤の製造
方法等の提供。 【解決手段】 アルカノールアミンエステル及びジアル
キル硫酸を無溶媒で反応させることにより、式（１）、
式（２）及び式（３）の少なくともいずれかで表される
第４級アンモニウムアルキル硫酸塩を得た後、アルコー
ル系溶剤を配合することにより、前記第４級アンモニウ
ムアルキル硫酸塩の希釈物を得るカチオン性界面活性剤
の製造方法であって、前記希釈物の温度を、前記アルコ
ール系溶剤を配合する前の、前記第４級アンモニウムア
ルキル硫酸塩の凝固点より高くすることを特徴とするカ
チオン性界面活性剤の製造方法等。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第４級アンモニウ
ムアルキル硫酸塩等の成分の溶け残りが無く、均質で、
溶解性、取り扱い性に優れ、特に、衣料用柔軟剤基材と
して好適なカチオン性界面活性剤、及び、該カチオン性
界面活性剤の効率的な製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、衣料用柔軟材の基材としては、１
分子中に２個の長鎖アルキル基を有するジアルキル第４
級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤が使用され
ている。しかし、基材自体の生分解性が遅いという問題
から、より生分解性の良好なエステル結合を有するカチ
オン性界面活性剤が使用されてきている。

【０００３】これらのカチオン性界面活性剤は、先ず、
トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、及
び、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プロピ
レングリコ−ル等を、長鎖脂肪酸或いは脂肪酸メチルで
アシル化し、中間体のアルカノ−ルアミンエステルを合
成した後、塩化メチル、ジメチル硫酸、及び、ジエチル
硫酸等の４級化剤を用い、４級化反応によってカチオン
化合物へ転換する方法等により得られ、柔軟剤原料とし
て好適に利用される。

【０００４】前記４級化反応では、反応の進行と共に高
粘度の擬塑性流体へと変化していくため、この物性変化
が製造上大きな問題とされていた。このため、塩化メチ
ルによる４級化反応では、通常、原料であるアルカノー
ルアミンエステルを、アルコール系溶剤で希釈すること
により高粘度化を回避している。しかし、塩化メチルは
４級化剤としての反応性が低く、副反応としてアルカノ
ールアミンエステルの塩酸塩が多量に生ずるため、品質
低下を招くという問題があった。特に、トリエタノール
アミンから誘導されるアルカノールアミンエステルの４
級化反応においては反応率が不充分であるため、４級化
剤としては、一般的に、ジメチル硫酸等のジアルキル硫
酸が使用されている。

【０００５】しかし、ジメチル硫酸やジエチル硫酸等の
ジアルキル硫酸は、４級化剤としての反応性が高いた
め、４級化反応は問題無く進行するものの、アルコール
系溶剤との副反応によりモノアルキル硫酸塩等の副反応
物が生成してしまう。したがって、副生物を抑制するた
めには無溶媒で４級化反応を行う必要があることから、
高粘度化を溶剤希釈によって回避する方法を採ることは
できなかった。

【０００６】無溶媒で４級化反応を行うことにより得ら
れる第４級アンモニウムアルキル硫酸塩は、ペースト状
の高粘度擬塑性流体であり、凝固点以上において流動性
を示すものの、固体的な性質の強い粘弾性物質としての
性質を有する。一方、均一にアルコール系溶剤で希釈さ
れた希釈物は、低粘度でほぼニュートン流体とみなせる
流体特性を有し、凝固点も低下する。

【０００７】ジメチル硫酸やジエチル硫酸を使用し、無
溶媒で４級化反応を行う方法としては、特開平７−３１
６１２４号公報において開示されており、溶媒を使用し
ないことによる経済性及び環境面の利点が述べられてい
る。

【０００８】しかし、第４級アンモニウムアルキル硫酸
塩は常温で固体であり、また凝固点以上の温度において
も、一般的な取り扱い温度（１００℃以下）では、数ポ
イズ〜数十ポイズの粘度を示すペースト状の擬塑性流体
となる。したがって、衣料用柔軟剤基材等として使用す
る場合には、微細な粒子径を持つ第４級アンモニウムア
ルキル硫酸塩の乳化物や縣濁物として、その他の添加剤
との混合及び乳化剤による乳化を行う必要があることか
ら、使用性及び保存性を考慮すると、溶媒による希釈無
しで第４級アンモニウムアルキル硫酸塩を使用すること
は、現実的な方法とは言えず問題があった。

【０００９】無溶媒で４級化反応を行うことにより得ら
れる第４級アンモニウムアルキル硫酸塩を、溶媒希釈す
る過程は、機械的攪拌によって瞬時に均一混合が起こる
通常の液−液混合とは異なり、ペーストが機械的攪拌に
よって微細化され、微細化されたペーストの界面におい
てゆっくりと相互溶解が起こる固液混合にむしろ近いも
のとなる。

【００１０】特開２００１−１８１９７３号公報では、
無溶媒で４級化反応を行った後、続けて反応槽内に溶剤
としてエタノールを滴下し希釈を行う技術が開示されて
いる。この場合、希釈を行うには、溶解速度の点から、
より高温で希釈を行う方が有利である。しかし、反応槽
への滴下による希釈法では、滴下した溶剤が上層に分離
し易く、溶解に必要な時間が長くなる。したがって、反
応槽を密閉する場合には圧力が上昇するという問題があ
り、反応槽を開放する場合には蒸発により溶剤のロスが
大きいという問題があった。このため、溶解に長時間必
要とされると共に、希釈温度が制約されるという問題が
あった。

