JP4219407B2 - カチオン性ポリマーを含有した濃縮四級アンモニウム布地柔軟剤組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、柔軟化合物、好ましくは生分解性でカチオン性のポリマーを含有した、安定で、均一な、好ましくは濃縮された、水性液体織物処理組成物に関する。特に、優れた布地柔軟化/静電気抑制効果と、広範囲な他の効果と、を付与するために織物洗濯操作の濯ぎサイクルにおいて使用される織物柔軟化組成物に関するものであり、その組成物は優れた貯蔵と、粘度安定性と、優れた布地柔軟化性能とによって特徴付けられるものである。
発明の背景
当業界では、安定な布地調整処方物の処方および製造に伴う多くの問題を開示している。例えば、1975年9月9日付で発行されたNeiditchらの米国特許第3,904,533号明細書参照。1989年10月4日付で出願された日本特許公開第1,249,129号明細書では、エステル結合が介在する2つの疎水性長鎖を有した分散性布地柔軟活性剤(“ジエステル四級アンモニウム化合物”)に伴う問題について開示しており、急速に混合することでそれを解決している。1991年11月19日付で発行されたChangの米国特許第5,066,414号明細書は、少くとも1つのエステル結合を有した四級アンモニウム塩、ノニオン性界面活性剤、例えば直鎖アルコキシル化アルコールと、安定性および分散性改善用の液体キャリアとの混合物を含有した組成物について教示および請求している。1988年8月30日付で発行されたStraathofらの米国特許第4,767,547号明細書は、2.5〜4.2の臨界低pHを維持することで安定化された、窒素が1、2、または3つのメチル基を有するジエステルまたはモノエステル四級アンモニウム化合物を含有した組成物について請求している。
1983年8月30日付で発行されたVerbruggenの米国特許第4,401,578号明細書は、布地柔軟剤用の粘度調整剤として炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪アルコールを開示している(布地柔軟剤は、場合により疎水鎖にエステル結合を含んだものが開示されている)。優先日1988年5月27日付のWO89/11522-A(DE3,818,061-A、EP346,634-A)は、ジエステル四級アンモニウム布地柔軟剤成分+脂肪酸について開示している。欧州特許第243,735号明細書は、濃縮柔軟剤組成物の分散性を改善するために、ソルビタンエステル+ジエステル四級アンモニウム化合物について開示している。
ジエステル四級アンモニウム化合物は、脂肪酸、アルキルサルフェートまたはアルキルスルホネートアニオンと共に、優先日1988年4月2日付の欧州特許第336,267-A号明細書に開示されている。1989年2月28日付で発行されたWalleyの米国特許第4,808,321号明細書は、高剪断混合によってサブミクロン粒子として液体キャリア中に分散したか、またはその粒子がノニオン性C14-18エトキシレートのような乳化剤で場合により安定化された、ジタロージメチルアンモニウムクロリドのモノエステルアナログを含んでなる布地柔軟剤組成物について教示している。
1987年11月4日付で公開されたNussleinらのEP出願第243,735号明細書は、濃縮分散物の分散性を改善するために、ソルビタンエステル+ジエステル四級アンモニウム化合物について開示している。
1991年1月23日付で公開されたTandelaらのEP出願第409,502号明細書は、例えば、エステル四級アンモニウム化合物と、脂肪酸物質またはその塩とについて開示している。
優先日1986年3月12日付のNussleinらのEP出願第240,727号明細書は、水中分散性改善のために石鹸または脂肪酸と一緒にされた、ジエステル四級アンモニウム化合物について教示している。
当業界では、2つの疎水鎖で、例えばメチル基をヒドロキシエチルまたはアルコキシ基をポリアルコキシ基に代えることにより、ジエステル四級アンモニウム化合物の構造を変えた化合物についても教示している。特に、1975年10月28日付で発行されたKangらの米国特許第3,915,867号明細書は、メチル基からヒドロキシエチル基への置換を開示している。長鎖疎水基で特定のシス/トランス分を有する柔軟剤物質は、1988年11月21日付で出願された日本特許出願第63-194316号明細書に開示されている。1992年11月20日付で公開された日本特許出願第4-333,667号明細書は、エステルアルキル基で2:98〜30:70の全飽和:不飽和比を有するジエステル四級アンモニウム化合物を含有した液体柔軟剤組成物について教示している。
当業界では、様々な効果のために、濯ぎ液添加布地柔軟化組成物へのカチオン性ポリマーの添加について教示している。Turner、DoveyおよびMacgilpの米国特許第4,386,000号(EPA0,043,622)明細書は、比較的非生分解性の柔軟活性剤を含有した比較的濃縮された組成物で、粘度調整系の一部としてこのようなポリマーを開示している。Rudkin、ClintおよびYoungの米国特許第4,237,016号(EPA0,002,085)明細書は、低レベルの比較的非生分解性の布地柔軟活性剤と共に柔軟化組成物の一部としてこのような物質を開示しており、これはそれらをより有効にして、その柔軟剤の一部に代わってノニオン性布地柔軟活性剤を用いている。Rudkin、ClintおよびYoungの米国特許第4,179,382号明細書は、カチオン性ポリマーを配合することにより比較的非生分解性の布地柔軟活性剤で得られる柔軟剤改善についても開示している。最近、このようなポリマーは染料堅牢度を改善して、残留次亜塩素酸ブリーチなどから布地を保護することもわかった。
上記すべての特許明細書および特許出願明細書は、引用することにより本明細書の開示の一部とする。
発明の要旨
本発明は、優れた静電気抑制、柔軟化、染料保護および/またはブリーチ保護性をもち、濃縮水性組成物の場合には良好な貯蔵安定性と改善された性能とを有した織物柔軟化組成物を提供する。加えて、これらの組成物は世界的な洗濯条件下でこれらの効果を発揮し、環境上の化学的負荷を減らすために安定性および静電気抑制向け外来成分の使用を最少にしている。
本発明の布地柔軟化合物は、エステルおよび/またはアミド結合、好ましくはエステル結合を含んでいるため、好ましくは、比較的生分解性の、四級アンモニウム化合物であり、ここで、脂肪アシル基が(1)好ましくは約5超過約140未満のIV、(2)好ましくは、IVが約25未満のとき、約30/70より大きなシス/トランス異性体重量比、および/または(3)好ましくは約65重量%未満の不飽和レベルを有しており、上記化合物は約13重量%より大きな濃度で濃縮水性組成物を形成することができる。
この組成物は、約2〜約60%、好ましくは約10〜約50%、更に好ましくは約15〜約40%、更に一層好ましくは約20〜約35%の、上記の、好ましくは生分解性で、好ましくはジエステルの、柔軟化合物と、典型的には約500〜約1,000,000、好ましくは約1000〜約500,000、更に好ましくは約1000〜約250,000、更に一層好ましくは約2000〜約100,000の分子量を有し、少くとも約0.01meq/g、好ましくは約0.1〜約8meq/g、更に好ましくは約0.5〜約7、更に一層好ましくは約2〜約6の電荷密度を有する、約0.001〜約10%、好ましくは約0.01〜約5%、更に好ましくは約0.1〜約2%のカチオン性ポリマーとを含有した、好ましくは濃縮された、水性液体である。カチオン性ポリマー、特にアミンまたはイミン基を有したカチオン性ポリマーの効果を発揮させるために、上記カチオン性ポリマーは主に連続水相中に存在している。
