JP2015505585A - 繊維柔軟仕上げ剤活性組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、低温で分散性を促進する特殊な特性を有するエステルクアットの存在によって特徴付けられた組成物に関する。前記エステルクアットの重要な特性の中には、６５〜８５のヨウ素価ならびにモノエステル３３〜３８％、ジエステル５２〜５５％およびトリエステル７〜１２％の分布が含まれる。

Description

発明の分野
本発明は、３０℃またはそれ未満の温度で良好な分散性を有するエステルクアット組成物に関する。この組成物は、洗濯手順で使用するための繊維柔軟仕上げ剤の形成において特別な価値があるべきである。

発明の背景
１分子当たり平均で２つの脂肪酸部分でエステル化されたアルカノールアミンの第四級アンモニウム塩（一般に、エステルクアットと呼称される）は、繊維柔軟仕上げ剤として広く使用されている。前記化合物の使用にともなう１つの問題は、当該化合物が約４０℃未満の温度で水または水性分散液中に分散させるのが典型的に困難であることである。このことは、配合物の調製をよりいっそう困難かつ高価にする。

エステルクアットの分散性の問題に対処するための１つの試みが、Ｇａｌｌｏｔｔｉら（ＷＯ ２００８／００３４５４）によって為された。この参考文献には、繊維柔軟仕上げ剤中に使用することができかつ低温処理における使用に殊に適している、濃縮されたエステルクアット組成物が開示されている。この組成物は、（ａ）エステルクアット化合物、詳述すれば、ジ（エチルエステル）ジメチルアンモニウムクロリド（ＤＥＥＤＭＡＣ）型、（ｂ）有機溶剤、（ｃ）水および（ｄ）安定剤を含有する。

米国特許第５８３０８４５号明細書には、周囲温度で製造されうる、濃縮された水性繊維柔軟仕上げ剤組成物が開示されている。記載された活性物質は、８０超のヨウ素価を有する脂肪酸アルキル部分をもっている。一般に、組成物は、１０質量％を上回るポリ不飽和含量および２０質量％を下回るモノエステルクアット含量を有する。

欧州特許出願公開第１５８４６７４号明細書Ａ１には、より低い温度で繊維柔軟仕上げ剤の製造に使用しうることが示唆されているエステルクアット濃縮物が開示されている。この組成物は、（ａ）エステルクアット化合物、（ｂ）有機溶剤、（ｃ）水および（ｄ）ｐＨ調整剤を含有する。この参考文献は、水が低温での分散性に対して本質的であることを示唆している。

ＷＯ ９７／４２２７９には、繊維柔軟仕上げ剤の製造に使用されるトリエタノールアミンエステルクアット濃縮物が開示されている。この組成物は、第四級アンモニウム塩の全体量に対して、ジエステルクアットを５５質量％超およびトリエステルクアットを２５質量％未満含有する。水性繊維柔軟仕上げ剤を製造するための水中での前記エステルクアット濃縮物の分散は、４５〜６０℃への水の予熱を必要とする。

それまで為されてきた努力にもかかわらず、低い温度で水または水溶液中に簡単に分散させることができかつ繊維柔軟仕上げ剤として効果的に作用する能力を維持する、改善されたエステルクアット組成物がそれでもなお必要とされる。

発明の要約
本発明は、低い温度で良好な分散性を有するエステルクアットを含有する組成物に関するものである。この組成物は、洗濯処理において繊維柔軟仕上げ剤として使用されうる。

前記組成物の第１の視点において、本発明は、式（Ｉ）：

〔式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、水素または基Ｃ（Ｏ）Ｒ⁵であり、
Ｒ⁵は、１１〜２１個の炭素原子を有するアルキル基またはアルケニル基であり、
Ａ^-は、繊維柔軟仕上げ剤に相溶性のアニオンであり、
Ｒ⁴は、メチルまたはエチルである〕の１つ以上のエステルクアットを含有する繊維柔軟仕上げ剤活性組成物に関する。

繊維柔軟仕上げ剤に相溶性のアニオンＡ^-は、好ましくはメチルスルフェートまたはエチルスルフェート、最も好ましくはメチルスルフェートである。基Ｒ⁴は、好ましくはメチルである。

規格化された質量パーセント基準で、エステルクアットの３３〜３８％は、モノエステルであり、すなわちＲ¹は、Ｃ（Ｏ）Ｒ⁵でありかつＲ²およびＲ³は、水素であり、５２〜５５％は、ジエステルであり、すなわちＲ¹およびＲ²は、Ｃ（Ｏ）Ｒ⁵基でありかつＲ³は、水素であり、および７〜１２％は、トリエステルであり、すなわちＲ¹、Ｒ²およびＲ³は、基Ｃ（Ｏ）Ｒ⁵である。規格化された質量パーセント基準は、モノエステル、ジエステルおよびトリエステルの質量の総和である。