【００１１】また、前記無溶媒で４級化反応を行って得
られる無溶媒４級化物は、高粘度擬塑性流体であるた
め、攪拌による流動状態は層流となる。したがって、反
応槽内で希釈を行う場合には、機械的なせん断力のかか
りにくい槽壁、攪拌軸、及び、邪魔板部等に高粘度物と
して付着し易く、溶剤を加えても容易に溶解せず、溶け
残りが生じてしまうという問題があった。更に、反応槽
内で溶剤希釈を行った場合、希釈溶剤が次バッチへ混入
すると、前述したように、モノアルキル硫酸塩が副生す
るという問題があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来に
おける諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課
題とする。即ち、本発明は、第４級アンモニウムアルキ
ル硫酸塩等の成分の溶け残りが無く、均質で、溶解性、
取り扱い性に優れるカチオン性界面活性剤、及び、製造
装置等への付着物が無く、効率的な、前記カチオン性界
面活性剤の製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段としては、以下の通りである。即ち、 ＜１＞ 少なくとも、アルカノールアミンエステル及び
ジアルキル硫酸を無溶媒で反応させることにより、式
（１）、式（２）及び式（３）の少なくともいずれかで
表される第４級アンモニウムアルキル硫酸塩（以下、
「４級化物」と称することがある。）を得た後、アルコ
ール系溶剤を配合することにより、前記４級化物の希釈
物を得るカチオン性界面活性剤の製造方法であって、前
記希釈物の温度を、前記アルコール系溶剤を配合する前
の、前記４級化物の凝固点より高くすることを特徴とす
るカチオン性界面活性剤の製造方法である。 式（１）

【００１４】

【化４】 式（２）

【００１５】

【化５】

【００１６】式（１）及び（２）において、ｎは１又は
２の数である。Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、各々独立に、−
ＯＣＯＲ_５基及び−ＯＨ基の少なくともいずれかであ
り、同一分子内に少なくとも−ＯＣＯＲ_５基を一つ有す
る。Ｒ_５は、炭素数７〜２３のアルキル基及びアルケニ
ル基の少なくともいずれかである。 式（３）

【００１７】

【化６】

【００１８】式（３）において、ｎは１又は２の数であ
る。Ｒ_４及びＲ_５は、メチル基及びエチル基の少なくと
もいずれかである。Ｒ_６及びＲ_７は、炭素数７〜２３の
アルキル基及びアルケニル基の少なくともいずれかであ
る。

【００１９】＜２＞ アルコール系溶剤の配合が、せん
断力を利用する混合器により連続して行われる前記＜１
＞に記載のカチオン性界面活性剤の製造方法である。 ＜３＞ 混合器が、駆動部の回転によるせん断力を利用
するホモミキサー、渦巻ポンプ、及び、分割・反転機能
を備えた管型混合器の少なくともいずれかである前記＜
２＞に記載のカチオン性界面活性剤の製造方法である。 ＜４＞ アルコール系溶剤が、エタノール、及び、イソ
プロパノールの少なくともいずれかである前記＜１＞か
ら＜３＞のいずれかに記載のカチオン性界面活性剤の製
造方法である。 ＜５＞ 前記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のカチオ
ン性界面活性剤の製造方法により得られたことを特徴と
するカチオン性界面活性剤である。

【００２０】前記＜１＞に記載のカチオン性界面活性剤
の製造方法は、アルカノールアミンエステル及びジアル
キル硫酸を無溶媒で反応させることにより、前記式
（１）、式（２）及び式（３）の少なくともいずれかで
表される４級化物を得た後、アルコール系溶剤を配合す
ることにより、前記４級化物の希釈物を得る。このと
き、希釈物の温度を、前記アルコール系溶剤を配合する
前の、前記４級化物の凝固点より高く設定する。該４級
化物は、ペースト状で高粘度擬塑性流体物性を有し、前
記アルコール系溶剤を配合する過程は固−液混合に近
い。したがって、前記希釈物の温度を、該アルコール系
溶剤を配合する前の、前記４級化物の凝固点より高く設
定することにより、４級化物等の溶け残りが無く、均質
で、溶解性、取り扱い性に優れるカチオン性界面活性剤
を、製造装置等に付着物等を発生させること無く、短時
間で効率的に得ることができる。

【００２１】前記＜２＞に記載のカチオン性界面活性剤
の製造方法は、前記＜１＞において、アルコール系溶剤
の配合が、せん断力を利用する混合器により連続して行
われる。したがって、ペースト状で高粘度擬塑性流体物
性を有する４級化物に、均一にせん断力をかけることが
でき、４級化物等の溶け残りが無く、均質で、溶解性、
取り扱い性に優れるカチオン性界面活性剤を、製造装置
等に付着物等を発生させること無く、より短時間で効率
的に得ることができる。

【００２２】前記＜３＞に記載のカチオン性界面活性剤
の製造方法は、前記＜２＞において、混合器が、駆動部
の回転によるせん断力を利用するホモミキサー、渦巻ポ
ンプ、及び、分割・反転機能を備えた管型混合器の少な
くともいずれかである。したがって、ペースト状で高粘
度擬塑性流体物性を有する前記４級化物に、均一にかつ
効率的にせん断力をかけることができ、４級化物等の溶
け残りが無く、均質で、溶解性、取り扱い性に優れるカ
チオン性界面活性剤を、製造装置等に付着物等を発生さ
せること無く、極めて短時間で効率的に得ることができ
る。

【００２３】前記＜４＞に記載のカチオン性界面活性剤
の製造方法は、前記＜１＞から＜３＞のいずれかにおい
て、アルコール系溶剤が、エタノール、及び、イソプロ
パノールの少なくともいずれかである。したがって、ペ
ースト状で高粘度擬塑性流体物性を有する４級化物に、
効率的に、優れた取り扱い性を付与できる。前記＜５＞
に記載のカチオン性界面活性剤は、前記＜１＞から＜４
＞のいずれかに記載のカチオン性界面活性剤の製造方法
により得られる。したがって、４級化物等の成分の溶け
残りが無く、均質で、溶解性、取り扱い性に優れる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 ［カチオン性界面活性剤の製造方法］本発明のカチオン
性界面活性剤の製造方法は、少なくとも、アルカノール
アミンエステル及びジアルキル硫酸を無溶媒で反応させ
ることにより、式（１）、式（２）及び式（３）の少な
くともいずれかで表される第４級アンモニウムアルキル
硫酸塩を得た後、アルコール系溶剤を配合することによ
り、前記第４級アンモニウムアルキル硫酸塩の希釈物を
得る。 式（１）