発明の具体的な説明
布帛柔軟化合物
布地柔軟化合物には、引用することにより本明細書の開示の一部とされる、米国特許第4,386,000号、米国特許第4,237,016号および米国特許第4,179,382号明細書に開示された比較的非生分解性の化合物もある。他の布地柔軟化合物は、1978年7月25日付で発行されたZakiらの米国特許第4,103,047号、1980年12月2日付で発行されたKardoucheの第4,237,155号、1972年9月22日付で発行されたMortonの第3,686,025号、1974年11月19日付で発行されたDieryらの第3,849,435号、1978年2月14日付で発行されたBedenkの米国特許第4,073,996号、1987年4月28日付で発行されたToan Trinh、Errol H.Wahl、Donald M.SwartleyおよびRonald L.Hemingwayの米国特許第4,661,269号、1968年10月29日付で発行されたMannheimerの米国特許第3,408,361号、1987年11月24日付で発行されたKuboらの第4,709,045号、1980年11月11日付で発行されたPrachtらの第4,233,451号、1979年11月28日付で発行されたPrachtらの第4,127,489号、1972年9月5日付で発行されたBergらの第3,689,424号、1978年12月5日付で発行されたBaumannらの第4,128,485号、1979年7月17日付で発行されたElsterらの第4,161,604号、1980年2月19日付で発行されたWechslerらの第4,189,593号および1982年7月13日付で発行されたHoffmanらの第4,339,391号明細書に開示されており、上記すべての特許は引用することにより本明細書の開示の一部とされる。しかしながら、好ましい布地柔軟化合物は、特に前記のような生分解性である。
(A)ジエステル/ジアミド四級アンモニウム化合物(DEQA)
本発明は、好ましくは、DEQA化合物と、成分としてDEQAを含有した組成物に関する。
DEQAは下記式を有する。
(R)4-m-N+-〔(CH2)n-Y-R2〕mX−
上記式中、
各Y=-O-(O)C-、-C(O)-O-、-NR-(O)C-または-C(O)-NR-、好ましくは-O-(O)C-、-C(O)-O-、更に好ましくは-O-(O)C-;
m=2または3;
各n=1〜4;
各R置換基は短鎖C1-C6、好ましくはC1-C3アルキルまたはヒドロキシアルキル基、例えばメチル(最も好ましい)、エチル、2-ヒドロキシエチル、プロピルなど、ベンジル、またはそれらの混合であり;
各R2は長鎖で、好ましくは少くとも部分的に不飽和の〔好ましくは約5超過約140未満、好ましくは約40〜約140、更に好ましくは約60〜約130、最も好ましくは約70〜約105のIV(本明細書で用いられる“親”脂肪酸または“対応”脂肪酸のヨウ素価は、存在するすべてのR1基について平均不飽和レベルを定めるために用いられ、それは同R1基を有する脂肪酸に存在する不飽和レベルと同じである)〕C11-C21ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビル置換基であり;
対イオンX−はいずれかの柔軟剤適合性アニオン、例えばクロリド、ブロミド、メチル硫酸、ギ酸、硫酸、硝酸などである。
完全飽和アシル基で作られたDEQA化合物は、速やかな生分解性で優れた柔軟剤である。しかしながら、少くとも部分的に不飽和のアシル基で作られた化合物は多くの利点(即ち、濃縮性および良好な貯蔵粘度)を有しており、ある条件が満たされたとき消費製品として高度に許容される。このような化合物が高濃度で処方され、カチオン性ポリマーが存在するときには、このような化合物を含有した組成物は不安定になりやすい。低濃度では、カチオン性布地柔軟活性剤はもっと多くまたは完全に飽和させることができるが、引用することにより本明細書の開示の一部とされる米国特許第4,386,000号、第4,237,016号および第4,179,382号明細書に開示されたもののように、比較的生分解性ではなく、これらの任意の成分はこのような物質の使用を制限したいという要望の下では望ましくはない。
不飽和アシル基を用いた効果を得られるように調整しうる可変要素は、脂肪酸のヨウ素価(IV)、脂肪アシル基におけるシス/トランス異性体重量比と、脂肪酸および/またはDEQAの臭気がある。以下でIVに言及するときは脂肪アシル基のIVに関するものであり、得られたDEQA化合物に関するものではない。
脂肪アシル基のIVが約20超過のとき、DEQAは優れた静電気防止効果を発揮する。静電気防止効果は、布地が混転ドライヤーで乾燥される場合、および/または静電気を生じる合成物質が用いられる場合に特に重要である。最大静電気抑制は約20超過、好ましくは約40超過のIVで起きる。完全飽和DEQA組成物が用いられた場合は、静電気抑制が乏しい。しかも、後で記載されるように、濃縮性はIV増加と共に増加する。濃縮性による効果は、パッケージング物質の使用量減少、有機溶媒、特に揮発性有機溶媒の使用量減少、性能に何も影響しない濃縮助剤の使用量減少などがある。
IVが上がると、臭気問題の可能性がある。意外にも、獣脂のような脂肪酸の一部の高度に望ましい、比較的入手可能源は、原料獣脂を最終DEQAに変換する化学的および機械的処理ステップにもかかわらず、化合物DEQAに残存する臭気を有している。このような供給源は、当業界で周知のように、例えば吸収、蒸留(スチームストリッピングのようなストリッピングを含む)等により脱臭しなければならない。加えて、酸化防止剤、抗菌剤などを加えることにより、得られた脂肪アシル基の酸素および/または細菌への接触を最少に抑える注意が払われねばならない。不飽和脂肪アシル基にかけた余分な費用および努力は、典型的には、優れた濃縮性および/または性能により正当化される。
高度不飽和脂肪アシル基、即ち約65重量%を超えた全不飽和率を有する脂肪アシル基から誘導されたDEQAは、布地の改善された水吸収性のような効果を発揮することができる。一般的に、約40〜約140のIV範囲が濃縮性、脂肪アシル源の最大化、優れた柔軟性、静電気抑制などにとり好ましい。
これらジエステル化合物の高濃縮水性分散液は低温(40°F)貯蔵中にゲル化および/または増粘化しうる。不飽和脂肪酸のみから作られたジエステル化合物はこの問題を最少に抑えるが、逆に悪臭形成をもっと起こしやすくする。意外にも、約5〜約25、好ましくは約10〜約25、更に好ましくは約15〜約20のIVと、約30/70より大きな、好ましくは約50/50より大きな、更に好ましくは約70/30より大きなシス/トランス異性体重量比を有する脂肪酸から作られたこれらのジエステル化合物からの組成物は、低温で貯蔵安定性であり、臭気形成も最少である。これらのシス/トランス異性体重量比はこれらのIV範囲で最良濃縮性を示す。約25を超えるIV範囲のとき、シス対トランス異性体の比率はもっと高い濃度が必要とされないかぎりさほど重要でない。IVと濃縮性との関係は後に記載する。いかなるIVでも、水性組成物で安定である濃度は安定性に関する基準(例えば、約5℃まで安定;0℃まで安定;ゲル化しない;ゲル化しても、加熱で回復するなど)および存在する他成分に依存するが、安定である濃度は、望ましい安定性を得るために、更に詳細に後に記載する濃縮助剤を加えることで高めることができる。しかしながら、後に記載するように、カチオン性ポリマーが存在するとき、そのポリマーのレベルおよび本性は安定性に影響を与えるため、本明細書に開示された基準に従い望ましい安定性を付与するように選択しなければならない。
