JP2006503943A

JP2006503943A - 濃縮界面活性製剤

Info

Publication number: JP2006503943A
Application number: JP2004545845A
Authority: JP
Inventors: ホアキン・ビゴラ・リョサス; ヌリア・ボナストレ・ヒラベルト; クリスティナ・アメラ・コネサ
Original assignee: Cognis Iberia SL
Current assignee: Cognis Iberia SL
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2006-02-02
Also published as: EP1413623A1; ATE362507T1; DE50210167D1; ES2286188T3; EP1413623B1; US20060110354A1; WO2004037963A1

Abstract

（a）両性又は双性イオン性界面活性剤 25〜55 重量％及び（b）アルカリ硫酸塩 0.01〜5 重量％を含み、水及び任意に更なる電解質塩を加えて 100 重量％にした、低粘度の濃縮界面活性製剤を開示する。

Description

本発明は、一般に界面活性物質、特に両性又は双性イオン性界面活性剤、特にベタインの水性製剤、高活性物質濃度であるにも関わらず低いペースト粘度であることを特徴とする水性製剤に関する。

両性又は双性イオン性界面活性剤は、優れた皮膚科学的適合性に加えて、優れた発泡性及び洗浄特性を特徴とする。従って、これらは、洗剤（例えば手洗いの食器洗浄用洗剤）及び化粧品製剤（例えばヘアーシャンプー）の両方の重要な原料として使用されている。この種の化合物において、アルキルベタイン及び好ましくはアルキルアミドベタインは特に重要であり、最も重要な単一製品は間違いなくコカミドプロピルベタイン（例えば Dehyton（登録商標）PK（Cognis 社製）の名称で商業的に入手できる）である。

両性又は双性イオン性界面活性剤は、水性製剤として販売されており、製造業者の関心は、市販濃縮物、即ち製剤中の水の量を最小まで減らすことに向けられている。しかしながら、他成分に依存するが、界面活性物質は、約 40 重量％の値を超えると層状ゲル状相を形成し始めるので、活性物質含有量を随意に増加できないから、水量の減少には限界がある。これに伴う、そして時には貯蔵中にのみ起こる粘度の極端な増加は、製品の運搬又はポンプ輸送を事実上不可能にする。従って、このような製品は、販売に適していない。

これまで、粘度の増加及び貯蔵中のゲル化の問題を解決する試みが少なからず行われてきている。このような試みは、欧州特許公報 EP 0560114 B1（Goldschmidt）で提案されている、任意にグリセロールを伴った遊離脂肪酸の添加をとりわけ包含する。しかしながら、この欠点は、脂肪酸が比較的高価な添加剤であり、続いて製造される全ての最終生成物に有利とは見なされず、測定できるペースト粘度の低下が 1〜1.5 重量％にすぎないということである。また、欧州特許公報 EP 0730572 B1（Cognis）では、ヒドロキシカルボン酸又はその塩、特にクエン酸ナトリウムの添加による粘度の低下を提案している。この場合、少量で十分ではあるが、脂肪酸よりまだ高い値段は、この方法を相対的に魅力のないものにしている。

従って、本発明が解決しようとする課題は、例えば 25〜55 重量％の活性物質濃縮物について、低いブルックフィールド粘度（20 ℃、スピンドル 1、10 r.p.m.）、特に 5,000 mPas 未満であることを特徴とし、貯蔵中にゲル化しない、新規な濃縮水性の両性又は双性イオン性界面活性製剤を提供することである。

本発明は、
（a）両性又は双性イオン性界面活性剤 25〜55 重量％及び
（b）アルカリ金属硫酸塩 0.01〜5 重量％
を含み、水及び任意に更なる電解質塩を 100 重量％になるまで加えた、濃縮低粘度界面活性製剤に関する。

極めて少量のアルカリ金属硫酸塩（特に硫酸ナトリウム）の存在でさえ、製造中の添加及びペーストへの後添加の両方によって、両性又は双性イオン性界面活性剤の高濃縮水性製剤のペースト粘度を低下するために明らかに十分であることが、意外にも見出された。特に、望ましくない緩やかなゲル化までも、確実に防止できる。

適当な両性又は双性イオン性界面活性剤の例は、アルキルベタイン、アルキルアミドベタイン、アミノプロピオネート、アミノグリシネート、イミダゾリニウムベタイン及びスルホベタインである。

