JP2017534775A - 布地柔軟剤活性組成物 - Google Patents

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Abstract

布地柔軟剤活性組成物であって、成分Aとして、1.5〜1.99というアミン部分に対する脂肪酸部分のモル比、炭素原子16〜18個の脂肪酸部分の平均鎖長、及び脂肪酸部分のヨウ素価0.5〜50(遊離脂肪酸について計算)を有するビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル少なくとも50質量%を、成分Bとして、成分Aと同じ脂肪酸部分を有する(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルを含有し、ここで成分Aに対する成分Bのモル比は0.05〜0.20である。

Description

本発明は、高い柔軟化性能を有し、良好な貯蔵安定性及び高い粘度を有する水性調製物を提供する布地柔軟剤活性組成物に関する。
2つの疎水性長鎖炭化水素部分を有する第四級アンモニウム塩は、布地柔軟剤活性物質として幅広く使用されてきた。1分子あたり平均で2つの脂肪酸部分により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(一般的にエステルクアットと称される)は、その生分解性を理由として、それ以前のアルキル第四級アンモニウム化合物に大きく取って代わってきた。
すすぎサイクル柔軟剤製品において使用するために、柔軟剤活性組成物は、以下のように幾つかの、時に相容れない要求を満たす必要がある:
・柔軟な手触り及び布地の再湿潤性に関する高い柔軟化性能、及び
・高い分散粘度を有する水性分散液における良好な貯蔵安定性。
非常に幅広く工業的に使用されており、かつ今日では柔軟化性能についてスタンダードであるエステルクアットは、メチルトリエタノールアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸ジエステル、及びジメチルジエタノールアンモニウムクロリド脂肪酸ジエステルである。しかしながら、これらの布地柔軟剤活性物質の水性分散液は安定性が制限されており、そのような水性分散液の貯蔵性を40℃超の温度で上げると、たいていは、分散粘度において不所望な上昇がもたらされるか、又は柔軟剤活性物質の沈殿がもたらされうる。さらに、これらの布地柔軟剤活性物質は、その融点及び溶融粘度が高いこと、並びに布地柔軟剤活性物質の熱安定性及び加水分解安定性が制限されていることを理由として、溶媒の添加なしには取り扱うことも加工して水性分散液にすることもできない。したがって、これらは通常、5〜15質量%の含分のエタノール又はイソプロパノールとともに導入及び加工されるが、これは前記溶媒の揮発性及び可燃性のためにさらなる注意を要する。
欧州特許出願公開第0293955号明細書(EP0293955A2)及び欧州特許出願公開第0302567号明細書(EP0302567A2)には、貯蔵安定性が高く、貯蔵における粘度変化が僅かである水性布地柔軟剤分散液、及びそのような分散液の製造方法が開示されている。これらの組成物は、布地柔軟剤活性物質としてのビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジアルキルアンモニウム塩脂肪酸ジエステルをサブマイクロメートルの粒子の形態で含有する。しかしながら、これらの分散液を製造するには、布地柔軟剤活性物質を5〜50質量%のC〜C一価アルコールと混合して処理する必要がある。その例では、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムクロリドパルミチン酸ジエステルが布地柔軟剤活性物質として使用されており、イソプロパノールが溶媒として使用されている。
独国特許発明第2430140号明細書(DE2430140C3)には、液状の布地柔軟剤活性物質を提供するためのビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジアルキルアンモニウム塩脂肪酸ジエステルが開示されている。例2では、炭素原子19〜20個の平均鎖長を有し、かつ不飽和脂肪酸部分を90質量%含有する脂肪酸のビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン脂肪酸ジエステルとジメチルスルフェートを1:1のモル比で反応させることによる、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸ジエステルの製造が開示されている。
欧州特許出願公開第1018541号明細書(EP1018541A1)には、エステルクアット、及びアルコキシル化されたフェノール、又は分枝鎖状のC3〜C6アルコール溶媒を含有する透明な布地柔軟剤組成物が開示されている。例6では、1.8というアミン部分に対する脂肪酸部分のモル比を有し、炭素原子18個の平均鎖長及び約150のヨウ素価を有する脂肪酸から誘導されたビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルを含有する組成物が開示されている。この組成物を場合、エステルクアット活性物質は、[0026]段落に開示されているように、イソプロパノールを10質量%添加することによって処理される。