通常、多不飽和を減少させかつIVを低下させて、良好な色を保証しかつ臭気および臭気安定性を改善するような、脂肪酸の水素添加によれば、分子中で高度にトランス配向することができる。したがって、低IV価を有する脂肪アシル基から誘導されたジエステル化合物は、約5〜約25のIVにする比率で完全水素添加脂肪酸を低水素添加脂肪酸と混合することにより得られる。低硬化脂肪酸の多不飽和分は約5%未満、好ましくは約1%未満にすべきである。低硬化中に、シス/トランス異性体重量比は、例えば最適の混合により特別な触媒を用いて高H2利用を行うなどの、当業界で知られた方法によりコントロールされる。高いシス/トランス異性体重量比の低硬化脂肪酸は市販されている(即ち、FINAからのRadiacid 406)。
溶融貯蔵中におけるジエステル四級化合物の良好な化学安定性にとり、原料の水分レベルは好ましくは約1%未満、更に好ましくは約0.5%未満の水分に抑制および最少化されねばならないこともわかった。貯蔵温度はできるだけ低く保って、理想的には約120〜約150°Fの範囲内に流体物質を維持すべきである。安定性および流動性にとって最良の貯蔵温度は、ジエステル四級物を製造するために用いられる脂肪酸の具体的IVと、選択される溶媒のレベル/タイプに依存している。製造操作で物質の標準輸送/貯蔵/取扱い中にさほど分解しない市販の適切な原料を提供できるように、良好な溶融貯蔵安定性を付与することが重要である。
本発明の組成物は好ましくは、約5〜約50%、好ましくは約15〜約40%、更に好ましくは約15〜約35%、更に一層好ましくは約15〜約32%のレベルのDEQAを含有している。
置換基RおよびR2はアルコキシルまたはヒドロキシル基のような様々な基で場合により置換できることが理解されるであろう。好ましい化合物は、汎用布地柔軟剤であるジタロージメチルアンモニウムクロリド(DTDMAC)のジエステルバリエーションであると考えることができる。DEQAの少くとも80%がジエステル形であり、0〜約20%、好ましくは約10%未満、更に好ましくは約6%未満がDEQAモノエステル(例えば、1つだけの-Y-R2基)である。
本発明で用いられるように、ジエステルが記載されているとき、それには通常存在するモノエステルを含める。存在するモノエステルのレベルはDEQAの製造に際して制御することができる。柔軟化の場合、無/低洗剤キャリーオーバー洗濯条件下において、モノエステルの%はできるだけ低く、好ましくは約2.5%以下にすべきである。洗剤キャリーオーバー条件下であっても、カチオン性ポリマーがあれば、やはり低レベルのモノエステルを含有したこの同物質を用いることができる。低レベルのカチオン性ポリマーもこの目的に必要とされ、即ち布地柔軟活性剤対ポリマーの比率は約1000:1〜約2.5:1、好ましくは約500:1〜約20:1、更に好ましくは約200:1〜約50:1である。高洗剤キャリーオーバー条件下では、その比率は好ましくは約100:1である。
以下は非制限例である(すべての長鎖アルキル置換基は直鎖である)。
飽和
上記式中において-C(O)R2は飽和獣脂に由来する。
不飽和
上記式中において-C(O)R2は部分的水素添加獣脂または本明細書に記載された特徴を有する修飾獣脂に由来する。
加えて、前記化合物(ジエステル)は加水分解に対してやや不安定であるため、それらは本組成物を処方するために用いられるときには、むしろ慎重に取り扱うべきである。例えば、安定な本液体組成物は約2〜約5、好ましくは約2〜約4.5、更に好ましくは約2.5〜約4の範囲内のpHで処方する。最良の製品臭気安定性の場合、IVが約25より大きいとき、pHは特に“無香”(無香料)またはやや香りのある製品の場合で約2.8〜約3.5である。これはすべてのDEQAにあてはまると考えられるが、本明細書に記載された好ましいDEQA、即ち約20より大きな、好ましくは約40より大きなIVを有したものに特にあてはまる。制限はIVが増加するほど重要である。pHはブレンステッド酸の添加により調整できる。上記pH範囲は、組成物を水で予め希釈することなく決められている。
適切なブレンステッド酸の例には、無機鉱酸、カルボン酸、特に低分子量(C1-C5)カルボン酸およびアルキルスルホン酸がある。適切な無機酸にはHCl、H2SO4、HNO3およびH3PO4がある。適切な有機酸にはギ酸、酢酸、メチルスルホン酸およびエチルスルホン酸がある。好ましい酸は塩酸、リン酸およびクエン酸である。
(B)カチオン性ポリマー
本発明のカチオン性ポリマーはアミン塩または四級アンモニウム塩である。四級アンモニウム塩が好ましい。それらには天然ポリマーのカチオン性誘導体、例えば一部の多糖、ガム、デンプンと、あるカチオン性合成ポリマー、例えばカチオン性ビニルピリジンまたはビニルピリジニウムハライドのポリマーおよびコポリマーがある。好ましくは、ポリマーは、例えば20℃で少くとも0.5重量%程度まで水溶性である。好ましくは、それらは約600〜約1,000,000、更に好ましくは約600〜約500,000、更に一層好ましくは約800〜約300,000、特に約1000〜約10,000の分子量を有している。概して、分子量が低くなるほど、カチオン性の、通常四級の基のものによる望ましい置換度(D.S.)は高くなり、また対応して、置換度が低くなるほど望ましい分子量は高くなるが、正確な関係は存在しないようである。一般的に、カチオン性ポリマーは少くとも約0.01meq/g、好ましくは約0.1〜約8meq/g、更に好ましくは約0.5〜約7、更に一層好ましくは約2〜約6の電荷密度を有すべきである。
適切な望ましいカチオン性ポリマーは、”CTFA International Cosmetic Ingredient Dictionary”,Fourth Edition,J.M.Nikitakis,et al.,Editors,Cosmetic,Toiletry and Fragrance Association発行,1991に記載されており、引用することにより本明細書の開示の一部とされる。そのリストには以下を含んでいる。
POLYQUATERNIUM-1
CAS No:68518-54-7
定義:Polyquaternium-1は下記式に通常相当するポリマー四級アンモニウム塩である。
〔(HOCH2CH2)3N+-CH2CH=CHCH2-〔N+(CH3)2-CH2CH=CHCH2〕x-N+(CH2CH2OH)3〕〔Cl−〕x+2
POLYQUATERNIUM-2
CAS No:63451-27-4
定義:Polyquaternium-2は下記式に通常相当するポリマー四級アンモニウム塩である。
〔-N(CH3)2-CH2CH2CH2-NH-C(O)-NH-CH2CH2CH2-N(CH3)2-CH2CH2OCH2CH2-〕2+〔Cl−〕2
他の名称:Mirapol A-15(Rhone-Poulenc)
POLYQUATERNIUM-4
定義:Polyquaternium-4はヒドロキシエチルセルロースおよびジアリルジメチルアンモニウムクロリドのコポリマーである。
他の名称:
Celquat H 100(National Starch)
Celquat L 200(National Starch)
ジアリルジモニウムクロリド/ヒドロキシエチルセルロースコポリマー
POLYQUATERNIUM-5