Ｒ⁵基は、純脂肪酸Ｒ⁵ＣＯＯＨまたは式Ｒ⁵ＣＯＯＨの脂肪酸の混合物に由来することができ、上記式中、Ｒ⁵は、分枝鎖状または非分枝鎖状アルキル基またはアルケニル基であり、好ましくは、非分枝鎖状である。適当な飽和脂肪酸の例は、パルミチン酸およびステアリン酸である。適当なモノ不飽和脂肪酸の例は、オレイン酸およびパルミトレイン酸である。また、式（Ｉ）中の基Ｒ⁵のアルキル鎖またはアルケニル鎖が炭素原子数１５〜１７の平均鎖長を有することは、好ましい。この平均鎖長は、脂肪酸の混合物中の個々の脂肪酸の質量分率に基づいて算出される。分枝鎖状脂肪酸については、炭素原子の最も長い連続した鎖を鎖長と呼ぶ。

遊離脂肪酸Ｒ⁵ＣＯＯＨに対して算出した、Ｒ⁵基のヨウ素価は、６５〜８５、好ましくは６５〜７５、最も好ましくは約７０である。ヨウ素価は、エステル化された脂肪酸炭素鎖の不飽和度の判断基準、すなわち脂肪酸１００ｇの二重結合の反応によって消費された、グラムでのヨウ素量である。ヨウ素価は、ＩＳＯ ３９６１の方法によって測定されうる。Ｒ⁵基は、好ましくは１０％未満のポリ不飽和レベルを有する。本明細書中に記載された、Ｒ⁵基のヨウ素価の範囲は、３０℃未満の温度での流動性および分散性、ならびに良好な柔軟化性能を提供する。モノエステル含量の範囲とヨウ素価との組合せは、特に重要である。６５〜８５、殊に６５〜７５のヨウ素価の範囲において、約３３質量％未満のモノエステル値は、本明細書中に記載された手順で有利に使用するためには粘稠すぎかつ一般にペースト様構造と想定される組成物を生じる傾向にある。ジエステル値が実質的に５５質量％を超えて増加すると、約３０℃未満の温度での分散性は、減少する傾向にある。

好ましくは、Ｒ⁵アルケニル基の不飽和結合のシス対トランス比は、１２未満：１、より好ましくは５：１〜９：１である。

前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物は、アルコール系溶剤、例えばエタノール、２−プロパノール、グリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、またはエチレングリコールのＣ₁〜Ｃ₄アルキルモノエーテルを１０〜２５％含有すべきである。

１５℃を上回りかつ少なくとも２５℃までの温度で、前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物は、透明な液体の形である。

式（Ｉ）によるエステルクアットは、好ましくは、繊維柔軟仕上げ剤活性組成物中に５０％を上回るレベルで存在すべきである。前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物は、織物類の洗濯に使用されうる、水性繊維柔軟仕上げ剤を形成するために、水および他の成分と組み合わせて使用されてよい。

液体の水性繊維柔軟仕上げ剤組成物は、上記の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を水または水溶液と０〜３０℃、好ましくは５〜２５℃、より好ましくは１５〜２５℃の温度で混合することによって製造されうる。混合後、水性繊維柔軟仕上げ剤組成物は、典型的には、式Ｉによるエステルクアットを２〜３０質量％有するであろう。前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物または水溶液は、任意に、添加剤、例えば粘度調整剤、防腐剤または増粘剤を含んでいてもよい。芳香性の水性繊維柔軟仕上げ剤は、香料を繊維柔軟仕上げ剤活性組成物中に入れて、これを水溶液と上記手段に従って混合するかまたは同時に繊維柔軟仕上げ剤活性組成物および香料を水または水溶液と混合することによって製造されうる。

繊維柔軟仕上げ剤として、本明細書中に記載されたエステルクアット組成物は、液体の水性繊維柔軟仕上げ剤組成物として洗濯機のすすぎ洗いサイクルにおいて使用されうるか、または織物類が回転ドラム式乾燥機で乾燥される時に添加されて乾燥機により活性化される組成物として使用されうる。後者の場合、繊維柔軟仕上げ剤は、一般に、本明細書中に記載された繊維柔軟仕上げ剤活性組成物の水性分散液で含浸された不織布材料の基材から構成された乾燥機用シートの形であろう。基材のシートの例は、セルロース繊維または合成繊維、特にポリエステル繊維、ナイロン繊維またはポリプロピレン繊維を含むが、しかし、これに限定されるものではない。

