JP4176355B2 - 界面活性剤組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増泡剤及びそれを含有する優れた起泡性を有する界面活性剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
シャンプー、リンス、固形石けん、ボディシャンプー、台所用洗剤、衣料用洗剤、住居用洗剤等の洗浄剤には、高い洗浄力はもとより、豊かな泡立ちが要求される。従来、主基剤として多くの製品に広く使用されているのは、アルキルベンゼンスルホン酸塩（ＬＡＳ）、アルキル硫酸エステル塩（ＡＳ）、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩（ＡＥＳ）などの陰イオン界面活性剤であるが、これらはいずれも通常では洗浄力や泡立ちには優れているものの、油汚れやシリコ−ン等の汚れが存在する場合、著しい洗浄力や起泡性の低下が起こる問題がある。
【０００３】
さらに近年の人体や環境への負荷の少ない洗浄剤を求める動きの活発化に伴い、主基剤となる陰イオン界面活性剤も、ＬＡＳ、ＡＳ、ＡＥＳ以外の多様性に富んだ界面活性剤を使用する場合が多くなってきている。例えば、アルキルリン酸エステル塩、アミノ酸を原料に用いたカルボン酸塩、アミド基やエステル基などの官能基の導入により安全性や生分解性などを訴求したスルホン酸塩やカルボン酸塩等、多方面に及んでいる。しかし、主基剤となるこれらの界面活性剤は、多様性を上げるに従い、総じて洗浄性や起泡性の低下が起こる傾向がある。
【０００４】
こうした洗浄力や起泡性を改善するため、主基剤の他に補助界面活性剤を配合することが種々検討されている。実際に広く製品中に使用されてきた脂肪酸ジエタノールアミドを初めとして、近年では脂肪酸モノエタノールアミド（ＷＯ９８０５０７、ＷＯ０９７４４４３４、特開平１１−８０７８５等）、糖アミド型非イオン界面活性剤（ＷＯ９４０２６１０）、アシル化ザルコシン（ＷＯ９６０６５９６）等が提案されてきた。しかしながら、これらの洗浄剤組成物も洗浄性、起泡性は改善されるものの、未だ十分に満足のできるものではない。
【０００５】
本発明の課題は、起泡性に優れる増泡剤、及びそれを含有する洗浄性能、起泡性能に優れる界面活性剤組成物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、一般式（Ｉ）で表される化合物（以下、化合物（Ｉ）という）からなる増泡剤、化合物（Ｉ）の少なくとも１種と、化合物（Ｉ）以外の界面活性剤（以下、他の界面活性剤という）を含有する界面活性剤組成物、及び更に一般式(II)で表される化合物（以下化合物(II)という）の少なくとも１種を含有する界面活性剤組成物を提供する。
【０００７】
【化３】

【０００８】
（式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立に水素原子、あるいは炭素数６〜２４の水酸基を有していてもよい飽和又は不飽和のアシル基を示し、Ｒ¹とＲ²が同時に水素原子となることはない。Ｒ³は炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基あるいはアルケニレン基を示し、２個のＲ³は同一でも異なっていてもよい。Ｒ⁴は炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。）
【０００９】
【化４】