CAS No:26006-22-4
定義:Polyquaternium-5はアクリルアミドおよびβ-メタクリリルオキシエチルトリメチルアンモニウムメトサルフェートのコポリマーである。
他の名称:
エタナミニウム,N,N,N-トリメチル-N-2-〔(2-メチル-1-オキソ-2-プロペニル)オキシ〕-,メチルサルフェート、2-プロペナミドとのポリマー
Nalco 7113(Nalco)
Quaternium-39
Reten 210(Hercules)
Reten 220(Hercules)
Reten 230(Hercules)
Reten 240(Hercules)
Reten 1104(Hercules)
Reten 1105(Hercules)
Reten 1106(Hercules)
POLYQUATERNIUM-6
CAS No:26062-79-3
実験式:(C8H16N・Cl)x
定義:Polyquaternium-6はジメチルジアリルアンモニウムクロリドのポリマーである。
他の名称:
Agequat-400(CPS)
Conditioner P6(3V-SIGMA)
N,N-ジメチル-N-2-プロペニル-2-プロペン-1-アミニウムクロリド,ホモポリマー
Hoe S 3654(Hoechst AG)
Mackernium 006(McIntyre)
Merquat 100(Calgon)
Nalquat 6-20(Nalco)
Poly-DAC 40(Rhone-Poulenc)
ポリ(ジメチルジアリルアンモニウムクロリド)
ポリ(DMDAAC)
2-プロペン-1-アミニウム,N,N-ジメチル-N-2-プロペニル-,クロリド,ホモポリマー
Quaternium-40
Salcare SC30(Allied Colloids)
POLYQUATERNIUM-7
CAS No:26590-05-6
実験式:(C8H16N・C3H5NO・Cl)x
定義:Polyquaternium-7はアクリルアミドおよびジメチルジアリルアンモニウムクロリドモノマーからなるポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
Agequat-500(CPS)
Agequat-5008(CPS)
Agequat C-505(CPS)
Conditioner P7(3V-SIGMA)
N,N-ジメチル-N-2-プロペニル-2-プロペン-1-アミニウムクロリド,2-プロペンアミドとのポリマー
Mackernium 007(McIntyre)
Merquat 550(Calgon)
Merquat S(Calgon)
2-プロペン-1-アミニウム,N,N-ジメチル-N-2-プロペニル-,クロリド,2-プロペンアミドとのポリマー
Quaternium-41
Salcare SC10(Allied Colloids)
POLYQUATERNIUM-8
定義:Polyquaternium-8はジメチル硫酸で四級化されたメチルおよびステアリルジメチルアミノエチルメタクリレートのポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
ジメチル硫酸で四級化されたメチルおよびステアリルジメチルアミノエチルメタクリレート
Quaternium-42
POLYQUATERNIUM-9
定義:Polyquaternium-9は臭化メチルで四級化されたポリジメチルアミノエチルメタクリレートのポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
臭化メチルで四級化されたポリジメチルアミノエチルメタクリレート
Quaternium-49
POLYQUATERNIUM-10
CAS No:53568-66-4; 55353-19-0; 54351-50-7; 81859-24-7; 68610-92-4; 81859-24-7
定義:Polyquaternium-10はトリメチルアンモニウム置換エポキシドと反応されたヒドロキシエチルセルロースのポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
セルロース,2-〔(2-ヒドロキシ-3-トリメチルアンモノ)プロポキシ〕エチルエーテル,クロリド
Celquat SC-240(National Starch)
Quaternium-19
UCARE Polymer JR-125(Amerchol)
UCARE Polymer JR-400(Amerchol)
UCARE Polymer JR-30M(Amerchol)
UCARE Polymer LR 400(Amerchol)
UCARE Polymer LR 30M(Amerchol)
UCARE Polymer SR-10(Amerchol)
POLYQUATERNIUM-11
実験式:(C8H15NO2・C6H9NO)x・xC4H10O4S
定義:Polyquaternium-11はジエチル硫酸とビニルピロリドンおよびジメチルアミノエチルメタクリレートのコポリマーとの反応により形成される四級アンモニウムポリマーである。
他の名称:
Gafquat 734(GAF)
Gafquat 755(GAF)
Gafquat 755N(GAF)
2-プロペノール酸,2-メチル-2-(ジメチルアミノ)エチルエステル,ポリマーおよび1-エテニル-2-ピロリジノン,ジエチル硫酸との化合物
2-ピロリジノン,1-エテニル-ポリマーおよび2-(ジメチルアミノ)エチル 2-メチル-2-プロペノエート,化合物およびジエチル硫酸
2-ピロリジノン,1-エテニル-,ポリマーおよび2-(ジメチルアミノ)エチル 2-メチル-2-プロペノエート,ジエチル硫酸との化合物
Quaternium-23
POLYQUATERNIUM-12
CAS No:68877-50-9
定義:Polyquaternium-12はエチルメタクリレート/アビエチルメタクリレート/ジエチルアミノエチルメタクリレートコポリマーとジメチル硫酸との反応により製造されるポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
ジメチル硫酸で四級化されたエチルメタクリレート/アビエチルメタクリレート/ジエチルアミノエチルメタクリレート
Quaternium-37
POLYQUATERNIUM-13
CAS No:68877-47-4
定義:Polyquaternium-13はエチルメタクリレート/オレイルメタクリレート/ジエチルアミノエチルメタクリレートコポリマーとジメチル硫酸との反応により製造されるポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
ジメチル硫酸で四級化されたエチルメタクリレート/オレイルメタクリレート/ジエチルアミノエチルメタクリレート
Quaternium-38
POLYQUATERNIUM-14
CAS No:27103-90-8
定義:Polyquaternium-14は下記式に通常相当するポリマー四級アンモニウム塩である。
-〔-CH2-C-(CH3)-〔C(O)O-CH2CH2-N(CH3)3-〕〕x +〔CH3SO4〕− x
他の名称:
エタナミニウム,N,N,N-トリメチル-2-〔(2-メチル-1-オキソ-2-プロペニル)オキシ〕-,メチルサルフェート、ホモポリマー
Reten 300(Hercules)
POLYQUATERNIUM-15
CAS No:35429-19-7