発明の説明
繊維柔軟仕上げ剤活性組成物の製造
本発明のエステルクアットは、トリエタノールアミンを遊離脂肪酸またはトリグリセリドで、任意に溶剤または触媒の存在下にエステル化することによって製造されうる。１．４０：１〜１．７０：１、好ましくは１．４５：１〜１．６０：１の脂肪酸対アミンのモル比が使用されうる。この反応は、９０〜２２０℃の温度で実施されうる。脂肪酸対アミンの最も好ましいモル比は、１．５０：１である。この反応は、約８０℃未満の温度に冷却することによって停止されうる。水は、任意に減圧することにより、前記反応混合物からの蒸留によって除去されてよい。

平均的な脂肪酸の鎖長およびヨウ素価は、良好な性能と良好な分散性との組合せを５〜３０℃の温度で達成するために重要である。エステル化に使用される脂肪酸は、炭素原子数１２〜２２の平均鎖長および６５〜８５、好ましくは６５〜７５のヨウ素価を有するべきである。前記脂肪酸は、合成されてもよいし、天然由来原料、例えば獣脂、カノーラ、大豆またはパーム油でもよい。平均鎖長は、前記混合物中の個々の脂肪酸の質量分率に基づいて算出される。必要とされるヨウ素価は、既に望ましい値を有する天然由来の脂肪酸混合物を用いることにより、様々なヨウ素価の組成物を混合することによって得ることができるか、または脂肪酸混合物またはより高いヨウ素価のトリグリセリド混合物を部分水素化することによって得ることができる。不飽和脂肪酸部分の二重結合のシストランス比は、好ましくは、５：１〜９：１である。

第２の工程において、トリエタノールアミン脂肪酸エステルは、適当な四級化試薬、例えばジメチルスルフェートで四級化される。四級化試薬対アミンのモル比率は、一般に、０．９０〜０．９７であるべきであり、および反応は、反応混合物の全アミン価が１〜８ｍｇ ＫＯＨ／ｇの範囲内になるまで、６０〜１００℃の温度で実施されるべきである。全アミン価は、米国油脂化学協会の方法Ｔｆ ２ａ−６４に従って、過塩素酸での非水滴定によって測定されかつ試料１ｇ当たりのＫＯＨのｍｇ数として算出される。

アルコール性溶剤は、上記された四級化反応中または四級化反応後に添加され、そのため最終的なエステルクアット活性組成物は、溶剤を１０〜２５質量％有する。

水性繊維柔軟仕上げ剤の製造
洗濯手順で使用されうる水性繊維柔軟仕上げ剤組成物を形成させるために、上記された繊維柔軟仕上げ剤活性組成物は、水または水溶液と混合される。効果的な混合は、５〜３０℃で、好ましくは５〜２５℃で、より好ましくは１５〜２５℃で行なうことができる。混合は、低い剪断条件下で、分散を促進する任意の他の薬剤の不在下で行なうことができる。この結果、混合が行われる温度で、例えば１５〜２０℃で液体の分散が形成されるであろう。繊維柔軟仕上げ剤活性組成物とは異なり、生じる水性繊維柔軟仕上げ剤組成物は、一般に不透明である。水性組成物に添加されうる他の成分は、芳香剤、保存剤、増粘剤、染料および蛍光増白剤を含むが、しかし、これに限定されるものではない。

水性繊維柔軟仕上げ剤の使用
本明細書中に記載された組成物は、広く多様な洗浄手順で使用されうるが、しかし、当該組成物は織物類の選択手順において特別な価値をもつであろうと考えられている。典型的には、この洗浄操作は、洗剤を用いて汚れが除去される初期段階を含み、そして適用された洗剤が除去されるすすぎ洗い手順が続く。後者のすすぎ洗い段階において、本明細書中に記載された組成物が普通に使用される。

乾燥機により活性化される繊維柔軟仕上げ剤シートの製造
上記された繊維柔軟仕上げ剤活性組成物は、水または水溶液と混合され、回転ドラム式乾燥機中での使用に適した乾燥機により活性化されるシートを製造するために、不織布の基材に適用されうる。当該乾燥機により活性化されるシートは、繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を水と混合して水性分散液を形成させ、その後に基材と接触させるかまたは基材に塗布することによって製造される。この水性分散液は、任意に、不燃性溶剤、補助界面活性剤、防腐剤、粘度調整剤および芳香剤を含めて、さらなる成分を含有することができるが、しかし、これらに限定されるものではない。

