JP4024438B2 - 第４級アンモニウム塩組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は第４級アンモニウム塩組成物及びその製造法、並びにそれを含有する柔軟仕上げ剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
繊維用柔軟仕上げ剤として市販されている商品はほとんどがジ（長鎖アルキル）ジメチルアンモニウム クロライドに代表される１分子中に２つの長鎖アルキル基を有する第４級アンモニウム塩を含む組成物である。しかし、この第４級アンモニウム塩は、処理後の残存物が河川等の自然界に放出された場合、殆どが生分解されずに蓄積されるという問題点がある。
【０００３】
この問題点の改良品としてＮ−メチル−Ｎ，Ｎ−ビス（長鎖アルカノイルオキシエチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アンモニウム メチルサルフェート等が上市されている。このものは、トリエタノールアミンを長鎖脂肪酸でエステル化し、続いてジメチル硫酸で４級化して製造される。トリエタノールアミンに対する脂肪酸の反応モル比は通常1.8〜2.1であり、この時、モノエステル４級塩、ジエステル４級塩、トリエステル４級塩の合計量に対するジエステル４級塩の割合は43〜47重量％である。反応モル比を1.8〜2.1にするのはこの時ジエステル４級塩の割合が最高となり、反応モル比が1.8より小さくても、あるいは2.1より大きくてもジエステル４級塩の割合が低下し、そのため柔軟性能も低下すると考えられてきたからである。しかし、反応モル比が1.8〜2.1の範囲にあっても、柔軟性が十分満足できるものではない。
【０００４】
この問題点を解決する方法としてＷＯ9742279号にジエステル４級塩の割合が55重量％以上である第４級アンモニウム塩及びその製造法が開示されている。このものは柔軟性能が改善されているもののまだ満足できるものには至っていない。
【０００５】
本発明の課題は、さらに柔軟性に優れ、かつ、生分解性が良好な柔軟基剤及び柔軟仕上げ剤を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記成分（Ｍ）、（Ｄ）及び（Ｔ）を、（Ｍ）、（Ｄ）及び（Ｔ）の合計量に対して、（Ｍ）15〜85重量％、（Ｄ）０〜44重量％、（Ｔ）15〜85重量％の割合で含有する第４級アンモニウム塩組成物及びその製造法、並びに第４級アンモニウム塩組成物を含有する柔軟仕上げ剤組成物である。
（Ｍ）：一般式（Ｉ）で表されるモノエステル４級塩
【０００７】
【化４】

【０００８】
（式中、Ｒは炭素数５〜35のアルキル基又はアルケニル基、Ｒ¹は炭素数１〜４のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、ｎは２〜４の数、Ｘ^-は陰イオン基を示す。）
（Ｄ）：一般式(II)で表されるジエステル４級塩
【０００９】
【化５】