【００２５】

【化７】 式（２）

【００２６】

【化８】

【００２７】式（１）及び（２）において、ｎは１又は
２の数である。Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、各々独立に、−
ＯＣＯＲ_５基及び−ＯＨ基の少なくともいずれかであ
り、同一分子内に少なくとも−ＯＣＯＲ_５基を一つ有す
る。Ｒ_５は、炭素数７〜２３のアルキル基及びアルケニ
ル基の少なくともいずれかである。 式（３）

【００２８】

【化９】

【００２９】式（３）において、ｎは１又は２の数であ
る。Ｒ_４及びＲ_５は、メチル基及びエチル基の少なくと
もいずれかである。Ｒ_６及びＲ_７は、炭素数７〜２３の
アルキル基及びアルケニル基の少なくともいずれかであ
る。

【００３０】−アルカノールアミンエステル− 前記アルカノールアミンエステルとしては、前記ジアル
キル硫酸と無溶媒で反応させることにより、前記式
（１）〜式（３）の少なくともいずれかで表される４級
化物が得られれば特に制限はなく、公知の各種の方法に
より得られる公知のアルカノールアミンエステルが総て
好適に挙げられる。前記アルカノールアミンエステルと
しては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタ
ノールアミン、及び、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）
−１，２−プロピレングリコール等のアルカノールアミ
ンと、脂肪酸類とのアシル化反応により得られる化合物
等が挙げられる。該脂肪酸類としては、長鎖脂肪酸や脂
肪酸アルキルエステル等が好ましく、具体的には、炭素
数が８〜２４（好ましくは、炭素数が１０〜１８）の飽
和脂肪酸、不飽和脂肪酸、及び、これらの低級アルキル
（好ましくは、炭素数が１〜３、より好ましくは炭素数
１（メチル））エステル等が好ましく、動植物油脂から
得られるものがより好ましい。該動植物油脂としては、
特に制限はないが、例えば、牛脂、パーム油、パーム核
油、ヤシ油、及び、大豆油等が挙げられる。これらの動
植物油脂から得られる脂肪酸又は脂肪酸低級アルキルエ
ステルは、天然のアルキル鎖組成そのままで使用しても
よく、分留して単一アルキル鎖として、又は、所定のア
ルキル分布となるように再混合して混合アルキル鎖を持
つものとして使用してもよい。更に、これらの脂肪酸類
は、４級化物の色調、臭気、柔軟剤として使用した際の
性能向上等のために、アルキル鎖中の不飽和結合を一部
又は総て水素添加したものを使用するのが好ましい。

【００３１】前記アルカノールアミンエステルの合成方
法としては、例えば、特開２００１−１８１９７３号公
報に記載された方法等が挙げられる。前記アルカノール
アミンエステルとしては、具体的には、下記（１）〜
（３５）に記載のものが好適に挙げられる。

【００３２】メチルジエタノールアミンエステル類； （１）メチルジエタノールアミンモノラウレートエステ
ル （２）メチルジエタノールアミンモノミリステートエス
テル （３）メチルジエタノールアミンモノパルミテートエス
テル （４）メチルジエタノールアミンモノステアレートエス
テル （５）メチルジエタノールアミンモノオレエートエステ
ル （６）メチルジエタノールアミンジラウレートエステル （７）メチルジエタノールアミンジミリステートエステ
ル （８）メチルジエタノールアミンジパルミテートエステ
ル （９）メチルジエタノールアミンジステアレートエステ
ル （１０）メチルジエタノールアミンジオレエートエステ
ル

【００３３】トリエタノールアミンエステル類； （１１）トリエタノールアミンモノラウレートエステル （１２）トリエタノールアミンモノミリステートエステ
ル （１３）トリエタノールアミンモノパルミテートエステ
ル （１４）トリエタノールアミンモノステアレートエステ
ル （１５）トリエタノールアミンモノオレエートエステル （１６）トリエタノールアミンジラウレートエステル （１７）トリエタノールアミンジミリステートエステル （１８）トリエタノールアミンジパルミテートエステル （１９）トリエタノールアミンジステアレートエステル （２０）トリエタノールアミンジオレエートエステル （２１）トリエタノールアミントリラウレートエステル （２２）トリエタノールアミントリミリステートエステ
ル （２３）トリエタノールアミントリパルミテートエステ
ル （２４）トリエタノールアミントリステアレートエステ
ル （２５）トリエタノールアミントリオレエートエステル

【００３４】３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２
−プロピレングリコールエステル類；（２６）３−
（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プロピレングリ
コールモノラウレートエステル （２７）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールモノミリステートエステル （２８）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールモノパルミテートエステル （２９）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールモノステアレートエステル （３０）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールモノオレエートエステル （３１）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールジラウレートエステル （３２）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールジミリステートエステル （３３）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールジパルミテートエステル （３４）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールジステアレートエステル （３５）３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）−１，２−プ
ロピレングリコールジオレエートエステル

【００３５】これらのアルカノールアミンエステルは、
１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよ
い。

【００３６】−ジアルキル硫酸− 前記ジアルキル硫酸としては、特に制限はないが、例え
ば、ジメチル硫酸、及び、ジエチル硫酸等が好適に挙げ
られる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以
上を併用してもよい。

【００３７】−アルカノールアミンエステル及びジアル
キル硫酸の反応− 前記アルカノールアミンエステル及びジアルキル硫酸の
反応は、無溶媒で行われる。したがって、副反応による
硫酸塩等の副生成物が少なく、色調が良好で、高品質の
カチオン性界面活性剤を効率的に得ることができる。