乾燥機により活性化される繊維柔軟仕上げ剤シートの使用
上記された乾燥機により活性化されるシートは、回転ドラム式乾燥機中での乾燥サイクル中の選択手順およびすすぎ洗い手順の後に使用されうる。この乾燥機用シートは、スチームランドリーに加えて、回転ドラム式乾燥機に添加される。乾燥サイクル中に、柔軟化効果および静電防止効果を備えさせることに加えて任意に芳香剤およびさらなる活性成分を引き渡すために、前記組成物は、織物類に分配される。

本発明は、次の限定のない例を挙げてわかりやすく説明される。

例
全ての例は、トリエタノールアミンを脂肪酸でエステル化し、そしてジメチルスルフェートでの四級化を続けることによって製造された、トリエタノールアミンエステルクアット繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を用いて実施された。この繊維柔軟仕上げ剤活性組成物は、別記しない限り、エタノールを溶剤として含有した。脂肪酸、そのヨウ素価およびポリ不飽和脂肪酸の画分、ならびにＴＥＡエステルクアットの製造に使用された、脂肪酸（ＦＡ）対トリエタノールアミン（ＴＥＡ）のモル比は、第１表中に記載されている。アルコール含量、ＮＭＲによって測定された、モノエステルクアット（ＭＥＱ）、ジエステルクアット（ＤＥＱ）およびトリエステルクアット（ＴＥＱ）の標準化された含量、ならびに繊維柔軟仕上げ剤活性組成物の外観は、第２表中に記載されている。オレイン酸５０質量％と獣脂脂肪酸５０質量％との混合物は、約７のオレフィン結合のシス対トランス比率を有していた。

ペーストまたは固体の生成物を有する、高温（４０〜６０℃）での繊維柔軟仕上げ剤配合物（比較例）
脱イオン水を５０℃に加熱し、かつオーバーヘッドミキサーを用いて５００ｍｉｎ^-1で攪拌する。溶融状態で５０℃へ予熱された繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を、ゆっくりと安定したやり方で添加する。規定された渦を維持するために必要に応じて、２５％の活性溶液としての塩化カルシウムを添加する。繊維柔軟仕上げ剤活性組成物の添加が完結したら直ちに、この分散液を５０℃で１０分間、５００ｍｉｎ^-1で攪拌し、次に攪拌しながら冷却させる。冷却時間中に粘度を制御するために必要に応じて、塩化カルシウムを添加する。３０℃に到達した時点で、任意の成分、例えば芳香剤、増粘剤および防腐剤を添加することができ、そして１０分間のさらなる混合時間を続けることができる。粘度の最終的な調整は、塩化カルシウム溶液を添加することによって行なわれる。

液体製品を用いる低い温度（２０〜３０℃）での繊維柔軟仕上げ剤配合物
脱イオン水を２５℃に平衡を保ち、かつオーバーヘッドミキサーを用いて５００ｍｉｎ^-1で攪拌する。２５℃に平衡が保たれた、繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を、ゆっくりと安定したやり方で添加する。規定された渦を維持するために必要に応じて、２５％の活性溶液としての塩化カルシウムを添加する。この繊維柔軟仕上げ剤活性組成物の添加が完結したら直ちに、この分散液を２５℃で１０分間、５００ｍｉｎ^-1で攪拌する。混合した後、任意の成分、例えば芳香剤、増粘剤および防腐剤を添加することができ、そして１０分間のさらなる混合時間を続けることができる。粘度の最終的な調整は、塩化カルシウム溶液を添加することによって行なわれる。

第３表には、規定された分散液の温度および繊維柔軟仕上げ剤活性組成物含量を用いて、前記繊維柔軟仕上げ剤配合物の手順に引き続いて製品Ａ〜Ｌを用いて得られた結果がまとめられている。全ての繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を添加する前に、前記混合物がゲル化された場合には、目標値として示された活性含量を達成することができなかった。

本明細書中に引用された全ての参考文献の開示内容は、全体的に参照のために本明細書に援用される。今や、本明細書中に記載された全ての記載内容は、本発明の精神または本明細書の範囲、または本明細書のいずれの実施態様にも影響を及ぼすことなく、条件、パラメーター等の広く等価の範囲内で本発明を実施することができるものと、当業者であれば、解釈するであろう。

Claims (24)

1. ａ）式（Ｉ）：
   

   