適当なアルキルベタインの例は、式（I）：

［式中、R¹ は 6〜22 個の炭素原子を含むアルキル及び／又はアルケニル基であり、R² は水素又は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、R³ は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、q¹ は 1〜6 の数であり、Z はアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属又はアンモニウムである。］
に相当する二級アミン、及び特に三級アミンのカルボキシアルキル化生成物である。典型例は、ヘキシルメチルアミン、ヘキシルジメチルアミン、オクチルジメチルアミン、デシルジメチルアミン、ドデシルメチルアミン、ドデシルジメチルアミン、ドデシルエチルメチルアミン、C_12/14 ヤシ油アルキルジメチルアミン、ミリスチルジメチルアミン、セチルジメチルアミン、ステアリルジメチルアミン、ステアリルエチルメチルアミン、オレイルジメチルアミン、C_16/18 獣脂アルキルジメチルアミン及びこれらの工業用混合物のカルボキシメチル化生成物である。

また適当なのは、式（II）：

［式中、R⁴CO は 6〜22 個の炭素原子及び 0〜3 個の二重結合を含む脂肪族アシル基であり、R⁵ は水素又は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、R⁶ は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、q² は 1〜6 の数であり、q³ は 1〜3 の数であり、Z はアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属又はアンモニウムである。］
に相当するアミドアミンのカルボキシアルキル化生成物である。典型例は、6〜22 個の炭素原子を含む脂肪酸（即ち、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、ペトロセリン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキン酸、ガドレイン酸、ベヘン酸、エルカ酸）及びこれらの工業用混合物と、N,N-ジメチルアミノエチルアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、N,N-ジエチルアミノエチルアミン及び N,N-ジエチルアミノプロピルアミンとの反応生成物であり、クロロ酢酸ナトリウムで縮合される。クロロ酢酸ナトリウムによる C_8/18-ヤシ油脂肪酸-N,N-ジメチルアミノプロピルアミンの縮合生成物が、好ましく使用される。

イミダゾリニウムベタインも使用され得る。この化合物は、例えば 1 又は 2 モルの脂肪酸と多官能性アミン（例えばアミノエチルエタノールアミン（AEEA）又はジエチレントリアミン）との環化縮合によって得られる既知の化合物である。対応するカルボキシアルキル化生成物は、異なった開鎖ベタインの混合物である。典型例は、上記脂肪酸と AEEA との縮合生成物であり、好ましくは、ラウリン酸又は（先と同様に） C_12/14 ヤシ油脂肪酸ベースのイミダゾリンであり、続いてクロロ酢酸ナトリウムでベタイン化される。

アルカリ金属硫酸塩
アルカリ金属硫酸塩は、典型的な無機塩であり、例えば、硫酸カリウム又は硫酸ナトリウム及びこれらの混合物である。値段及び入手の容易さから、硫酸ナトリウムの使用が好ましい。

製剤
本発明の界面活性製剤は、両性又は双性イオン性界面活性剤の水含有ペーストであると理解される。特に、それらは他の界面活性物質を含まないが、その製法から、電解質塩（とりわけ塩化ナトリウム）、未反応出発物質及び任意に少量の遊離脂肪酸又はそれらの塩を含む。製剤は、アルカリ性又は酸性であり得、それらは一般に 6〜9 又は 1〜6 の pH を有する。両性又は双性イオン性界面活性剤の含有量は、「活性物質含有量」と称され、製剤に基づいて 25〜55 重量％の範囲、一般的には 35〜45 重量％の範囲である。一方、アルカリ金属硫酸塩の含有量は、製剤に基づいて 0.01〜5 重量％、好ましくは 0.1〜3 重量％、より好ましくは 0.5〜1 重量％である。他成分（製剤の界面活性特性に寄与しない）、特に電解質塩（例えば塩化ナトリウム）の量は、一般に 5〜10 重量％である。これにより、一般的な水含有量は、約 35〜約 60 重量％、より好ましくは 40〜50 重量％となる。このような製剤のブルックフィールド粘度（RVT 粘度計により、20 ℃、スピンドル 1、10 r.p.m. で測定）は、5,000 mPas 未満、好ましくは 1,000〜2,500 mPas の範囲である。

製造方法
本発明の著しい利点は、アルカリ金属硫酸塩を、製造中及び製造後のいずれでも添加できることである。製造後の添加は、ペースト粘度を非常に厳密な値に調整しなければならない場合に好ましい。従って、本発明は、脂肪アミン又は脂肪酸アミノアミドを、アルカリ金属硫酸塩の存在下、ハロカルボン酸又はそのアルカリ金属塩で既知の方法によりベタイン化することを特徴とする、濃縮低粘度界面活性製剤の製造方法にも関する。ベタイン化反応に関する限り、上記で引用した従来技術刊行物の開示を本質的に参照できるので、ここで詳細に繰り返す必要が無い。また、本発明は、アルカリ金属硫酸塩を、アルキルベタイン及び／又はアルキルアミドベタインの水含有ペーストに添加することを特徴とする、濃縮低粘度界面活性製剤を製造する第二の方法に関する。上記したように、アルカリ金属硫酸塩の量は、最終製剤中のそれらの含有量が 0.01〜5 重量％、好ましくは 0.1〜3 重量％、より好ましくは 0.5〜1 重量％となるように予め計算される。