国際公開第00/06678号(WO00/06678)には、分枝した鎖状アルカノールアミンの不完全にエステル化されたエステルクアットが開示されており、これは低い融点及び高い加水分解安定性を有することがクレームされており、またアルカノールアミンのヒドロキシル基を平均で1つ、エステル化されないままにしておくことを提案している。その例50では、1.26というアミン部分に対する脂肪酸部分のモル比を有し、炭素原子12〜14個の鎖長を有する脂肪酸から誘導されたビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン脂肪酸エステルを四級化することによって製造されたビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルが開示されている。
独国特許出願公開第3608093号明細書(DE3608093A1)には、エステルクアット量の1/70〜1/3の量で2個のアシル基、1個の脂肪酸、又はそれらのアルカリ塩を有するエステルクアットと、エステルクアット量の1/6〜2倍の合計量にある水、グリセロール、及びさらなる有機溶媒の溶媒組み合わせとを含有する濃縮された水性布地柔軟剤組成物が開示されている。その例4では、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェートオレイン酸ジエステルを45質量%、タロー脂肪酸ナトリウム塩を1質量%、水を11.5質量%、グリセロールを11.5質量%、2−プロパノールを17.5質量%、プロピレングリコールを6質量%、及びジプロピレングリコールを3質量%含有する組成物が開示されている。
独国特許発明第2430140号明細書(DE2430140C3)、欧州特許出願公開第1018541号明細書(EP1018541A1)、及び国際公開第00/06678号(WO00/06678)に開示されているエステルクアット活性物質は、低い融点を有するが、脂肪酸部分の不飽和度が高いか、又はモノエステルクアット成分の含分が高いために、柔軟化性能が不十分である。一方で、欧州特許出願公開第302567号明細書(EP302567A2)で開示されたような、不飽和度が低い脂肪酸から製造され、モノエステルクアット含分が低い、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンから誘導された類似するエステルクアットは、必要とされる柔軟化性能をもたらすが、高い融点及び溶融粘度を示さず、したがって取り扱い及び処理するために溶剤の添加を必要とする。
国際公開第2011/120822号(WO2011/120822A1)には、1.5〜1.99というアミン部分に対する脂肪酸部分のモル比、炭素原子16〜18個という脂肪酸部分の平均鎖長、及び0.5〜50という脂肪酸部分のヨウ素価(遊離脂肪酸について計算)、及び脂肪酸0.5〜5質量%を有するビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルを少なくとも50質量%含有する布地柔軟剤活性組成物が開示されている。この布地柔軟剤活性組成物はさらに、少量の(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル、ビス−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル、(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン脂肪酸エステル、及びビス−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン脂肪酸エステルを含有することができる。しかしながら、国際公開第2011/120822号(WO2011/120822A1)には、これら少量の成分が存在することによってもたらされる技術的効果については何も開示されていない。
水性分散液が、同じ脂肪酸部分を含有する特定量の(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルを含有する場合に、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルを基礎とし、特定の鎖長及び特定の飽和度を有する脂肪酸から製造され、かつアミン部分に対する脂肪酸部分の特定のモル比を有する布地柔軟剤活性組成物によって、改善された貯蔵安定性及び向上した粘度を有する水性分散液が提供されることが見出された。
したがって本発明の対象は、1.5〜1.99というアミン部分に対する脂肪酸部分のモル比、炭素原子16〜18個という脂肪酸部分の平均鎖長、及び0.5〜50という脂肪酸部分のヨウ素価(遊離脂肪酸について計算)を有するビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル少なくとも50質量%を成分Aとして、かつ成分Aと同じ脂肪酸部分を有する(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルを成分Bとして含有する布地柔軟剤活性組成物であり、ここで成分Aに対する成分Bのモル比は0.05〜0.20である。