   〔式中、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、水素または基Ｃ（Ｏ）Ｒ⁵であり、
   Ｒ⁵は、１１〜２１個の炭素原子を有するアルキル基またはアルケニル基であり、
   Ａ^-は、繊維柔軟仕上げ剤に相溶性のアニオンであり、
   Ｒ⁴は、メチルまたはエチルであり、
   および
   ｉ）規格化された質量％基準で、エステルクアットの３３〜３８％は、モノエステルであり、エステルクアットの５２〜５５％は、ジエステルであり、およびエステルクアットの７〜１２％は、トリエステルであり、および
   ｉｉ）Ｒ⁵基は、６５〜８５の、遊離脂肪酸Ｒ⁵ＣＯＯＨに対して算出したヨウ素価を有し、およびＲ⁵基の不飽和結合のシス対トランス比は、１２未満：１である〕のエステルクアット、および
   ｂ）アルコール性溶剤１０〜２５質量％を含有する繊維柔軟仕上げ剤活性組成物であって、
   １５℃を上回りかつ少なくとも２５℃までの温度で前記組成物が透明な液体の形である、前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
2. ヨウ素価が６５〜７５である、請求項１記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
3. 不飽和結合のシス対トランス比が５：１〜９：１である、請求項１または２記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
4. Ｒ⁵基が１０％未満のポリ不飽和レベルを有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
5. 前記エステルクアット中のＲ⁵基の平均鎖長は、炭素原子数が１５〜１７である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
6. 前記アルコール性溶剤がエタノールまたは２−プロパノールである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
7. 前記アルコール性溶剤がエチレングリコールのＣ₁〜Ｃ₄アルキルモノエーテルである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
8. 前記アルコール性溶剤がエチレングリコール、プロピレングリコールまたはジプロピレングリコールである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
9. 式（Ｉ）によるエステルクアットが少なくとも５０質量％のレベルで存在する、請求項１から８までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
10. 不飽和結合のシス対トランス比が５：１〜９：１である、請求項４から９までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物。
11. 水性繊維柔軟仕上げ剤組成物であって、当該水性繊維柔軟仕上げ剤組成物が請求項１から１０までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物および式（Ｉ）のエステルクアットが２〜３０質量％で存在するために十分な水を含有する、前記水性繊維柔軟仕上げ剤組成物。
12. さらに粘度調整剤、防腐剤、増粘剤または香料を含む、請求項１１記載の水性繊維柔軟仕上げ剤組成物。
13. 請求項１１記載の水性繊維柔軟仕上げ剤組成物の製造法であって、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を水または水溶液と５〜３０℃の温度で混合することを含む、前記方法。
14. 前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物と前記の水または水溶液とを５〜２５℃で混合する、請求項１３記載の方法。
15. 前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物と前記の水または水溶液とを１５〜２５℃で混合する、請求項１３記載の方法。
16. 織物類の洗浄法であって、前記織物類を請求項１１記載の水性繊維柔軟仕上げ剤組成物と接触させる工程を含む、前記方法。
17. 前記方法が織物類を水性繊維柔軟仕上げ剤組成物と洗濯機中ですすぎ洗いサイクル中に接触させることを含む、請求項１６記載の方法。
18. 芳香性の水性繊維柔軟仕上げ剤を製造する方法であって、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物を香料および水と混合することを含み、この混合を５〜３０℃の温度で実施する、前記方法。
19. 前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物および前記香料を水または水溶液と同時に混合する、請求項１８記載の方法。
20. 前記繊維柔軟仕上げ剤活性組成物と前記香料とを最初に５〜３０℃の温度で混合し、次に水または水溶液と混合する、請求項１８記載の方法。
21. 乾燥機中で使用するための乾燥機により活性化される繊維柔軟仕上げ剤シートであって、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の繊維柔軟仕上げ剤活性組成物の水性分散液で含浸された不織布材料の基材のシートを含む、前記乾燥機により活性化される繊維柔軟仕上げ剤シート。
22. 基材のシートがセルロース繊維または合成繊維から製造されている、請求項２１記載の乾燥機により活性化される繊維柔軟仕上げ剤シート。
23. 基材のシートが、ポリエステル繊維、ナイロン繊維またはポリプロピレン繊維から製造されている、請求項２１記載の乾燥機により活性化される繊維柔軟仕上げ剤シート。
24. 織物類を処理する方法であって、乾燥機中の前記織物類を請求項２１記載の乾燥機により活性化される繊維柔軟仕上げ剤シートの存在下で乾燥させることを含む、前記方法。