【００１０】
（式中、Ｒ⁵ＣＯ−は炭素数６〜２４の水酸基を有していてもよい飽和又は不飽和のアシル基を示し、Ｒ⁶は炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示し、Ｒ⁷は炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基あるいはアルケニレン基を示す。）
【００１１】
【発明の実施の形態】
化合物（Ｉ）において、Ｒ¹及びＲ²で示されるアシル基としては、炭素数８〜18の飽和又は不飽和アシル基が好ましい。具体的にはオクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、ドコサン酸、リノール酸、２−エチルヘキサン酸、２−オクチルウンデカン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、パーム核油脂肪酸、牛脂脂肪酸等から誘導されるアシル基が挙げられ、特に好ましくは、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、パーム核油脂肪酸、牛脂脂肪酸から誘導されるアシル基である。これらのアシル基の中でも、炭素数１２〜１４の脂肪酸から誘導されるアシル基が５０重量％以上含まれたものが好ましく、また、炭素数１２の脂肪酸から誘導されるアシル基が４０重量％以上１００重量％未満のものがより好ましい。
【００１２】
また、Ｒ³は、界面活性能を低下させないために、炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基あるいはアルケニレン基であり、好ましくは炭素数２もしくは３の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基である。Ｒ⁴は起泡性を低下させないために、炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、好ましくはメチル基、エチル基、特に好ましくはメチル基である。
【００１３】
化合物（Ｉ）の具体例として、例えば、Ｎ−メチルジエタノールアミンの炭素数６〜２４の脂肪酸モノエステルあるいはジエステル、Ｎ−エチルジイソプロパノールアミンの炭素数６〜２４の脂肪酸モノエステルあるいはジエステル等が挙げられる。
【００１４】
化合物（Ｉ）の製造法は特に限定されず、例えば、脂肪酸又は脂肪酸エステル、あるいは油脂と、Ｎ−アルキルアルカノールアミン類を、必要があれば、ナトリウムメチラート等のアルカリ触媒、ｐ−トルエンスルホン酸等の酸触媒又は金属触媒の存在下、反応温度６０〜２００℃、好ましくは８０〜１８０℃、反応圧力０．００１３〜１０１ｋＰａの条件下でアミド化反応を行う方法がある。原料の脂肪酸あるいはその誘導体における脂肪酸残基とＮ−アルキルアルカノールアミン類のモル比は１：１〜３：１が好ましい。このような方法で得られた生成物は、そのまま使用することも可能であるが、品質上問題がある場合は、常圧又は減圧下での単蒸留あるいは不活性ガスの導入、水蒸気蒸留等の方法、又は溶媒洗浄、再結晶、高温下で水を添加することによる油相分離等の方法で過剰のアミンや微量の副生成物を取り除くことで精製することもできる。これらの方法では、生成物はモノエステル体とジエステル体の混合物として得られるが、混合物をそのまま増泡剤として用いても良い。
【００１５】
本発明の界面活性剤組成物は、化合物（Ｉ）の少なくとも１種と、他の界面活性剤を含有する。本発明の界面活性剤組成物中の化合物（Ｉ）の含有量は、起泡性の観点から、０．０１〜３０重量％が好ましく、０．０１〜１０重量％が更に好ましい。また、他の界面活性剤の含有量は、１〜８０重量％が好ましく、５〜５０重量％が更に好ましい。本発明の界面活性剤組成物中の化合物（Ｉ）と他の界面活性剤との配合割合は、化合物（Ｉ）／他の界面活性剤（重量比）で、１／４０００〜１／４が好ましく、１／１０〜１／４が更に好ましい。
【００１６】
本発明に用いられる他の界面活性剤は、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも用いることができる。
【００１７】
陰イオン界面活性剤としては、アルキル（アルキル基の炭素数６〜２４）硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩（エチレンオキサイド平均付加モル数０．１〜１００、アルキル基の炭素数６〜２４）等の硫酸塩型界面活性剤；アルキル（アルキル基の炭素数６〜２４）ベンゼンスルホン酸塩、一般式(III)
【００１８】
【化５】

【００１９】
（式中、Ｒ⁸ＣＯ−は炭素数６〜２４の飽和又は不飽和のアシル基、Ｒ⁹は水素原子、あるいは置換基として−ＯＨ、−ＣＮ又は−ＣＯＯＨを有していても良い炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基（好ましくは水素原子又はメチル基）、Ｒ¹⁰は炭素数１〜４の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基あるいはアルケニレン基を示す。）
で表されるアミノスルホン酸のアシル化物又はその塩、一般式(IV)
【００２０】
【化６】