本発明の対象はまたそのような組成物の製造方法でもあり、この製造方法は、(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン及びビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンを0.05〜0.20のモル比で含有する混合物を、炭素原子16〜18個の平均鎖長及び0.5〜50のヨウ素価を有する脂肪酸と、1.51〜2.0というアミンに対する脂肪酸のモル比で、160〜220℃の温度で水を除去しながら、反応混合物の酸価が1〜10mgKOH/gの範囲内になるまで反応させ、さらに反応混合物の全アミン価が1〜8mgKOH/gの範囲内になるまで、0.90〜0.97、好ましくは0.92〜0.95というアミンに対するジメチルスルフェートのモル比でジメチルスルフェートと反応させる工程を含む。
本発明の布地柔軟剤活性組成物は、成分Aとして、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル少なくとも50質量%を含有する。驚くべきことに、メチルスルフェート塩を使用することで、欧州特許出願公開第0293955号明細書(EP0293955A2)及び欧州特許出願公開第0302567号明細書(EP0302567A2)で使用された塩化物塩に比べて、組成物の融点は低くなり、また組成物の水性分散液の加水分解に対する安定性も良好になる。
成分Aは、式(CH(CHCH(CH)OC(=O)R)CHOSO の少なくとも1種のジエステル、及び式(CH(CHCH(CH)OH)(CHCH(CH)OC(=O)R)CHOSO の少なくとも1種のモノエステルの混合物であり、ここでRは、脂肪酸部分RCOOの炭化水素基である。成分Aは、1.5〜1.99、好ましくは1.85〜1.99というアミン部分に対する脂肪酸部分のモル比を有する。高い柔軟化性能及び組成物の低い融点を同時に達成するためには特定のモル比が不可欠である。モル比が1.85〜1.99の範囲にあることによって、アニオン性界面活性剤が存在しない場合、又はそのような界面活性剤の濃度が低い場合に高い柔軟化性能が提供される。したがって、そのようなモル比を有する布地柔軟剤活性組成物は、洗い物の洗濯における適用(すすぎサイクル柔軟剤添加前の洗いの後に洗い物を数回濯ぐこと)で使用することを意図したすすぎサイクル柔軟剤の製造に有用である。モル比が1.5〜1.85未満の範囲にあることによって、アニオン性界面活性剤が存在する場合に良好な柔軟化性能が提供される。したがって、そのようなモル比を有する布地柔軟剤活性組成物は、洗い物の洗濯における適用(洗いに引き続きすぐにすすぎサイクル柔軟剤をすすぎに投入すること)で使用することを意図したすすぎサイクル柔軟剤の製造に有用である。
成分Aの脂肪酸部分は、式RCOOHの脂肪酸混合物から誘導され、ここでRは炭化水素基である。炭化水素基は分枝鎖状であっても、又は非分枝鎖状であってもよく、好ましくは非分枝鎖状である。
脂肪酸部分は、炭素原子16〜18個の平均鎖長及び0.5〜50のヨウ素価(遊離脂肪酸について計算)を有する。平均鎖長は好ましくは、炭素原子16.5〜17.8個である。好ましくは、脂肪酸部分は、ヨウ素価が1.0〜50、より好ましくは2〜50、さらにより好ましくは5〜40、最も好ましくは15〜35である。平均鎖長は、脂肪酸混合物における個々の脂肪酸の質量分率に基づいて計算する。分枝鎖状の脂肪酸について鎖長は、最も長い連続した炭素原子鎖である。ヨウ素価は、脂肪酸100gあたりの二重結合の反応により消費されるヨウ素の量(g)であり、ISO3961の方法により特定する。必要とされる平均鎖長及びヨウ素価を提供するために、飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸の双方を含有する脂肪酸混合物から脂肪酸部分を誘導する。不飽和脂肪酸は、好ましくは一価不飽和脂肪酸である。成分Aは好ましくは、多価不飽和脂肪酸部分を6質量%未満含有する。適した飽和脂肪酸の例は、パルミチン酸及びステアリン酸である。適した一価不飽和脂肪酸の例は、オレイン酸及びエライジン酸である。不飽和脂肪酸部分における二重結合のシス・トランス比は、好ましくは55:45より大きく、より好ましくは65:35より大きい。多価不飽和脂肪酸部分の割合は、選択的接触水素化により削減することができ、これは、−CH=CH−CH−CH=CH−構造における1つの二重結合を選択的に水素化するが、一価不飽和炭化水素基の二重結合は水素化しない水素化である。ここで規定した平均鎖長及びヨウ素価は、高い柔軟化性能及び組成物の低い融点を同時に達成するために不可欠である。平均鎖長が炭素原子16個未満であるか、又はヨウ素価が50超である場合、柔軟化性能が不十分となり得る一方で、平均鎖長が炭素原子18個超である場合、組成物の融点が高くなり過ぎる恐れがある。