【００１０】
（式中、Ｒ、Ｒ¹、ｎ及びＸ^-は前記と同じ意味を示す。）
（Ｔ）：一般式(III)で表されるトリエステル４級塩
【００１１】
【化６】

【００１２】
（式中、Ｒ、Ｒ¹、ｎ及びＸ^-は前記と同じ意味を示す。）
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の組成物中の成分（Ｍ）、（Ｄ）及び（Ｔ）の割合は、十分な柔軟性を得る観点から、（Ｍ）、（Ｄ）及び（Ｔ）の合計量に対して、（Ｍ）が15〜85重量％、好ましくは20〜84重量％、更に好ましくは20〜79重量％、（Ｄ）が０〜44重量％、好ましくは１〜44重量％、更に好ましくは１〜40重量％、（Ｔ）が15〜85重量％、好ましくは15〜80重量％、更に好ましくは20〜60重量％である。
【００１４】
また、一般式（Ｉ）〜(III)において、Ｒの炭素数は、11〜23が好ましい。Ｒ¹はメチル基、エチル基が好ましい。ｎは２が好ましい。Ｘ^-は塩素イオン等のハロゲンイオン、メチル硫酸、エチル硫酸等のアルキル硫酸イオンが好ましい。
【００１５】
トリアルカノールアミンと脂肪酸を反応させてトリアルカノールアミンエステルを得、さらにその４級化物を製造する方法において、通常トリアルカノールアミンに対する脂肪酸の反応モル比を大きくするに従い、モノエステル化物の割合は減少し、逆にトリエステル化物の割合は増大する。トリエタノールアミンと牛脂脂肪酸を用いた場合、エステル化物の４級塩において、トリエタノールアミンに対する脂肪酸のモル比が1.3未満ではモノエステル４級塩が主成分で40重量％以上となるがトリエステル４級塩は15重量％未満となる。またモル比が1.3から2.0ではジエステル４級塩が主成分となり45〜48重量％となる。更にモル比が2.0以上ではトリエステル４級塩が主成分で40重量％以上となるがモノエステル４級塩は15重量％未満となる。即ち、トリエタノールアミンと脂肪酸を通常の方法で反応し４級化しただけでは本発明の第４級アンモニウム塩組成物を得るのは困難である。
【００１６】
本発明の第４級アンモニウム塩組成物を得る方法は特に限定されるものではないが、エステル化度の異なる２種以上のアルカノールアミンエステル化物を混合した後、４級化するか、又はエステル化度の異なる２種以上のアルカノールアミンエステル化物の４級塩を混合する方法がある。具体的には、例えばトリアルカノールアミンに対する脂肪酸の反応モル比が小さい条件で製造される第４級アンモニウム塩と反応モル比が大きい条件で製造される第４級アンモニウム塩を混合してやればよい。それらの反応モル比、混合比は、成分（Ｍ）、（Ｄ）及び（Ｔ）の割合が上記範囲になるようにすればよく、３種以上のものを混合しても良い。またアルカノールアミンエステル化物を混合した後、４級化しても良い。
【００１７】
本発明に係わるトリアルカノールアミンに対する脂肪酸の反応モル比が小さい条件で製造される第４級アンモニウム塩及び反応モル比が大きい条件で製造される第４級アンモニウム塩は、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ビス（長鎖アルカノイルオキシエチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アンモニウム、メチルサルフェート等と同様の方法で製造される。即ち、トリエタノールアミン等のトリアルカノールアミンを牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸、パームステアリン酸、硬化パームステアリン酸又はそれらから選ばれる２種以上の混合物等の長鎖脂肪酸、又はその低級アルキルエステル、又は油脂等でエステル化し、続いてジメチル硫酸、ジエチル硫酸、メチルクロライド等の４級化剤で４級化して製造される。
【００１８】
この時、トリアルカノールアミンに対する脂肪酸の反応モル比が小さい場合、未反応のトリアルカノールアミンの４級化物が生成するが、エステル化反応時の未反応アミンの４級化物が存在しても問題はない。また、反応モル比が大きい場合、未反応の脂肪酸が残存するが、脂肪酸が存在しても問題はない。
【００１９】
アルカノールアミンのエステル化物においてエステル化度の異なる２種以上を混合する場合、又は４級化物においてエステル化度の異なる２種以上を混合する場合、その脂肪酸残基は同一でも異なっても良い。この時、エステル化度の大きい化合物の脂肪酸残基は柔軟性能の観点から牛脂脂肪酸、パームステアリン酸由来の残基が好ましく、エステル化度の小さい化合物の脂肪酸残基は柔軟性能の観点から硬化牛脂脂肪酸残基が好ましい。
【００２０】
本発明の第４級アンモニウム塩組成物は、３〜50重量％を水に分散させることにより液体柔軟仕上げ剤とすることができる。
【００２１】
本発明の柔軟仕上げ剤組成物には、分散性、柔軟性を向上させるために非イオン界面活性剤を配合することが好ましい。用いられる非イオン界面活性剤は高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物が好ましく、更には炭素数８〜22の高級アルコールにエチレンオキサイドを５〜100モル付加したもの、特に10〜60モル付加したものが好ましい。
【００２２】
また、更に柔軟性能を向上させるために、高級アルコール、高級脂肪酸を、保存安定剤として、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール、グリコール、ポリオール、さらにはそれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物、更には無機塩、ｐＨ調整剤、ハイドロトロープ剤、香料、消泡剤、顔料等を必要に応じて添加することができる。
【００２３】
【実施例】
実施例１〜１７及び比較例１〜１０
トリエタノールアミンと硬化牛脂脂肪酸又は牛脂脂肪酸を表１に示すモル比で反応させた後、ジメチル硫酸で４級化して、表１に示す組成の化合物Ａ−１〜Ａ−７及びＢ−１〜Ｂ−２を得た。
【００２４】
この化合物Ａ−１〜Ａ−７及びＢ−１〜Ｂ−２を、表２及び表３に示す配合重量比で混合するか、又はそれぞれ単独で用いて、表２及び表３に示す組成の第４級アンモニウム塩組成物を得た。
【００２５】
次にこの組成物５重量％を、ラウリルアルコールエチレンオキサイド20モル付加物５重量％を溶解した60℃の水に滴下し、各種柔軟仕上げ剤を調製した。この柔軟仕上げ剤について下記の方法で柔軟性評価を行った。結果を表４に示す。
【００２６】
＜柔軟性評価法＞
▲１▼ 柔軟仕上げ処理
市販の木綿タオル又はアクリルジャージ１kgを15Ｌ洗濯機を用い、3.5°ＤＨ硬水にて市販洗剤アタック（花王株式会社製、登録商標）で５回繰り返し洗濯した後、柔軟仕上げ剤を25mL投入し、25℃、１分間攪拌下で処理した。
【００２７】
▲２▼ 柔軟性評価
柔軟仕上げ処理した布を室温で風乾後、25℃、65％ＲＨ恒温、恒湿室にて24時間放置した。これらの布について柔軟性の評価を行った。評価は比較例８の柔軟仕上げ剤で処理した布を対照にして10人の熟練試験者が一対比較を行い、次の基準で評価し、10人の評価の平均値を小数点以下１桁で四捨五入して評価値とした。
＋２；対照より柔らかい
＋１；対照よりやや柔らかい
０；対照と柔らかさが同等
−１；対照よりややかたい
−２；対照よりかたい
【００２８】
【表１】