定義:Polyquaternium-15はアクリルアミドおよびβ-メタクリリルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドのコポリマーである。
他の名称:
Rohagit KF 400(Rohm GmbH)
Rohagit KF 720(Rohm GmbH)
POLYQUATERNIUM-16
定義:Polyquaternium-16はメチルビニルイミダゾリウムおよびビニルピロリドンから形成されるポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
Luviquat FC370(BASF)
Luviquat FC550(BASF)
Luviquat FC905(BASF)
Luviquat HM-552(BASF)
POLYQUATERNIUM-17
定義:Polyquaternium-17は、ジクロロエチルエーテルと反応させた、アジピン酸およびジメチルアミノプロピルアミンの反応により製造される、ポリマー四級塩である。それは下記式に通常相当する。
-〔-N+(CH2)3NH(O)C-(CH2)4-C(O)NH-(CH2)3-N(CH3)2-(CH2)2-O-(CH2)2-〕xCl− x
他の名称:
Mirapol AD-1(Rhone-Poulenc)
POLYQUATERNIUM-18
定義:Polyquaternium-18は、ジクロロエチルエーテルと反応させた、アゼライン酸およびジメチルアミノプロピルアミンの反応により製造される、ポリマー四級塩である。それは下記式に通常相当する。
-〔-N+(CH2)3NH-(O)C-(CH2)3C(O)-NH-(CH2)3-N(CH3)2-(CH2)2-O-(CH2)2-〕xCl− x
他の名称:
Mirapol AZ-1(Rhone-Poulenc)
POLYQUATERNIUM-19
定義:Polyquaternium-19は、ポリビニルアルコールと2,3-エポキシプロピルアミンとの反応により製造されるポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
Arlatone PQ-220(ICI Americas)
POLYQUATERNIUM-20
定義:Polyquaternium-20は、ポリビニルオクタデシルエーテルと2,3-エポキシプロピルアミンとの反応により製造されるポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
Arlatone PQ-225(ICI Americas)
POLYQUATERNIUM-22
CAS No:53694-17-0
実験式:
(C8H16NCl)(C3H3O2)
定義:Polyquaternium-22は、ジメチルジアリルアンモニウムクロリドおよびアクリル酸のコポリマーである。それは下記式に通常相当する。
-〔DMDA〕x- -〔-CH2CH(C(O)OH)-〕y-
上記式中-〔DMDA〕x-は下記の式で表される。
他の名称:
Merquat 280(Calgon)
POLYQUATERNIUM-24
定義:Polyquaternium-24はラウリルジメチルアンモニウム置換エポキシドと反応させたヒドロキシエチルセルロースのポリマー四級アンモニウム塩である。
他の名称:
Quatrisoft Polymer LM-200(Amerchol)
POLYQUATERNIUM-27
定義:Polyquaternium-27はPolyquaternium-2とPolyquaternium-17との反応により形成されるブロックコポリマーである。
他の名称:
Mirapol 9(Rhone-Poulenc)
Mirapol-95(Rhone-Poulenc)
Mirapol 175(Rhone-Poulenc)
POLYQUATERNIUM-28
定義:Polyquaternium-28は、ビニルピロリドンおよびジメチルアミノプロピルメタクリルアミドモノマーからなるポリマー四級アンモニウム塩である。それは下記式に通常相当する。
-〔VP〕x-〔-CH2-CH(CH3)〔C(O)-NH-CH2CH2CH2N+(CH3)3-〕〕yCl− y
上記式中〔VP〕は下記の式で表される。
他の名称:
Gafquat HS-100(GAF)
ビニルピロリドン/メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリドコポリマー。
POLYQUATERNIUM-29
定義:Polyquaternium-29は、プロピレンオキシドと反応させて、エピクロロヒドリンで四級化された、Chitosanである。
他の名称:
Lexquat CH(Inolex)
POLYQUATERNIUM-30
定義:Polyquaternium-30は下記式に通常相当するポリマー四級アンモニウム塩である。
-〔CH2C(CH3)(C(O)OCH3)〕x-〔CH2C(CH3)(C(O)OCH2CH2N+(CH3)2CH2COO−)〕y-
他の名称:
Mexomere PX(Chimex)
多糖ゴムの中では、ガラクトマンナンガムであるグアーおよびローカストビーンガムが市販されており、好ましい。グアーガムはMeyhallおよびStein-Hallから商品名CSAA M/200、CSA 200/50で販売され、ヒドロキシアルキル化グアーガムは同供給元から市販されている。他の市販多糖ガムには、キサンタンガム、ガッチガム、タマリンドガム、アラビアガムおよび寒天がある。
カチオン性グアーガムとそれらの製造方法は、英国特許第1,136,842号および米国特許第4,031,307号に開示されている。好ましくは、それらは0.1〜約0.5のD.S.を有している。
有効なカチオン性グアーガムはJaguar C-13S(商品名-Meyhall)であり、分子量約220,000のグアーガムから誘導されて、約0.13の置換度を有すると考えられ、カチオン性部分は下記式を有している。
-CH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl−
下記式の四級基で約0.2〜0.5のD.S.に四級化されたグアーガムも非常に有効である。
-CH2CH(OH)CH2N+(CH3)3Cl−
または
-CH2CH=CHCH2N+(CH3)3Cl−
カチオン性グアーガムは本発明による組成物においてカチオン性ポリマーの非常に好ましい群であり、残留アニオン性界面活性剤のスカベンジャーとして作用して、残留アニオン性界面活性剤をほとんどまたは全く含有していない浴に用いられたときでも、カチオン性織物柔軟剤の柔軟効果を増す。カチオン性グアーガムは、組成物の約0.03〜0.7重量%、好ましくは0.4%以内のレベルで有効である。
他の多糖ベースガムも同様に四級化させて、様々な有効度で実質的に同様に作用することができる。適切なデンプンおよび誘導体は、メイズ、小麦、大麦などと、ポテト、タピオカなどのような根茎から得られるような天然デンプンと、デキストリン、特にピロデキストリン、例えばBritishガムおよびホワイトデキストリンである。
特に、約1000〜約10,000の範囲、通常約5000の分子量(デキストリンとして)を有する上記のようなカチオン性デキストリンが、アニオン性界面活性剤にとって有効なスカベンジャーである。好ましくは、D.S.は0.1超過、特に約0.2〜0.8の範囲内である。常法で四級化された、カチオン性デンプン、特に直鎖フラクション、アミロースも適切である。通常、D.S.は0.01〜0.9、好ましくは0.2〜0.7であって、これはほとんどの慣用的なカチオン性デンプンよりもむしろ高い。