【００３８】前記反応において、前記ジアルキル硫酸の
配合量としては、特に制限はないが、前記第アルカノー
ルアミンエステルに対し、０．９３〜１．００当量が好
ましく、０．９５〜１．００当量がより好ましく、０．
９７〜０．９９当量が更に好ましい。ジアルキル硫酸の
配合量が、前記アルカノールアミンエステルに対して当
量を超えると、色調低下及び不純物生成等の品質低下を
招くことがある。

【００３９】前記反応においては、前記アルカノールア
ミンエステルに対し、前記ジアルキル硫酸を供給し反応
を行わせるのが好ましい。この場合、ジアルキル硫酸の
供給速度としては、特に制限はなく、一定速度でもよ
く、一定速度でなくてもよい。

【００４０】−アルコール系溶剤の配合− 前記アルコール系溶剤の配合においては、前記アルカノ
ールアミンエステル及びジアルキル硫酸を無溶媒で反応
させて得た、前記４級化物に、アルコール系溶剤を配合
することにより、該４級化物の希釈物を得る。該アルコ
ール系溶剤の配合においては、希釈物の温度を、アルコ
ール系溶剤を配合する前の、前記４級化物の凝固点より
高く設定する。４級化物はペースト状で高粘度擬塑性流
体物性を有し、前記アルコール系溶剤を配合する過程は
固−液混合に近いことから、前記希釈物の温度を、該ア
ルコール系溶剤を配合する前の、前記４級化物の凝固点
より高く設定することにより、４級化物等の溶け残りが
無く、均質で、溶解性、取り扱い性に優れるカチオン性
界面活性剤を短時間で効率的に得ることができる。ここ
で、アルコール系溶剤を配合した際の、希釈による溶解
熱は、殆ど無視できる程度のものである。尚、４級化物
の凝固点は、アルコール系溶剤を配合すると低下するた
め、前記希釈物の温度を、アルコール系溶剤配合後の４
級化物における凝固点より高い温度に設定することも考
えられるが、配合過程で、希釈物の温度が、配合前の４
級化物の凝固点以下になると、ペースト状の４級化物の
表面が凝固し、溶解速度が著しく低下し、溶け残り発生
の原因となるため好ましくない。

【００４１】前記アルコール系溶剤の配合においては、
例えば、図１に示す構成の混合装置を好適に使用するこ
とができる。図１において、混合装置１００は、４級化
物を貯蔵する貯槽１と、アルコール系溶剤を貯蔵する貯
槽５と、混合器３と、４級化物供給ポンプ２と、アルコ
ール系溶剤供給ポンプ６と、希釈物貯槽４と、循環経路
９と、循環兼製品移送ポンプ７と、製品抜出口８と、を
有する。貯槽１及びアルコール系溶剤配合液貯槽４は、
各々攪拌機を有する。

【００４２】混合装置１００を用いて本発明のカチオン
性界面活性剤の製造方法を行った際の作用を以下に示
す。図１において、貯槽１に貯蔵されていた４級化物
は、４級化物供給ポンプ２により混合器３に連続的に供
給される。また、貯槽５に貯蔵されていたアルコール系
溶剤は、アルコール系溶剤供給ポンプ６により連続的に
混合器３に供給される。これにより、混合器３内で、４
級化物にアルコール系溶剤が連続的に配合され、４級化
物の希釈物が得られる。このとき、得られる希釈物の温
度を、アルコール系溶剤を配合する前の、４級化物の凝
固点より高く設定することにより、４級化物等の溶け残
りが無く、均質で、溶解性が高く、取り扱い性に優れる
カチオン性界面活性剤を得ることができる。混合器３で
得られた希釈物は、希釈物貯槽４において一時的に貯蔵
されると共に、循環兼製品移送ポンプ７によって、循環
経路９を通って循環され、再度混合器３内に供給され
る。したがって、混合装置１００を用いることにより、
４級化物等の溶け残りが無く、均質で、溶解性、取り扱
い性に優れるカチオン性界面活性剤を連続的に、かつ、
効率的に得ることができる。また、４級化物等の溶け残
りが無いことから、混合装置１００においても、混合器
３、循環経路９等への付着物が無い。

【００４３】混合器３の態様としては、特に制限はない
が、より均質で溶解性等に優れるカチオン性界面活性剤
が得られる点で、せん断力を利用する混合器が好まし
く、例えば、駆動部の回転によるせん断力を利用するホ
モミキサー、渦巻ポンプ、及び、分割・反転機能を備え
た管型混合器等が特に好ましい。

【００４４】循環経路９は、アルコール系溶剤配合液を
装置内で循環させることにより、更に均質で溶解性に優
れるカチオン性界面活性剤を得る目的で設けられてい
る。循環経路９における循環は、循環兼製品移送ポンプ
７により行われ、該循環は、４級化物を、貯槽１から供
給し終えた後に開始されてもよく、供給途中に開始され
てもよく、供給前から開始されてもよい。供給前から循
環を行う場合には、予めアルコール系溶剤又は全バッチ
の希釈物等を、必要量、循環経路９内や希釈物貯槽４内
に仕込んでおくのが好ましい。

【００４５】尚、本発明のカチオン性界面活性剤の製造
方法において好適に使用可能な混合装置としては、混合
装置１００の構成に何ら限定されるものではなく、本発
明のカチオン性界面活性剤の製造方法を実施可能な範囲
で、適宜設計変更可能である。

【００４６】前記アルコール系溶剤としては、特に制限
はないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロ
パノール、エチレングリコール、及び、プロピレングリ
コール等が好適に挙げられる。これらは、１種単独で使
用してもよく、２種以上を併用してもよい。

【００４７】前記希釈物の温度を調節するには、前記４
級化物にアルコール系溶剤を配合する混合器自体に加熱
手段を設けてもよいが、簡便な点で、供給する４級化
物、アルコール系溶剤等の温度や、混合比率等を制御す
ることにより行うのが好ましい。