【００２１】
（式中、Ｒ⁸ＣＯ−は前記の意味を示し、Ｒ¹¹は炭素数１〜４の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基あるいはアルケニレン基を示す。）
で表されるヒドロキシスルホン酸のアシル化物又はその塩、炭素数６〜２４の脂肪酸の低級アルキル（アルキル基の炭素数１〜３）エステルのスルホン化物又はその塩、炭素数３〜９のジカルボン酸のモノ又はジアルキルエステル（アルキル基の炭素数１〜２４、好ましくは１〜１２）のスルホン化物又はその塩等のスルホン酸塩型界面活性剤；石鹸（炭素数６〜２４）、アルキルエトキシカルボン酸塩（アルキル基の炭素数６〜２４、エチレンオキサイド平均付加モル数０〜２０）、アシル化（アシル基の炭素数６〜２４）アミノ酸塩等のカルボン酸塩型界面活性剤；直鎖又は分岐鎖の（ポリオキシエチレン）アルキルエーテル鎖（アルキル基の炭素数８〜１４、エチレンオキサイドの平均付加モル数０〜６）を持つ、リン酸モノ又はジエステル等のリン酸エステル塩型界面活性剤が挙げられる。
【００２２】
陽イオン界面活性剤としては、アルキル（アルキル基の炭素数６〜２４）ジメチルアミンオキサイド、アミド（アシル基の炭素数６〜２４）プロピルジメチルアミンオキサイド等のアミンオキサイド型界面活性剤が挙げられる。
【００２３】
非イオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキル又はアルケニルエーテル（アルキル又はアルケニル基の炭素数６〜２４、アルキレンオキサイド平均付加モル数１〜２５）、アルキル又はアルケニルグリコシド（アルキル又はアルケニル基の炭素数６〜２４）等が挙げられる。
【００２４】
両性界面活性剤としては、アミド（アシル基の炭素数６〜２４）プロピルジメチルカルボベタイン等のアミド基含有ベタイン型界面活性剤が挙げられる。
【００２５】
他の界面活性剤は、これらの中から少なくとも１種を用いることができ、陰イオン界面活性剤が好ましく、特に硫酸塩型、スルホン酸塩型又はリン酸エステル塩型界面活性剤が好ましい。
【００２６】
本発明の界面活性剤組成物は、更に、化合物(II)の少なくとも１種を含有することが好ましい。本発明の組成物中の化合物(II)の含有量は、０．１〜３０重量％が好ましく、０．１〜１０重量％が更に好ましい。
【００２７】
化合物(II)において、Ｒ⁵ＣＯ−は、炭素数８〜18の飽和又は不飽和アシル基が好ましい。具体的にはオクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、ドコサン酸、リノール酸、２−エチルヘキサン酸、２−オクチルウンデカン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ヤシ油脂肪酸、パーム核油脂肪酸、パーム油脂肪酸、牛脂脂肪酸等から誘導されるアシル基である。これらのアシル基の中でも、炭素数12〜14の脂肪酸から誘導されるアシル基が５０重量％以上含まれたものが好ましく、また、炭素数１２の脂肪酸から誘導されるアシル基が４０重量％以上１００重量％未満のものがより好ましい。
【００２８】
また、Ｒ⁶は、起泡性を低下させないために、炭素数１〜３のアルキル基（直鎖又は分岐鎖）であり、好ましくはメチル基、エチル基、特に好ましくはメチル基である。さらにＲ⁷は、界面活性能を低下させないために、炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基であり、好ましくは炭素数２もしくは３の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基である。
【００２９】
化合物(II)の製造法は特に限定されず、例えば、脂肪酸又は脂肪酸エステル、あるいは油脂と、アルカノールアミン類を、必要があれば、ナトリウムメチラート等のアルカリ触媒、酸触媒又は金属触媒の存在下、反応温度６０〜２００℃、好ましくは８０〜１８０℃、反応圧力０．００１３〜１０１ｋＰａの条件下でアミド化反応を行う方法がある。原料の脂肪酸あるいはその誘導体における脂肪酸残基とアルカノールアミン類のモル比は１：２〜１：０．５が好ましい。このような方法で得られた生成物は、そのまま使用することも可能であるが、品質上問題がある場合は、常圧又は減圧下での単蒸留あるいは不活性ガスの導入、水蒸気蒸留等の方法、又は溶媒洗浄、再結晶、高温下で水を添加することによる油相分離等の方法で過剰のアミンや微量の副生成物を取り除くことで精製することもできる。