【００２９】
＊１：トリエタノールアミンに対する脂肪酸のモル比
＊２：トリエタノールアミンを牛脂脂肪酸でエステル化後、薄膜蒸留を行い、未反応トリエタノールアミン及びモノエステル化物を留去し、その後、４級化させた。
＊３：トリエタノールアミンの４級塩も含む重量％
【００３０】
【表２】

【００３１】
【表３】

【００３２】
＊：モノエステル４級塩、ジエステル４級塩、トリエステル４級塩の合計に対する重量％、（ ）内はトリエタノールアミンの４級塩も含めた重量％
【００３３】
【表４】

Claims (3)

1. 下記成分（Ｍ）、（Ｄ）及び（Ｔ）を、（Ｍ）、（Ｄ）及び（Ｔ）の合計量に対して、（Ｍ）15〜85重量％、（Ｄ）15〜44重量％、（Ｔ）15〜85重量％の割合で含有する第４級アンモニウム塩組成物。
   （Ｍ）：一般式（Ｉ）で表されるモノエステル４級塩
   

   

   （式中、Ｒは炭素数５〜35のアルキル基又はアルケニル基、Ｒ¹は炭素数１〜４のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、ｎは２〜４の数、Ｘ⁻は陰イオン基を示す。）
   （Ｄ）：一般式(II)で表されるジエステル４級塩
   

   

   （式中、Ｒ、Ｒ¹、ｎ及びＸ⁻は前記と同じ意味を示す。）
   （Ｔ）：一般式(III)で表されるトリエステル４級塩
   

   

   （式中、Ｒ、Ｒ¹、ｎ及びＸ⁻は前記と同じ意味を示す。）
2. エステル化度の異なる２種以上のアルカノールアミンエステル化物を混合した後、４級化するか、又はエステル化度の異なる２種以上のアルカノールアミンエステル化物の４級塩を混合する請求項１記載の第４級アンモニウム塩組成物の製造法。
3. 請求項１記載の第４級アンモニウム塩組成物を含有する柔軟仕上げ剤組成物。