【００４８】前記アルコール系溶剤を配合する際の、４
級化物の供給温度としては、４級化物の凝固点以上１３
０℃以下が好ましく、該凝固点以上１１０℃以下がより
好ましく、凝固点以上９５℃以下が更に好ましい。前記
供給温度が、１３０℃を超えると、着色等により品質低
下が生ずることがある。

【００４９】前記アルコール系溶剤を配合する際の、ア
ルコール系溶剤の供給温度としては、凝固点以上沸点以
下であれば特に制限はないが、−５〜７５℃が好まし
く、０〜５０℃がより好ましく、室温程度が特に好まし
い。前記供給温度が低いと、４級化物が凝固してしまう
ことがある一方、該供給温度が高いと、蒸気圧が高くな
り、蒸発によるロスや可燃性蒸気の発生による危険性等
の問題があり、特別に加熱設備を設ける必要が生ずる。

【００５０】また、前述したように、循環経路により循
環させる場合、循環させる希釈物の温度は、該希釈物の
凝固点以上沸点以下の温度であれば特に制限はないが、
蒸気発生の問題から、９０℃以下が好ましく、８０℃以
下がより好ましい。

【００５１】前記アルコール系溶剤の、前記４級化物に
対する配合量としては、４級化物／アルコール系溶剤
（質量比）で、９５／５〜６０／４０が好ましく、９０
／１０〜７５／２５がより好ましい。前記アルコール系
溶剤の配合量が、前記数値範囲に満たないと、安定性が
低下し、保管時に第４級アンモニウムアルキル硫酸塩等
の分離が生ずることがある一方、前記数値範囲を超える
と、有効成分である４級化物濃度が低くなり、保管、輸
送時のコスト等の点で不利となることがある。尚、前記
質量比は、アルコール系溶剤等の配合時に、混合器へ供
給する４級化物と希釈溶媒の流量比を制御することによ
り適宜調整することができる。

【００５２】本発明において、前記アルコール系溶剤の
配合を、混合器により連続的に行う際のフローを図２に
示す。図２に示すように、アルコール系溶剤を配合し、
希釈する前の、４級化物（比熱：Ｃｐｘ ｋｃａｌ／ｋ
ｇ℃）が温度Ｔｘ℃、流速Ｆｘ ｋｇ／ｈ、アルコール
系溶剤（比熱Ｃｐｙ ｋｃａｌ／ｋｇ℃）が温度Ｔｙ
℃、流速Ｆｙ ｋｇ／ｈ、更に、循環経路を使用した場
合に、循環する希釈物（比熱Ｃｐｚ ｋｃａｌ／ｋｇ
℃）が温度Ｔｚ℃、流速Ｆｚ ｋｇ／ｈで、混合器内に
供給されたとき、下記式（４）を満たす、混合器への各
供給温度Ｔｘ−Ｔｙ−Ｔｚの直交座標系において、点
（Ｔｆ、Ｔｆ、Ｔｆ）を通り、（Ｃｐｘ・Ｆｘ、Ｃｐｙ
・Ｆｙ、Ｃｐｚ・Ｆｚ）を法線ベクトルとする平面と、
アルコール系溶剤配合前４級化物の温度（Ｔｘ）上下限
値、アルコール系溶剤の温度（Ｔｙ）の上下限値、希釈
物の温度（Ｔｚ）の上下限値に囲まれる範囲で、Ｔｆ値
を、アルコール系溶剤を配合する前（希釈前）の４級化
物の凝固点とした範囲に設定することで、希釈物の温度
を、アルコール系溶剤を配合する前（希釈前）の４級化
物の凝固点以上とすることができる。Ｔｆ値としては、
溶解速度の点で、アルコール系溶剤を配合する前の、４
級化物の凝固点より５℃以上高い温度に設定するのが好
ましく、１０℃以上高い温度に設定するのがより好まし
い。 式（４）

【００５３】

【数１】

【００５４】本発明においては、前記アルコール系溶剤
のほか、経日による臭気の発生や、色調の劣化を防止す
るため、更に、酸化防止剤やキレート剤を適宜配合して
もよい。これらの配合の方法としては、特に制限はな
く、希釈溶媒に混合して共に添加してもよく、希釈前後
に単独で添加してもよい。

【００５５】［カチオン性界面活性剤］本発明のカチオ
ン性界面活性剤は、本発明の前記カチオン性界面活性剤
の製造方法により得られる。したがって、本発明のカチ
オン性界面活性剤においては、凝固点が高く、かつ、流
体にかかるせん断力の程度によって粘度特性が大きく変
化する高粘度擬塑性流体物性を有する無溶媒４級化物、
及び、低粘度で蒸気圧の高いアルコール系溶剤、の相反
する物性を有する成分が配合され、希釈による凝固点の
低下、液粘度の低下、及び、擬塑性流体からニュートン
流体への流体のレオロジー特性の変化により、製品とし
ての取り扱い性が著しく向上している。したがって、本
発明のカチオン性界面活性剤は、第４級アンモニウムア
ルキル硫酸塩等の成分の溶け残りが無く、均質で、溶解
性、取り扱い性に優れる。

【００５６】

【実施例】以下、実施例及び比較例により、本発明を更
に詳しく説明する。但し、本発明は、下記実施例に何ら
限定されるものではない。

【００５７】＜４級化物の合成＞パーム脂肪酸メチルエ
ステル、及び、トリエタノールアミンのエステル交換反
応により、アルカノールアミンの脂肪酸エステルを合成
した。得られたアルカノールアミンの脂肪酸エステル
を、ジメチル硫酸を用い、４級化反応により４級化物を
得た。ここで、エステル交換反応及び４級化反応は、特
開平０５−１４８１９８号公報、特開２００１−１８１
２４４号公報等に記載の既知の方法により行った。具体
的には、以下に示す３通りの方法により、脂肪酸部のア
ルキル鎖組成の異なる４級化物を各々３種類（混合品、
Ｃ１８品、Ｃ１６品）合成した。