脂肪酸部分は、天然由来又は合成由来の脂肪酸から誘導されてよく、好ましくは天然由来の脂肪酸、最も好ましくは植物由来の脂肪酸から誘導される。必要とされるヨウ素価は、すでに先のようなヨウ素価を有する天然由来の脂肪酸混合物、例えばタロー脂肪酸を使用することによって提供することができる。代替的には、より高いヨウ素価を有する脂肪酸混合物又はトリグリセリド混合物を部分的に水素化することによって、必要とされるヨウ素価を提供することができる。さらなる好ましい実施形態では、より高いヨウ素価を有する脂肪酸混合物を飽和脂肪酸混合物と混合することによって、必要とされるヨウ素価を提供する。飽和脂肪酸混合物は、不飽和脂肪酸を含有する脂肪酸混合物を水素化することによって、又は水素化したトリグリセリド混合物、例えば水素化した植物油から得ることが可能である。
本発明の布地柔軟剤活性組成物はさらに成分Bとして、成分Aと同じ脂肪酸部分を有する(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルを含有する。
成分Bは好ましくは、式(CH(CHCH(CH)OC(=O)R)(CH(CH)CHOC(=O)R)CHOSO の少なくとも1種のジエステル、式(CH(CHCH(CH)OH)(CH(CH)CHOC(=O)R)CHOSO の少なくとも1種のモノエステル、及び式(CH(CHCH(CH)OC(=O)R)(CH(CH)CHOH)CHOSO の少なくとも1種のモノエステルの混合物であり、ここでRは、成分Aの場合と同じ脂肪酸部分RCOOの炭化水素基である。
本発明の布地柔軟剤活性組成物は好ましくは、成分A及びBを85〜99質量%の合計量で含有する。
本発明の布地柔軟剤活性組成物はさらに、成分A及びBに加えて脂肪酸を含有することができる。この組成物は好ましくは、脂肪酸を0.5〜5質量%、より好ましくは2〜5質量%含有する。この脂肪酸は、遊離脂肪酸として、又は脂肪酸と四級化されていないビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンエステルとの塩の形態で存在していてもよい。好ましくは、布地柔軟剤活性組成物は、好ましくは天然由来、最も好ましくは植物由来の脂肪酸混合物を含有する。最も好ましくは、成分Aの脂肪酸部分が、組成物中に0.5〜5質量%の量で存在するものと同じ脂肪酸混合物から誘導される。さらなる脂肪酸が存在することによって、水性分散液における貯蔵安定性を損なうことなく組成物の低い融点が提供される。クレームに記載された範囲内で脂肪酸の量を調整することによって、溶媒又は希釈液を何ら使用することなく、低い溶融粘度を有する本発明の組成物を製造することができる。そのような組成物によって、溶媒を含有しない、又は最低限量の溶媒を含有する水性すすぎサイクル柔軟剤分散液の製造が可能となる。
本発明の布地柔軟剤活性組成物は好ましくは、水を2質量%未満、より好ましくは0.5質量%未満含有する。そのような低い水含分を有する組成物によって、溶融状態における貯蔵安定性が改善され、その結果、製品品質を損なうことなく液体として貯蔵及び導入することができる。組成物がそれより多くの水を含有すると、溶融粘度がはるかに高くなり、その結果、水性分散液にすることが困難である。
本発明の布地柔軟剤活性組成物は好ましくは、20℃未満の引火点を有する溶媒を10質量%未満、より好ましくは1質量%未満含有する。
本発明の一実施形態では、本発明の布地柔軟剤活性組成物は、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、並びにエチレングリコール、プロピレングリコール、及びジプロピレングリコールのC1〜C4アルキルモノエーテルから選択される少なくとも1種の溶媒を最大9.9質量%、好ましくは最大5質量%含有する。適したグリコールC1〜C4アルキルモノエーテルの例は、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及びジプロピレングリコールモノブチルエーテルである。この実施形態による組成物には、溶融粘度が低いという利点、及びニュートン性溶融レオロジー(Newtonian melt rheology)に近い、つまり粘度が剪断力によりほぼ変化を示さないという利点がある。
別の実施形態では、本発明の布地柔軟剤活性組成物は、炭素原子10〜14個という脂肪酸部分の平均鎖長、及び0〜15のヨウ素価(遊離脂肪酸について計算)を有する脂肪酸トリグリセリドを2〜8質量%含有する。この実施形態による組成物にはまた、溶融粘度が低いという利点、及びニュートン性溶融レオロジーに近い、つまり粘度が剪断力によりほぼ変化を示さないという利点もある。
好ましい代替的な実施形態では、布地柔軟剤活性組成物中に存在する溶媒の量は5質量%未満、より好ましくは1質量%未満である。さらに、この実施形態による組成物を溶融状態にすると、水性溶媒不含の分散液を提供することができる。