【００３０】
本発明の界面活性剤組成物は、ｐＨ範囲4.0〜11.0で特に好ましい起泡性等の性能を発現することができ、洗浄剤基剤として有用である。
【００３１】
【実施例】
合成例１：Ｎ−メチルジエタノールアミン ラウリン酸エステルの合成
反応器にラウリン酸メチル２１４．４ｇ（１．０ｍｏｌ）とＮ−メチルジエタノールアミン１１９．２ｇ（１．０ｍｏｌ）を仕込み、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物３．８ｇ（２ｍｏｌ％）を添加した後、１６０℃でメタノールを留出させながら３時間の反応を行ったところ、粗生成物２９７．６ｇを得た。粗生成物をアセトンにて再結晶し、淡黄色粉末状の目的物２２９．１ｇ（収率７６％）を得た。ガスクロマトグラフィーによる分析を行ったところ、得られた目的物はモノエステル体が７９．１％、ジエステル体が２０．９％の混合物であった。
【００３２】
合成例２：Ｎ−メチルジエタノールアミン ラウリン酸エステルの合成
反応器にラウリン酸メチル４５０．１ｇ（２．１ｍｏｌ）とＮ−メチルジエタノールアミン１１９．２ｇ（１．０ｍｏｌ）を仕込み、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物８．０ｇ（０．０２ｍｏｌ％）を添加した後、１６０℃でメタノールを留出させながら３時間の反応を行ったところ、粗生成物４７９．６ｇを得た。粗生成物をアセトンにて再結晶し、淡黄色粉末状の目的物３６０．９ｇ（収率７５％）を得た。ガスクロマトグラフィーによる分析を行ったところ、得られた目的物はジエステル体が７８．７％、モノエステル体が２１．３％の混合物であった。
【００３３】
合成例３：Ｎ−メチルジエタノールアミン ヤシ油脂肪酸エステルの合成
反応器にヤシ油３３．０ｇ（０．０５ｍｏｌ）とＮ−メチルジエタノールアミン１７．９ｇ（０．１５ｍｏｌ）を仕込み、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物０．６ｇ（２ｍｏｌ％）を添加した後、１６０℃で５時間の反応を行ったところ、粗生成物４９．５ｇを得た。粗生成物をクロロホルム／ヘキサン混合溶媒にて抽出し、黄色油状の目的物３３．１ｇ（収率７２％）を得た。ガスクロマトグラフィーによる分析を行ったところ、得られた目的物はモノエステル体が７４％、ジエステル体が２６％の混合物であった。
【００３４】
実施例１〜１０及び比較例１〜５
下記に示す成分を用い、表１に示す組成の界面活性剤組成物水溶液を調製し、起泡力を下記方法により評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
＜成分＞
・化合物（Ｉ）
合成例１〜３で得られた化合物
・化合物（II）
II-1：Ｎ−エタノール−Ｎ−メチルラウリン酸アミド
II-2：Ｎ−エタノール−Ｎ−メチルヤシ油脂肪酸アミド
・他の界面活性剤
ＡＥＳ：ポリオキシエチレン（EO=３モル）ラウリル硫酸エステルナトリウム塩
ＳＤＳ：ラウリル硫酸エステルナトリウム塩
ＬＡＰＢ：ラウロイルアミドプロピルジメチルカルボベタイン
ＭＥＡ：ラウロイルモノエタノールアミド
ＤＥＡ：ラウロイルジエタノールアミド
＜起泡力評価方法＞
表１に示す界面活性剤組成物をイオン交換水で２０倍に希釈した水溶液３０ｍＬを調製し、これらの水溶液を内径３ｃｍの３００ｍＬ活栓付きメスシリンダーに入れ、２５℃、１０秒間、振幅１０ｃｍで２０回振盪した直後の泡量（ｍＬ）を測定した。
【００３６】
【表１】

Claims (1)

1. 一般式（Ｉ）で表される化合物からなる増泡剤。
   

   

   （式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ独立に水素原子、あるいは炭素数６〜２４の水酸基を有していてもよい飽和又は不飽和のアシル基を示し、Ｒ¹とＲ²が同時に水素原子となることはない。Ｒ³は炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基あるいはアルケニレン基を示し、２個のＲ³は同一でも異なっていてもよい。Ｒ⁴は炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。）