【００５８】＜＜４級化物：混合品の作製＞＞アルカノ
ールアミンエステルの合成において、パーム油脂肪酸メ
チルエステルとして、ライオンオレオケミカル株式会社
製 パステルＭ１６、Ｍ１８、Ｍ１８２を、炭素鎖長分
布（重量基準）が、炭素鎖長１６のもの（Ｃ１６）と炭
素鎖長１８のもの（Ｃ１８）との比率（Ｃ１６：Ｃ１
８）が１：４、Ｃ１８中の飽和（Ｃ１８Ｆ０）と不飽和
結合を一つ含有するもの（Ｃ１８Ｆ１）との比率（Ｃ１
８Ｆ０：Ｃ１８Ｆ１）が１：１、Ｃ１８Ｆ１中のトラン
ス体とシス体との比（シス体：トランス体）が４５：５
５に混合して使用した。シス体：トランス体の比率は、
パステルＭ１８２を常法に従い、ニッケル触媒存在下、
１８０〜２２０℃で水添処理しトランス体比率を高めた
ものを使用することで調製した。エステル交換反応は、
パーム油脂肪酸メチルエステル：トリエタノールアミン
が１．６：１（モル基準）で行い、得られたアルカノー
ルアミンエステルについてアミン価測定により求めた分
子量は５７５であった。更に、得られたアルカノールア
ミンに対し、０．９８モル量のジメチル硫酸を加えて４
級化反応を行い、４級化物（混合品）を得た。

【００５９】＜＜４級化物：Ｃ１８品の作製＞＞アルカ
ノールアミンエステルの合成において、パーム油脂肪酸
メチルエステルとして、ライオンオレオケミカル株式会
社製 パステルＭ１８（ステアリン酸メチルエステル含
有量９９％以上）を使用した。エステル交換反応は、パ
ステルＭ１８：トリエタノールアミン＝１．４５：１
（モル基準）で行い、得られたアルカノールアミンエス
テルについてアミン価測定により求めた分子量は５４８
であった。更に、得られたアルカノールアミンに対し
０．９８モル量のジメチル硫酸を加えて４級化反応を行
い、４級化物（Ｃ１８品）を得た。

【００６０】＜＜４級化物：Ｃ１６品の作製＞＞アルカ
ノールアミンエステルの合成において、パーム油脂肪酸
メチルエステルとして、ライオンオレオケミカル株式会
社製 パステルＭ１６（パルミチン酸メチルエステル含
有量９９％以上）を使用した。エステル交換反応はパス
テルＭ１６：トリエタノールアミン＝１．７５：１（モ
ル基準）で行い、得られたアルカノールアミンエステル
についてアミン価測定により求めた分子量は５９３であ
った。更に、得られたアルカノールアミンに対し０．９
８モル量のジメチル硫酸を加えて４級化反応を行い、４
級化物（Ｃ１６品）を得た。

【００６１】−４級化物の凝固点の測定− 得られた各４級化物について、ＤＳＣ測定器（理学電機
株式会社製 ＤＳＣ８２３０Ｄ）により凝固点の測定を
行った。測定条件は、密封状態で降温速度は２．０℃／
分とした。各４級化物について、アルカノールアミンエ
ステルのモノエステル、ジエステル、トリエステル組
成、及び、その４級化物の未希釈品、エタノール希釈品
の凝固点を測定し、表１に示す。尚、アルカノールアミ
ンエステルの組成については、ＨＰＬＣにより、塩化−
１−ヘキサデシルピリジニウム１水和物のグリセリン溶
液を内部標準とし、以下の測定条件で測定した。

【００６２】−−ＨＰＬＣ測定条件−− ・カラム：カチオン交換カラム Ｎｕｃｌｅｏｓｉｌ
１００−５ＳＡ （ＧＬサイエンス社製、４．６φ×２
５０ｍｍ） ・カラム温度：３８℃ ・溶離液：０．３ｗｔ／ｖｏｌ％−過塩素酸ナトリウム
＋０．１５ｗｔ／ｖｏｌ％−モノクロロ酢酸＋メタノー
ル ・流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ． ・検出器：ＲＩ（示差屈折率計） ・試料注入量：２０μＬ

【００６３】

【表１】

【００６４】（実施例１） −カチオン性界面活性剤の製造− 図１に示した混合装置１００を用い、貯槽１から、混合
品（４級化物）を１６５．０ｋｇ／ｈで、貯槽５から、
エタノールを２９．１ｋｇ／ｈで、各々のポンプによ
り、混合器３に供給することにより、４級化物をエタノ
ールにより連続希釈し、希釈物（カチオン性界面活性
剤）を得た。混合器３としては、往復駆動ミキサー（島
崎製作所社製、パイプラインアジター（ＰＬ２Ｂ型：混
合室容積１０Ｌ））を用いた。４級化物の供給温度は８
９℃、エタノールの供給温度は２１℃であった。希釈物
の温度（連続希釈の定常時の混合器出口直後における温
度）は７２℃であった。４級化物の希釈物中での濃度
は、８５質量％であった。尚、混合装置１００において
は、混合器３の出口直後には、希釈物を一部抜出し、４
級化物の溶解状態、希釈物の温度等を評価するための抜
出口が設けられている。また、希釈物貯槽４から希釈物
を抜き出し、混合器３上流へと戻す循環経路が設けられ
ており、循環により希釈物を再混合できる構成となって
いる。

【００６５】−４級化物の溶解性評価− 混合器３の出口直後の抜出口から、希釈物の一部をサン
プリングし、５００ｍＬのメスシリンダーに注ぎ、下記
評価基準により、溶融状態を目視にて評価した。結果を
表２に示す。