成分A及びB及び任意の溶媒に加えて、本発明の布地柔軟剤活性組成物は、好ましくはさらに、成分Aと同じ脂肪酸部分を含有するビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン脂肪酸エステルを1.5〜10質量%含有することができる。このビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン脂肪酸エステルは好ましくは、式(CH)N(CHCH(CH)OC(=O)R)の少なくとも1種のジエステル、及び式(CH)N(CHCH(CH)OH)(CHCH(CH)OC(=O)R)の少なくとも1種のモノエステルの混合物である。ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン脂肪酸エステルの一部は、布地柔軟剤活性組成物がさらに脂肪酸を含有する場合、塩の形態で存在することができる。そのような塩は、HN(CH)(CHCH(CH)OC(=O)R)RCOO又はHN(CH)(CHCH(CH)OH)(CHCH(CH)OC(=O)R)RCOOという構造である。さらに、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン脂肪酸エステルが規定量で存在することによって、水性分散液における柔軟化性能及び貯蔵安定性を損なうことなく組成物の融点が低下する。この実施形態において組成物はさらに、(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン脂肪酸エステルを含有することができ、これは好ましくは式(CH)N(CHCH(CH)OC(=O)R)(CH(CH)CHOC(=O)R)の少なくとも1種のジエステル、式(CH)N(CHCH(CH)OH)(CH(CH)CHOC(=O)R)の少なくとも1種のモノエステル、及び式(CH)N(CHCH(CH)OC(=O)R)(CH(CH)CHOH)の少なくとも1種のモノエステルの混合物である。
さらに本発明の布地柔軟剤活性組成物はまた、少量のビス−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル及びビス−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン脂肪酸エステルを含有することができる。
本発明の布地柔軟剤活性組成物は、柔軟剤活性物質を第四級アンモニウム塩製造者から消費者製品製造者へと供給すること、及び消費者製品、例えばさらにすすぎサイクル布地柔軟剤又は布地柔軟用ドライヤーシートへと処理することに有用である。この布地柔軟剤活性組成物は、輸送、貯蔵、及びさらなる処理の間に安定かつ安全であり、水含分の低い組成物は、エステルの加水分解に関して特に安定性がある。組成物において布地柔軟剤活性物質の濃度が高いことによって、輸送コストが節約される。布地柔軟剤活性組成物を分散させる前又はその後に、溶融した布地柔軟剤活性組成物を温水又は温かい水性溶液に分散させ、引き続き冷却し、さらなる成分、例えば、電解質、染料、香料、増粘剤、又は消泡剤などを添加することによって、布地柔軟剤活性組成物をすすぎサイクル布地柔軟剤にすることができる。さらなる成分、例えば、香料を溶融した布地柔軟剤活性組成物に添加し、得られた混合物でシート材料を浸漬し、浸漬したシート材料を冷却及び切断して所望の大きさにすることによって布地柔軟剤活性組成物をドライヤーシートにすることができる。
本発明の布地柔軟剤活性組成物は、(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン及びビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンを0.05〜0.20のモル比で含有するアミン混合物を、炭素原子16〜18個の平均鎖長及び0.5〜50のヨウ素価を有する脂肪酸と、1.51〜2.0というアミンに対する脂肪酸のモル比で反応させ、生じる生成物をジメチルスルフェートにより四級化することによって製造できる。(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン及びビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンを適したモル比で含有するアミン混合物は、メチルアミンとプロピレンオキシドを適した反応条件で反応させることによって製造でき、BASF又はLanxessより市販で入手可能である。
好ましくは、本発明の布地柔軟剤活性組成物は本発明の方法により製造され、この方法は、(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン及びビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンを0.05〜0.20のモル比で含有する混合物を、炭素原子16〜18個の平均鎖長及び0.5〜50のヨウ素価を有する脂肪酸と、1.51〜2.0というアミンに対する脂肪酸のモル比で、160〜220℃の温度で水を除去しながら、反応混合物の酸価が1〜10mgKOH/gの範囲内になるまで反応させ、さらに反応混合物の全アミン価が1〜8mgKOH/gの範囲内になるまで、0.90〜0.97、好ましくは0.92〜0.95というアミンに対するジメチルスルフェートのモル比でジメチルスルフェートと反応させる工程を含む。