産業上の応用例
アルカリ金属硫酸塩、特に硫酸ナトリウムの添加は、非常に少量でさえ、高濃縮（例えば活性物質に基づいて 35〜45 重量％）のアルキルベタイン又はアルキルアミドベタインペーストの粘度を、それらを容易にポンプ輸送及び運搬できる程度にまで低下するのに、非常に適している。アルカリ金属硫酸塩を、製造工程の間又は後のいずれにおいて添加しても問題ではない。従って、本発明は、両性又は双性イオン性界面活性剤の濃縮水性製剤の粘度を低下させるための、アルカリ金属硫酸塩の使用にも関し、その添加量は製剤に基づいて 0.01〜5 重量％、好ましくは 0.1〜3 重量％、より好ましくは 0.5〜1 重量％である。このようにして得られた濃縮物は、例えば手洗いの食器洗浄用洗剤又はヘアーシャンプー製品に適当であり、それら製品中に例えば 1〜15 重量％、好ましくは 3〜8 重量％の量で存在し得る。

比較例 C1
水素化ヤシ油脂肪酸 1083 g（5.3 mol）及び N,N-ジメチルアミノプロピルアミン 552 g（5.4 mol）を、温度計、冷却器、水分離器、窒素注入パイプ及び攪拌機を備えた 2 リットル四ツ口フラスコに導入し、窒素下、180 ℃で加熱した。縮合生成水を、反応器から連続的に除去した。混合物の酸価が 5 未満になるまで、反応を続けた。次いで、過剰アミンを減圧により除去した。この方法により、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミン 1500 g を得、水で活性物質濃度 45 重量％に調製した。この製剤は、事実上固体であった。

実施例 1
ヤシ油脂肪酸と N,N-ジメチルアミノプロピルアミンとの反応を、硫酸ナトリウム 7.5 g（最終組成物に基づいて 0.5 重量％に相当）の存在下に行った以外は、比較例１を繰り返した。先と同様に混合物を水で活性物質濃度 45 重量％に調整したところ、ブルックフィールド粘度（20 ℃、スピンドル 1、10 r.p.m.）は 4,500 mPas であった。

実施例 2 及び 3、並びに比較例 C2
活性物質濃度 45 重量％のコカミドプロピルベタイン（Dehyton（登録商標） PK, Cognis 社製）の水性製剤に、硫酸ナトリウム 0.5 重量％及び 1 重量％の量を、後添加した。次いで、ペーストの外観及び粘度を 5、10、15 及び 25 ℃で測定した。その結果を表１に示す。

Claims

（a）両性又は双性イオン性界面活性剤 25〜55 重量％及び
（b）アルカリ金属硫酸塩 0.01〜5 重量％
を含み、水及び任意に更なる電解質塩を 100 重量％になるまで加えた、濃縮低粘度界面活性製剤。
製剤が、アルキルベタイン、アルキルアミドベタイン、アミノプロピオネート、アミノグリシネート、イミダゾリニウムベタイン及びスルホベタインからなる群から選ばれる両性又は双性イオン性界面活性剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の製剤。
製剤が、式（I）：

［式中、R¹ は 6〜22 個の炭素原子を含むアルキル及び／又はアルケニル基であり、R² は水素又は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、R³ は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、q¹ は 1〜6 の数であり、Z はアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属又はアンモニウムである。］
に相当するアルキルベタインを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の製剤。
製剤が、式（II）：

［式中、R⁴CO は 6〜22 個の炭素原子及び 0〜3 個の二重結合を含む脂肪族アシル基であり、R⁵ は水素又は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、R⁶ は 1〜4 個の炭素原子を含むアルキル基であり、q² は 1〜6 の数であり、q³ は 1〜3 の数であり、Z はアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属又はアンモニウムである。］
に相当するアルキルアミドベタインを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の製剤。
製剤が硫酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の製剤。
製剤が 6〜9 の pH を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の製剤。
製剤が 1〜6 の pH を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の製剤。
製剤が、RVT 粘度計（20 ℃、スピンドル 1、10 r.p.m.）による測定で 5,000 mPas 未満のブルックフィールド粘度を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の製剤。
脂肪アミン又は脂肪酸アミノアミドを、アルカリ金属硫酸塩の存在下、ハロカルボン酸又はそのアルカリ金属塩でベタイン化することを特徴とする、濃縮低粘度界面活性製剤の製造方法。
アルカリ金属硫酸塩を、アルキルベタイン及び／又はアルキルアミドベタインの水含有ペーストに添加することを特徴とする、濃縮低粘度界面活性製剤の製造方法。
両性又は双性イオン性界面活性剤の濃縮水性製剤の粘度を低下させるための、アルカリ金属硫酸塩の使用。