【００６６】＜溶解評価基準（５段階目視による評価）
＞ ・５：溶け残りのない淡黄色透明液の状態である。 ・４：溶け残りはないが、白濁した状態である。 ・３：白濁し、ペースト状の塊が５個未満観察される状
態である。 ・２：白濁し、ペースト状の塊が５個以上観察される状
態である。 ・１：ほとんど溶解せず、上層に溶媒が分離して観察さ
れる状態である。

【００６７】（実施例２）実施例１において、４級化物
の供給温度を８０℃、エタノールの供給温度を１９℃に
代えたほかは、実施例１と同様にしてカチオン性界面活
性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果を表２に
示す。 （実施例３）実施例１において、４級化物の供給温度を
６９℃、エタノールの供給温度を２０℃に代えたほか
は、実施例１と同様にしてカチオン界面活性剤を製造
し、同様にして評価を行った。結果を表２に示す。 （実施例４）実施例１において、４級化物の供給温度を
６０℃に代えたほかは、実施例１と同様にしてカチオン
界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果を
表２に示す。 （実施例５）実施例１において、希釈溶媒であるアルコ
ールをイソプロパノールに代え、４級化物の供給温度を
７０℃に代えたほかは、実施例１と同様にしてカチオン
界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果を
表２に示す。 （比較例１）実施例１において、４級化物の供給温度を
５０℃に代え、エタノールの供給温度を２０℃に代えた
ほかは、実施例１と同様にしてカチオン界面活性剤を製
造し、同様にして評価を行った。結果を表２に示す。

【００６８】

【表２】

【００６９】（実施例６）実施例１において、混合器３
を渦巻ポンプ（丸八ポンプ製作所製：ＦＩＦ２７型）に
代え、４級化物の供給温度を７０℃に代えたほかは、実
施例１と同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様
にして評価を行った。結果を表３に示す。

【００７０】（実施例７）実施例６において、４級化物
の供給温度を６０℃に代え、エタノールの供給温度を２
２℃に代えたほかは、実施例６と同様にしてカチオン性
界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果を
表３に示す。

【００７１】（実施例８）実施例１において、混合器３
を静止型混合器（ケニックス社製：１１／２Ｂ）に代
え、４級化物の供給温度を７０℃に代えたほかは、実施
例１と同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様に
して評価を行った。結果を表３に示す。

【００７２】（実施例９）実施例８において、４級化物
の供給温度を６０℃に代え、エタノールの供給温度を１
９℃に代えたほかは、実施例８と同様にしてカチオン界
面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果を表
３に示す。

【００７３】（比較例２）実施例１において、混合器３
を渦巻ポンプ（丸八ポンプ製作所製：ＦＩＦ２７型）に
代え、４級化物の供給温度を５２℃に代え、エタノール
の供給温度を２０℃に代えたほかは、実施例１と同様に
してカチオン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行
った。結果を表３に示す。

【００７４】（比較例３）実施例１において、混合器３
を静止型混合器（ケニックス社製：１１／２Ｂ）に代
え、４級化物の供給温度を５２℃に代え、エタノールの
供給温度を２０℃に代えたほかは、実施例１と同様にし
てカチオン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行っ
た。結果を表３に示す。

【００７５】

【表３】

【００７６】（実施例１０）実施例１において、混合器
３を渦巻ポンプ（丸八ポンプ製作所製：ＦＩＦ２７型）
に代え、４級化物供給速度を１７５．０ｋｇ／ｈ、アル
コール供給速度を１９．４ｋｇ／ｈとすることで希釈物
中での４級化物希釈濃度を９０質量％とし、４級化物の
供給温度を７５℃に代え、エタノールの供給温度を１９
℃に代えたほかは、実施例１と同様にしてカチオン界面
活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果を表４
に示す。

【００７７】（実施例１１）実施例１０において、４級
化物供給速度を１４６．０ｋｇ／ｈ、アルコール供給速
度を４８．５ｋｇ／ｈとすることで希釈物中での４級化
物希釈濃度を７５質量％に代え、エタノールの供給温度
を２０℃に代えたほかは、実施例１０と同様にしてカチ
オン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結
果を表４に示す。

【００７８】（実施例１２）実施例１０において、４級
化物供給速度を１３６．０ｋｇ／ｈ、アルコール供給速
度を５８．２ｋｇ／ｈとすることで希釈物中での４級化
物希釈濃度を７０質量％に代えたほかは、実施例１０と
同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして評
価を行った。結果を表４に示す。

【００７９】（実施例１３）実施例１０において、４級
化物供給速度を１１７．０ｋｇ／ｈ、アルコール供給速
度を７７．６ｋｇ／ｈとすることで希釈物中での４級化
物希釈濃度を６０質量％に代え、エタノールの供給温度
を２１℃に代えたほかは、実施例１０と同様にしてカチ
オン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結
果を表４に示す。

【００８０】（比較例４）実施例１０において、４級化
物供給速度を９７．０ｋｇ／ｈ、アルコール供給速度を
９７．０ｋｇ／ｈとすることで希釈物中での４級化物希
釈濃度を５０質量％に代えたほかは、実施例１０と同様
にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして評価を
行った。結果を表４に示す。

【００８１】

【表４】

【００８２】（実施例１４）実施例１において、混合器
３を渦巻ポンプ（丸八ポンプ製作所製：ＦＩＦ２７型）
に代え、４級化物の供給温度を６０℃に代え、エタノー
ルの供給温度を４０℃に代えたほかは、実施例１と同様
にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして評価を
行った。結果を表５に示す。

【００８３】（実施例１５）実施例１４において、エタ
ノールの供給温度を３０℃に代えたほかは、実施例１４
と同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして
評価を行った。結果を表５に示す。

【００８４】（実施例１６）実施例１４において、エタ
ノールの供給温度を２５℃に代えたほかは、実施例１４
と同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして
評価を行った。結果を表５に示す。