カチオン性デキストリンは通常組成物の約0.05〜0.7%、特に約0.1〜0.5%範囲のレベルで用いられる。ポリビニルピリジン、およびそれと例えばスチレン、メチルメタクリレート、アクリルアミド、N-ビニルピロリドンとのコポリマーは、ピリジン窒素で四級化されていると、非常に有効であり、上記多糖誘導体よりもっと低いレベルで、例えば組成物の約0.01〜0.2重量%、特に約0.02〜0.1%で用いることができる。一部の場合に、含有率がポリビニルピリジニウムクロリドおよびそれとスチレンとのコポリマーについて約0.05重量%のように至適レベルをやや超えたとき、性能は落ちると思われる。
一部の非常に有効な個別のカチオン性ポリマーは、下記に示されるものである。有用なピリジン窒素の約60%が四級化された、分子量約40,000のポリビニルピリジン;有用なピリジン窒素の約45%が上記のように四級化された、分子量約43,000のビニルピリジン/スチレン70/30モル割合のコポリマー;有用なピリジン窒素の約35%が上記のように四級化された、ビニルピリジン/アクリルアミド60/40モル割合のコポリマー;有用なピリジン窒素の約97%が上記のように四級化された、分子量約43,000のビニルピリジン/メチルメタクリレート77/23および57/43モル割合のコポリマーである。
これらのカチオン性ポリマーは、非常に低い濃度で、例えば0.001〜0.2重量%、特に約0.02〜0.1%のとき組成物に有効である。一部の場合に、含有率が至適レベルをやや超えたとき、例えばポリビニルピリジンおよびそのスチレンコポリマーの場合で約0.05%超えたとき、有効性は落ちると思われる。
一部の他の有効なカチオン性ポリマーは、下記に示されるものである。有用なピリジン窒素の約40%が四級化されたビニルピリジンおよびN-ビニルピロリドン(63/37)のコポリマー;上記のように四級化されたビニルピリジンおよびアクリロニトリル(60/40)のコポリマー;有用アミノ窒素の約75%で上記のように四級化されたN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートおよびスチレン(55/45)のコポリマー;有用アミノ窒素の約75%で上記のように四級化されたEudragit E(Rohm GmbHの商品名)(Eudragit Eは、N,N-ジアルキルアミノアルキルメタクリレートおよび天然アクリル酸エステルのコポリマーであって、約100,000〜1,000,000の分子量を有していると考えられる);有用アミノ窒素の約50%で四級化されたN-ビニルピロリドンおよびN,N-ジエチルアミノメチルメタクリレート(40/50)のコポリマーである。これらのカチオン性ポリマーは、ベースポリマーを四級化することにより公知の手法で製造できる。
更に他のコポリマーは2種以上の反応性モノマーの縮合により形成される縮合ポリマーであり、その双方とも二官能性である。これらポリマーの2つの広いクラスは、その後、カチオン性と、即ち(a)主鎖がカチオン性であるか、または主鎖がカチオン性となるように窒素原子を有することによって形成される。
クラス(a)の化合物は、下記式の三級または二級アミンと、
R11N(R12OH)2
(上記式中R11はHまたはC1-6アルキル基、好ましくはメチル、またはR12OHであり、各R12は独立してC1-6アルキレン基、好ましくはエチレンである)下記式を有する二塩基酸または対応アシルハライド、またはその無水物と縮合させることにより製造できる。
XOOC(R13)COOX
(上記式中R13はC1-6アルキレン、ヒドロキシアルキレンもしくはアルケニル基またはアリール基であり、XはHまたはハライド、好ましくはクロリドである)一部の適切な酸は、コハク酸、リンゴ酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、マレイン酸、オルト-、メタ-およびテレフタル酸と、それらのモノおよびジクロリドである。非常に適切な無水物には無水マレイン酸およびフタル酸がある。縮合により下記構造の繰返し単位を有したポリマーとなる。
〔-R12-N(R11)-R12-O(O)C-R13-C(O)O-〕
この種類の反応は英国特許第602,048号明細書に記載されている。これらは、例えば主鎖窒素原子またはそれらの一部でアルキルもしくはアルキルハライドまたはジアルキルサルフェートの付加により、カチオン性にすることができる。R11が(R12OH)であるとき、得られるポリマーが十分に水溶性のままであるかぎり、この基はカルボン酸、例えばC1-20飽和または不飽和脂肪酸またはそのクロリドもしくは無水物との反応によりエステル化することができる。長鎖で約R10以上の脂肪酸が用いられるとき、これらのポリマーは“コーム”ポリマーとして記載できる。一方、R11が(R12OH)であるとき、R11基はカチオン性、例えば四級アンモニウム基、例えばグリシジルトリメチルアンモニウムクロリドまたは1-クロロブテ-2-エントリメチルアンモニウムクロリド、後に記載する類似物質と反応させることができる。
このクラスの一部のカチオン性ポリマーは、例えば下記式を有する二官能性四級アンモニウム化合物でのジカルボン酸などの直接縮合により製造してもよい。
R11R14N+(R12OH)2Z−
上記式中R14はHまたはC1-6アルキル基であり、R11およびR12は前記のとおりであり、Z−はアニオンである。
主鎖でカチオン性とすることができる窒素を有したコポリマーのもう1つのクラスは、前記のようなジカルボン酸などと下記構造を有するジアルキレントリアミンとの反応により製造できる。
H2NR15N(R17)R16NH2
上記式中R15およびR16は独立して各々C2-6アルキレン基を表し、R17は水素またはC1-6アルキル基である。これにより下記繰返し単位を有するポリマーとなる。
〔-(O)C-R13-C(O)-NH-R15-N(R17)-R16-NH-〕
上記式中CO基に直接結合されていない窒素、即ちアミド窒素でない窒素は、アルキルハライドまたはジアルキルサルフェートとの反応により、カチオン性にすることができる。
このクラスに属すると考えられる縮合ポリマーの市販例は、Allied Colloidsにより商品名Alcostatで販売されている。
更に他のカチオン性ポリマー塩は四級化ポリエチレンイミンである。これらは少くとも10の繰返し単位を有しており、一部または全部が四級化されている。
このクラスのポリマーの市販例も、Allied Colloidsにより商品名Alcostatで販売されている。
これらの四級化およびエステル化反応は容易に行なわれず、通常、有用窒素の約60%以内の置換度が得られて、かなり有効であることは、当業者にとって明らかであろう。カチオン性ポリマーを構成している単位の通常一部のみが、示された構造を有している、と理解されるべきである。
主鎖に窒素を有しないクラス(b)のポリマーは、例えばグリセロールを用いて、トリオールまたはそれ以上の多価アルコールを前記のようなジカルボン酸などと反応させることにより製造される。これらのポリマーでは、すべてのヒドロキシルまたはそれらの一部でカチオン基と反応させることができる。
上記タイプのポリマーの典型例は、米国特許第4,179,382号明細書に開示されており、引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