本発明の方法の第一工程では、水を除去しながら、1.51〜2.0、好ましくは1.86〜2.0というアミンに対する脂肪酸のモル比でアミン混合物を脂肪酸と反応させる。この反応は160〜220℃の温度で実施する。水は好ましくは蒸留で反応混合物から除去する。反応経過の間、水の除去を強めるために、好ましくは圧力を周囲圧力から100〜5mbarの範囲にある圧力に下げる。第一工程は酸性触媒の存在下で実施することができ、これは好ましくは0.05〜0.2質量%の量で使用する。適した酸性触媒は、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、及び次亜リン酸である。この反応は、反応混合物の酸価が1〜10KOH/gの範囲内になるまで実施する。酸価は、ISO660による標準化したアルカリ溶液を用いた滴定で特定し、試料1gあたりのKOH(mg)として計算する。そして、脂肪酸のさらなる反応を回避し、目的生成物中で脂肪酸を未反応のまま維持するために、80℃未満の温度に冷却することで反応を止めることができる。
本発明の方法の第二工程では、第一工程で得られた反応混合物を、ジメチルスルフェートと、0.90〜0.97、好ましくは0.92〜0.95というアミンに対するジメチルスルフェートのモル比で反応させる。この反応は好ましくは、60〜100℃の温度で実施する。この反応は、反応混合物の全アミン価が1〜8mgKOH/gの範囲内になるまで実施する。全アミン価は、米国油化学会の方式Tf2a−64に従って、過塩素酸を用いた非水滴定で特定し、試料1gあたりのKOH(mg)として計算する。
本発明の方法には、エステル化及び四級化の工程に加えて、いかなる工程も必要とせずに、成分A及びB及び遊離脂肪酸を含有する、本発明による布地柔軟剤活性組成物を提供するという利点がある。
本発明を以下の実施例により説明するが、これは決して本発明の範囲を制限するものではない。
実施例
例1
19.5のヨウ素価及び17.3という脂肪酸部分の平均鎖長を有する部分的に水素化された植物性脂肪酸1372g(4.98mol)を50質量%の次亜リン酸0.2質量%と一緒に、温度計、機械式攪拌機、及び精留塔を備えた電熱炉に入れた。ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンを93質量%及び(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミンを7質量%含有するアミン混合物380g(2.58mol)を攪拌しながら添加した。得られた混合物を攪拌しながら190℃に加熱し、その温度のまま周囲圧力で4時間保ち、精留塔を通して水を留去した。そして、圧力を10mbarに下げ、混合物をさらに190℃で攪拌し、反応混合物の酸価が6.7mgKOH/gに達するまで水を真空ポンプで除去した。そして、得られた生成物を70℃に冷却し、ジメチルスルフェート299.7g(2.37mol)を添加し、ここで得られた生成物を2時間、70〜90℃で攪拌した。
得られた布地柔軟剤活性組成物は、90℃で粘稠な液体であり、全アミン価が4.8mgKOH/gであった。HPLC分析(Waters Spherisorb(登録商標)SCXカラム、ギ酸・トリエチルアミン緩衝剤を有するメタノール溶離液、RI検出器)によって、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルが、モノエステル8.2%及びジエステル91.8%(面積パーセントに対する)から構成されることが示された。組成物の13C NMRスペクトルによって、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸モノエステル、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸ジエステル、及び(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸ジエステルが0.14:0.75:0.11のモル比であると示された。
例2(比較例)
ジクロロメタン2500gにビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン176.6g(1.2mol)を入れた溶液にトリエチルアミン237g(2.34mol)を添加した。例1で使用した脂肪酸から製造された脂肪酸塩化物690g(2.34mol)を攪拌及び冷却しながら滴加し、40〜45℃の範囲内にある温度に保つ。混合物をこの温度でさらに12時間攪拌し、周囲温度に冷却し、ジクロロメタン4000gを添加した。得られた溶液を飽和NaCl水溶液、Ca(OH)水溶液、及び50質量%のKCO水溶液で数回洗浄し、NaSOで乾燥させた。ジクロロメタンを留去すると、酸価が2.3mgKOH/gであるエステルアミン混合物628gがもたらされる。
ジメチルスルフェート108.5g(0.86mol)を65〜90℃のエステルアミン混合物に添加し、得られた混合物は2時間、その温度のままであった。
得られた布地柔軟剤活性組成物は、90℃で粘稠な液体であり、全アミン価が5.5mgKOH/gである。HPLC分析によって、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルが、モノエステル6.2%及びジエステル93.8%(面積パーセントに対する)から構成されることが示された。組成物の13C NMRスペクトルによって、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸モノエステル及びビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸ジエステルが0.084:0.916のモル比であると示された(ただし、(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステルは存在しない)。