【００８５】（実施例１７）実施例１４において、エタ
ノールの供給温度を１０℃に代えたほかは、実施例１４
と同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして
評価を行った。結果を表５に示す。

【００８６】（比較例５）実施例１４において、４級化
物供給速度を１４６．０ｋｇ／ｈ、アルコール供給速度
を４８．５ｋｇ／ｈとすることで希釈物中での４級化物
希釈濃度を７５質量％に代え、エタノールの供給温度を
１０℃に代えたほかは、実施例１４と同様にしてカチオ
ン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果
を表５に示す。

【００８７】

【表５】

【００８８】（実施例１８）実施例１において、４級化
物（混合品）を、４級化物（Ｃ１８品）に代え、混合器
３として渦巻ポンプ（丸八ポンプ製作所製：ＦＩＦ２７
型）を用い、４級化物の供給温度を８５℃に代え、エタ
ノールの供給温度を２０℃に代えたほかは、実施例１と
同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして評
価を行った。結果を表６に示す。

【００８９】（実施例１９）実施例１８において、４級
化物の供給温度を７５℃に代え、エタノールの供給温度
を２１℃に代えたほかは、実施例１８と同様にしてカチ
オン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結
果を表６に示す。

【００９０】（比較例６）実施例１８において、４級化
物の供給温度を６８℃に代え、エタノールの供給温度を
２１℃に代えたほかは、実施例１８と同様にしてカチオ
ン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果
を表６に示す。

【００９１】（実施例２０）実施例１８において、４級
化物（Ｃ１８品）を、４級化物（Ｃ１６品）に代え、混
合器３を渦巻ポンプ（丸八ポンプ製作所製：ＦＩＦ２７
型）に代え、４級化物の供給温度を８０℃に代え、エタ
ノールの供給温度を２０℃に代えたほかは、実施例１８
と同様にしてカチオン界面活性剤を製造し、同様にして
評価を行った。結果を表６に示す。

【００９２】（比較例７）実施例２０において、４級化
物の供給温度を７０℃に代え、エタノールの供給温度を
２１℃に代えたほかは、実施例２０と同様にしてカチオ
ン界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果
を表６に示す。

【００９３】（比較例８）実施例２０において、４級化
物の供給温度を６０℃に代え、エタノールの供給温度を
２２℃に代えたほかは、実施例２０同様にしてカチオン
界面活性剤を製造し、同様にして評価を行った。結果を
表６示す。

【００９４】

【表６】

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、第４級アンモニウムア
ルキル硫酸塩等の成分の溶け残りが無く、均質で、溶解
性、取り扱い性に優れるカチオン性界面活性剤、及び、
製造装置等への付着物が無く、効率的な、前記カチオン
性界面活性剤の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のカチオン性界面活性剤の製造
方法において、４級化物にアルコール系溶剤を配合する
際に用いる混合装置の一例である。

【図２】図２は、本発明のカチオン性界面活性剤の製造
方法において、混合器により４級化物にアルコール系溶
剤を連続的に配合する際の、フローを表す図である。

【符号の説明】

１・・・貯槽（攪拌機付き） ２・・・・４級化物供給ポンプ ３・・・・混合器 ４・・・・希釈物貯槽 ５・・・・貯槽 ６・・・・アルコール系溶剤供給ポンプ ７・・・・循環兼製品移送ポンプ ８・・・・製品抜出口 ９・・・・循環経路 １００・・混合装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 房男 東京都墨田区本所１丁目３番７号 ライオ ン株式会社内 (72)発明者 田中 嘉郎 東京都墨田区本所１丁目３番７号 ライオ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC52 BB14 BC10 BD81 4L033 AB04 AC02 BA11 BA29 BA85

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、アルカノールアミンエステ
   ル及びジアルキル硫酸を無溶媒で反応させることによ
   り、式（１）、式（２）及び式（３）の少なくともいず
   れかで表される第４級アンモニウムアルキル硫酸塩を得
   た後、アルコール系溶剤を配合することにより、前記第
   ４級アンモニウムアルキル硫酸塩の希釈物を得るカチオ
   ン性界面活性剤の製造方法であって、前記希釈物の温度
   を、前記アルコール系溶剤を配合する前の、前記第４級
   アンモニウムアルキル硫酸塩の凝固点より高くすること
   を特徴とするカチオン性界面活性剤の製造方法。 式（１） 【化１】 式（２） 【化２】 式（１）及び（２）において、ｎは１又は２の数であ
   る。Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、各々独立に、−ＯＣＯＲ_５
   基及び−ＯＨ基の少なくともいずれかであり、同一分子
   内に少なくとも−ＯＣＯＲ_５基を一つ有する。Ｒ_５は、
   炭素数７〜２３のアルキル基及びアルケニル基の少なく
   ともいずれかである。 式（３） 【化３】 式（３）において、ｎは１又は２の数である。Ｒ_４及び
   Ｒ_５は、メチル基及びエチル基の少なくともいずれかで
   ある。Ｒ_６及びＲ_７は、炭素数７〜２３のアルキル基及
   びアルケニル基の少なくともいずれかである。
2. 【請求項２】 アルコール系溶剤の配合が、せん断力を
   利用する混合器により連続して行われる請求項１に記載
   のカチオン性界面活性剤の製造方法。
3. 【請求項３】 混合器が、駆動部の回転によるせん断力
   を利用するホモミキサー、渦巻ポンプ、及び、分割・反
   転機能を備えた管型混合器の少なくともいずれかである
   請求項２に記載のカチオン性界面活性剤の製造方法。
4. 【請求項４】 アルコール系溶剤が、エタノール、及
   び、イソプロパノールの少なくともいずれかである請求
   項１から３のいずれかに記載のカチオン性界面活性剤の
   製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
   カチオン性界面活性剤の製造方法により得られたことを
   特徴とするカチオン性界面活性剤。