本発明の他のカチオン性ポリマーは、水溶性または分散性の修飾ポリアミンである。本発明のポリアミンカチオン性ポリマーは、水溶性または分散性の修飾ポリアミンである。これらのポリアミンは直鎖または環式いずれかの主鎖を含んでいる。ポリアミン主鎖はポリアミン分岐鎖も多かれ少かれある程度で含むことができる。一般的に、本明細書に記載されたポリアミン主鎖は、ポリアミン鎖の各窒素が置換、四級化、酸化された単位またはそれらの組合せについて、後に記載するように修飾される。
本発明の目的において、“修飾”という用語は、主鎖-NH水素原子をE単位で置き換えること(置換)、主鎖窒素を四級化すること(四級化)、または主鎖窒素をN-オキシドに酸化すること(酸化)と定義される。“修飾”および“置換”という用語は、主鎖窒素に結合された水素原子をE単位で置き換えるプロセスに言及するとき、互換的に用いられる。四級化または酸化は一部の状況下で置換なしに行えるが、置換は少くとも1つの主鎖窒素の酸化または四級化に伴うことが好ましい。
本発明のポリアミンカチオン性ポリマーを構成する直鎖または非環式ポリアミン主鎖は下記一般式を有している。
〔H2N-R〕n+1-〔N(H)-R〕m-〔N(H)-R〕n-NH2
修飾前の上記主鎖はR“連結”単位で接続された一級、二級および三級アミン窒素からなる。本発明のポリアミンカチオン性ポリマーを構成する環式ポリアミン主鎖は下記一般式を有している。
〔H2N-R〕n-k+1-〔N(H)-R〕m-〔N(-)-R〕n-〔N(R)-R〕k-NH2
上記式中(-)は共有結合を示し、修飾前の上記主鎖はR“連結”単位で接続された一級、二級および三級アミン窒素からなる。
本発明の目的において、主鎖または分岐鎖を構成する一級アミン窒素は、修飾されると、VまたはZ“末端”単位として表示される。例えば、下記構造を有する、主ポリアミン主鎖または分岐鎖の末端に位置した一級アミン部分、
〔H2N-R〕-
が本発明に従い修飾されたとき、それはV“末端”単位、または単純にV単位として表示される。しかしながら、本発明の目的において、一級アミン部分の一部または全部は以下で更に記載される制限に従い未修飾のままである。これらの未修飾一級アミン部分は、主鎖におけるそれらの位置のために、“末端”単位のままである。同様に、下記構造を有する、主ポリアミン主鎖の末端に位置した一級アミン部分、
-NH2
が本発明に従い修飾されたとき、それはZ“末端”単位、または単純にZ単位として表示される。この単位は、以下で更に記載される制限に従い未修飾のままでもよい。
同様に、主鎖または分岐鎖を構成する二級アミン窒素は、修飾されると、W“主鎖”単位として表示される。例えば、下記構造を有する、本発明の主鎖および分岐鎖の主要素、二級アミン部分、
-〔N(H)-R-〕-
が本発明に従い修飾されたとき、それはW“主鎖”単位、または単純にW単位として表示される。しかしながら、本発明の目的において、二級アミン部分の一部または全部は未修飾のままでもよい。これらの未修飾二級アミン部分は、主鎖におけるそれらの位置のために、“主鎖”単位のままである。
更に同様に、主鎖または分岐鎖を構成する三級アミン窒素は、修飾されると、Y“分岐”単位と称される。例えば、下記構造を有する、ポリアミン主鎖または他の分岐鎖もしくは環の鎖分岐点である、三級アミン部分、
-〔N(-)-R〕-
(上記式中(-)は共有結合を示す)が本発明に従い修飾されたとき、それはY“分岐”単位、または単純にY単位として表示される。しかしながら、本発明の目的にとり、三級アミン部分の一部または全部は未修飾のままでもよい。これらの未修飾三級アミン部分は、主鎖におけるそれらの位置のために、“分岐”単位のままである。ポリアミン窒素を連結するように働く、V、WおよびY単位窒素に付随したR単位は、以下に記載する。
本発明のポリアミンの最終修飾構造は、したがって、直鎖ポリアミンコットン汚れ遊離ポリマーの場合に下記一般式で表わされ、
V(n+1)WmYnZ
環式ポリアミンコットン汚れ遊離ポリマーの場合に下記一般式、
V(n-k+1)WmYnY′kZ
で表すことができる。環を含んだポリアミンの場合に、下記式のY′単位、
-〔N(R-)-R〕-
は主鎖または分岐環の分岐点として働く。Y′単位毎に、下記式を有するY単位がある。
-〔N(-)-R〕-
これは主ポリマー鎖または分岐への環の接続点を形成する。主鎖が完全な環である独特な場合に、ポリアミン主鎖は下記式を有し、
〔H2N-R〕n-〔N(H)-R〕m-〔N(-)-R〕n-
したがってZ末端単位を含まず、下記式を有する。
Vn-kWmYnY′k
上記式中kは環形成分岐単位の数である。好ましくは、本発明のポリアミン主鎖は環を含まない。
非環式ポリアミンの場合に、インデックスn対インデックスmの比率は相対的分岐度に関する。本発明による完全非分岐直鎖修飾ポリアミンは下記式を有している。
VWmZ
即ちnは0である。nの値が大きくなるほど(m対nの比率が低くなるほど)、分子中の分岐度は大きくなる。典型的には、mの値は最小値4から約400までの範囲であるが、mの値が大きく、特にインデックスnの値が非常に低いかまたはほぼ0であるときも好ましい。
一級、二級または三級の各ポリアミン窒素は、本発明に従い修飾されると、単純な置換、四級化または酸化の3つの一般的クラスのうち1つに属するとして更に表せる。修飾されていないポリアミン窒素単位は、それらが一級、二級または三級窒素であるかどうかに応じて、V、W、YまたはZ単位に分類される。即ち、本発明の目的において、未修飾一級アミン窒素はVまたはZ単位であり、未修飾二級アミン窒素はW単位であり、未修飾三級アミン窒素はY単位である。
修飾一級アミン部分は、下記に表わされる3つの形態のうち1つを有するV“末端”単位として表示される。
a)下記構造を有する単純置換単位。
N(E2)-R-
b)下記構造を有する四級化単位。
N(E3)-R-(X−)
(上記式中Xは電荷バランスをとる適切な対イオンである);および
c)下記構造を有する酸化単位。
(-R)(E2)N→O
修飾二級アミン部分は、下記に表わされる3つの形態のうち1つを有するW“主鎖”単位として表示される。
a)下記構造を有する単純置換単位。
-N(E)-R-
b)下記構造を有する四級化単位。
-N+(E2)-R-
(上記式中Xは電荷バランスをとる適切な対イオンである);および
c)下記構造を有する酸化単位。
-N(E)(R-)→O
修飾三級アミン部分は、下記に表わされる3つの形態のうち1つを有するY“分岐”単位として表示される。
a)下記構造を有する未修飾単位。
(-)2N-R-
b)下記構造を有する四級化単位。
(-)2(E)N+-R-
(上記式中Xは電荷バランスをとる適切な対イオンである);および
c)下記構造を有する酸化単位。
-R-N(-)2→O
ある修飾一級アミン部分は、下記に表わされる3つの形態のうち1つを有するZ“末端”単位として表示される。
a)下記構造を有する単純置換単位。
-N(E)2
b)下記構造を有する四級化単位。
-N+(E)3X−
(上記式中Xは電荷バランスをとる適切な対イオンである);および
c)下記構造を有する酸化単位。
-R-N(E)2→O
いずれの窒素位置も非置換または未修飾であるとき、水素がEの代わりであると理解される。例えば、ヒドロキシエチル部分の形で1つのE単位を有する一級アミン単位は、式(HOCH2CH2)HN-を有したV末端単位である。
本発明の目的において、鎖末端単位には2つのタイプ、VおよびZ単位がある。Z“末端”単位は構造-NH2の末端一級アミノ部分から誘導されている。本発明による非環式ポリアミン主鎖は1つのZ単位だけを有し、環式ポリアミンはZ単位を有しない。Z単位が修飾されてN-オキシドを形成している場合を除き、Z“末端”単位は下記いずれかのE単位で置換することができる。Z単位窒素がN-オキシドに酸化されている場合、その窒素は修飾されているはずであり、そのためEが水素であることはない。