例3(比較例)
純粋なビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンの代わりに、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン95.5質量%及び(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン4.5質量%の混合物を使用して、例2を繰り返した。酸価が2.6mgKOH/gであるエステルアミン混合物641gが得られ、これを例2のようにジメチルスルフェート107.1g(0.85mol)と反応させた。
得られた布地柔軟剤活性組成物は、90℃で粘稠な液体であり、全アミン価が5.9mgKOHであった。組成物の13C NMRスペクトルによって、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸モノエステル、ビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸ジエステル、及び(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸ジエステルが0.10:0.86:0.04のモル比であると示された。
例4
例1の布地柔軟剤活性組成物を7.7質量%、ギ酸を0.044質量%、HClを0.01質量%、CaClを0.02質量%、ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸一ナトリウム塩(NaHEDP)を0.007質量%、ポリジメチルシロキサンDow Corning(登録商標)MP−10(消泡剤エマルション)を0.1質量%、香料を2.4質量%、染料を0.1質量%未満、及び水を残分として含有するすすぎサイクル布地柔軟剤を以下のように製造した。
85℃に予熱した布地柔軟剤活性組成物をラシュトンタービンにより攪拌しながら、63〜64℃に保った水、ギ酸、HCl、CaCl、及びNaHEDPの混合物に添加した。得られた分散液を室温に冷却し、さらなる成分を8000回/分の高剪断ミキサーによって15秒間攪拌しながら添加した。
得られたすすぎサイクル布地柔軟剤は、粘度が742mPa*sであったが、これは、24時間後に、20℃及び60回/分の回転速度でBrookfield(登録商標)DV−E粘度計を用いて特定したものである。
例5(比較例)
例2の布地柔軟剤活性組成物を使用して、例4を繰り返した。
得られたすすぎサイクル布地柔軟剤は、粘度が49mPa*sであった。
例6(比較例)
例3の布地柔軟剤活性組成物を使用して、例4を繰り返した。
得られたすすぎサイクル布地柔軟剤は、粘度が281mPa*sであった。
例7
例1の布地柔軟剤活性組成物を5.2質量%、ギ酸を0.045質量%、HClを0.01質量%、CaClを0.02質量%、ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸一ナトリウム塩(NaHEDP)を0.007質量%、ポリジメチルシロキサンDow Corning(登録商標)MP−10(消泡剤エマルション)を0.1質量%、香料を2.2質量%、BASFにより供給されるカチオン性アクリルポリマー増粘剤Rheovis(登録商標)CDEを0.03質量%、染料を0.1質量%未満、及び残分としての水を使用して、例4を繰り返した。
得られたすすぎサイクル布地柔軟剤は、粘度が44mPa*sであった。3週間にわたる20℃での貯蔵後に相分離は観察されなかった。
例8(比較例)
例2の布地柔軟剤活性組成物を使用して、例7を繰り返した。
得られたすすぎサイクル布地柔軟剤は、粘度が13mPa*sであった。3週間にわたる20℃での貯蔵後に相分離が起こった。
例9(比較例)
例3の布地柔軟剤活性組成物を使用して、例7を繰り返した。
得られたすすぎサイクル布地柔軟剤は、粘度が29mPa*sであった。3週間にわたる20℃での貯蔵後に相分離は観察されなかった。
例3〜9によって、本発明の布地柔軟剤活性組成物から製造されたすすぎサイクル布地柔軟剤が、成分Aだけを含有して成分Bは含有しない布地柔軟剤活性組成物、又は成分A及びBを0.05未満という成分Aに対する成分Bのモル比で含有する布地柔軟剤活性組成物から製造されたすすぎサイクル布地柔軟剤に比べて、より高い粘度及びより良好な貯蔵安定性を有することが立証される。

Claims (13)

  1. 布地柔軟剤活性組成物であって、
    a)成分Aとして、アミン部分に対する脂肪酸部分のモル比1.5〜1.99、炭素原子16〜18個の脂肪酸部分の平均鎖長、及び脂肪酸部分のヨウ素価0.5〜50(遊離脂肪酸について計算)を有するビス−(2−ヒドロキシプロピル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル少なくとも50質量%、および、
    b)成分Bとして、成分Aと同じ脂肪酸部分を有する(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−ジメチルアンモニウムメチルスルフェート脂肪酸エステル
    を含有し、ここで成分Aに対する成分Bのモル比が0.05〜0.20である前記布地柔軟剤活性組成物。
  2. 請求項1に記載の布地柔軟剤活性組成物において、アミン部分に対する脂肪酸部分のモル比が1.85〜1.99であることを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  3. 請求項1又は2に記載の布地柔軟剤活性組成物において、脂肪酸部分のヨウ素価(遊離脂肪酸について計算)が5〜40、好ましくは15〜35であることを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  4. 請求項1から3までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、成分A及びBの合計量が85〜99質量%であることを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  5. 請求項1から4までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、成分Aが多価不飽和脂肪酸部分を6質量%未満含有することを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  6. 請求項1から5までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、成分Aの不飽和脂肪酸部分における二重結合のシス/トランス比が55:45より大きいことを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  7. 請求項1から6までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、水を2質量%未満、好ましくは0.5質量%未満含有することを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  8. 請求項1から7までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、20℃未満の引火点を有する溶媒を10質量%未満、好ましくは1質量%未満含有することを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  9. 請求項1から8までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、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、並びにエチレングリコール、プロピレングリコール及びジプロピレングリコールのC1〜C4アルキルモノエーテルから選択される少なくとも1種の溶媒を最大9.9質量%さらに含有することを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  10. 請求項1から9までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、炭素原子10〜14の脂肪酸部分の平均鎖長、及びヨウ素価0〜15(遊離脂肪酸について計算)を有する脂肪酸トリグリセリド2〜8質量%をさらに含有することを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  11. 請求項1から10までのいずれか一項に記載の布地柔軟剤活性組成物において、成分Aと同じ脂肪酸部分を含有するビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミン脂肪酸エステル1.5〜10質量%をさらに含有することを特徴とする前記布地柔軟剤活性組成物。
  12. 請求項1に記載の布地柔軟剤活性組成物を製造するための方法であって、以下の工程a)及びb):
    a)(2−ヒドロキシプロピル)−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)−メチルアミン及びビス−(2−ヒドロキシプロピル)−メチルアミンを0.05〜0.20のモル比で含有する混合物を、炭素原子16〜18個の平均鎖長及びヨウ素価0.5〜50を有する脂肪酸と、アミンに対する脂肪酸のモル比1.51〜2.0で、160〜220℃の温度で水を除去しながら、反応混合物の酸価が1〜10mgKOH/gの範囲内になるまで反応させる工程、及び
    b)工程a)の生成物を、反応混合物の全アミン価が1〜8mgKOH/gの範囲内になるまで、アミンに対するジメチルスルフェートのモル比0.90〜0.97、好ましくは0.92〜0.95でジメチルスルフェートと反応させる工程
    を含む前記方法。
  13. 請求項12に記載の方法において、アミンに対する脂肪酸のモル比が1.86〜2.0であることを特徴とする前記方法。
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