本発明のポリアミンは、主鎖の窒素原子を接続するように働く主鎖R“連結”単位を含んでいる。R単位には、本発明の目的から“ヒドロカルビルR”単位および“オキシR”単位と称される単位がある。“ヒドロカルビルR”単位とは、C2-C12アルキレン、C4-C12アルケニレン、C3-C12ヒドロキシアルキレン(ヒドロキシル部分は、ポリアミン主鎖窒素に直接接合された炭素原子以外の、R単位鎖上のいずれかの位置にある);C4-C12ジヒドロキシアルキレン(ヒドロキシル部分は、ポリアミン主鎖窒素に直接接合された炭素原子以外の、R単位鎖上のいずれか2つの炭素原子にある);C8-C12ジアルキルアリレン(本発明の目的から、連結鎖の一部として2つのアルキル置換基を有したアリレン部分である)である。例えば、ジアルキルアリレン単位は下記式を有する。
上記単位は1,4-置換でなくてもよく、1,2または1,3-置換C2-C12アルキレン、好ましくはエチレン、1,2-プロピレン、およびそれらの混合、更に好ましくはエチレンであってもよい。“オキシ”R単位には、-(R1O)、R5(OR1)x-、-(CH2CH(OR2)CH2O)z(R1O)yR1(OCH2CH(OR2)CH2)w-、-CH2CH(OR2)CH2-,-(R1O)xR1-およびそれらの混合がある。好ましいR単位はC2-C12アルキレン、C3-C12ヒドロキシアルキレン、C4-C12ジヒドロキシアルキレン、C8-C12ジアルキルアリレン、-(R1O)xR1-、-CH2CH(OR2)CH2-、-(CH2CH(OH)CH2O)z(R1O)yR1(OCH2CH(OH)CH2)w-、-(R1O)xR5(OR1)x-であり、更に好ましいR単位はC2-C12アルキレン、C3-C12ヒドロキシアルキレン、C4-C12ジヒドロキシアルキレン、-(R1O)xR1-、-(R1O)xR5(OR1)x-、-(CH2CH(OH)CH2O)z(R1O)yR1(OCH2CH(OH)CH2)w-およびそれらの混合であり、更に一層好ましいR単位はC2-C12アルキレン、C3ヒドロキシアルキレンおよびそれらの混合であり、最も好ましいのはC2-C12アルキレンである。本発明の最も好ましい主鎖は、エチレンであるR単位を少くとも50%含んでいる。
R1はC2-C6アルキレンおよびそれらの混合、好ましくはエチレンである。
R2は水素、-(R1O)xB、好ましくは水素である。
R3はC1-C18アルキル、C7-C12アリールアルキレン、C7-C12アルキル置換アリール、C6-C12アリールおよびそれらの混合、好ましくはC1-C12アルキル、C7-C12アリールアルキレン、更に好ましくはC1-C12アルキル、最も好ましくはメチルである。R3単位は下記E単位の一部として働く。
R4はC1-C12アルキレン、C4-C12アルケニレン、C8-C12アリールアルキレン、C6-C10アリレン、好ましくはC1-C10アルキレン、C8-C12アリールアルキレン、更に好ましくはC2-C8アルキレン、最も好ましくはエチレンまたはブチレンである。
R5はC1-C12アルキレン、C3-C12ヒドロキシアルキレン、C4-C12ジヒドロキシアルキレン、C8-C12ジアルキルアリレン、-C(O)-、-C(O)NHR6NHC(O)-、-C(O)(R4)rC(O)-、-R1(OR1)-、-CH2CH(OH)CH2O(R1O)yR1OCH2CH(OH)CH2-、-C(O)(R4)rC(O)-、-CH2CH(OH)CH2-であり、R5は好ましくはエチレン、-C(O)-、-C(O)NHR6NHC(O)-、-R1(OR1)-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(OH)CH2O(R1O)yR1OCH2CH(OH)CH2-、更に好ましくは-CH2CH(OH)CH2-である。
R6はC2-C12アルキレンまたはC6-C12アリレンである。
好ましい“オキシ”R単位はR1、R2およびR5単位で更に規定される。好ましい“オキシ”R単位は好ましいR1、R2およびR5単位を含んでいる。本発明の好ましいコットン汚れ放出剤は、エチレンであるR1単位を少くとも50%含んでいる。好ましいR1、R2およびR5単位が“オキシ”R単位で組み合わされて、下記のような好ましい“オキシ”R単位を形成している。
i)更に好ましいR5を-(CH2CH2O)xR5(OCH2CH2)x-中に置換すると、
-(CH2CH2O)xCH2CHOHCH2(OCH2CH2)x-を形成する。
ii)好ましいR1およびR2を-(CH2CH(OR2)CH2O)z-(R1O)yR1O(CH2CH(OR2)CH2)w-中に置換すると、-(CH2CH(OH)CH2O)z-(CH2CH2O)yCH2CH2O(CH2CH(OH)CH2)w-を形成する。
iii)好ましいR2を-CH2CH(OR2)CH2-中に置換すると、-CH2CH(OH)CH2-を形成する。
E単位は水素、C1-C22アルキル、C3-C22アルケニル、C7-C22アリールアルキル、C2-C22ヒドロキシアルキル、-(CH2)pCO2M、-(CH2)qSO3M、-CH(CH2CO2M)CO2M、-(CH2)pPO3M、-(R1O)mB、-C(O)R3、好ましくは水素、C2-C22ヒドロキシアルキレン、ベンジル、C1-C22アルキレン、-(R1O)mB、-C(O)R3、-(CH2)pCO2M、-(CH2)qSO3M、-CH(CH2CO2M)CO2M、更に好ましくはC1-C22アルキレン、-(R1O)xB、-C(O)R3、-(CH2)pCO2M、-(CH2)qSO3M、-CH(CH2CO2M)CO2M、最も好ましくはC1-C22アルキレン、-(R1O)xBおよび-C(O)R3からなる群より選択される。修飾または置換が窒素で行われないときには、水素原子がEを表す部分として残る。
V、WまたはZ単位が酸化されているとき、即ち窒素がN-オキシドであるとき、E単位は水素原子ではない。例えば、主鎖または分岐鎖は下記構造の単位を含まない。
(-)0-1(R)0-1(H)1-2N→O
加えて、V、WまたはZ単位が酸化されているとき、即ち窒素がN-オキシドであるとき、E単位は窒素原子に直接結合されたカルボニル部分を含んでいない。本発明によると、E単位-C(O)R3部分はN-オキシド修飾窒素に結合されず、即ち下記構造を有するN-オキシドアミドも、それらの組合せも存在しない。
R3-C(O)N(E)0-1(-)0-1→O
Bは水素、C1-C6アルキル、-(CH2)qSO3M、-(CH2)pCO2M、-(CH2)q(CHSO3M)CH2SO3M、-(CH2)q(CHSO2M)CH2SO3M、-(CH2)pPO3M、-PO3M、好ましくは水素、-(CH2)qSO3M、-(CH2)q(CHSO3M)CH2SO3M、-(CH2)q(CHSO2M)CH2SO3M、更に好ましくは水素または-(CH2)qSO3Mである。
Mは水素、または電荷バランスを満たす上で十分な量の水溶性カチオンである。例えば、ナトリウムカチオンは-(CH2)pCO2Mおよび-(CH2)qSO3Mを等しく満たして、-(CH2)pCO2Naおよび-(CH2)qSO3Na部分になる。2以上の一価カチオン(ナトリウム、カリウムなど)も、所要の化学電荷バランスを満たすように組合せることができる。しかしながら、2以上のアニオン基が二価カチオンで電荷バランスを満たされていたり、あるいは2以上の一価カチオンが多アニオン基の電荷要求を満たす上で必要とされることもある。例えば、ナトリウム原子で置換された-(CH2)pPO3M部分は式-(CH2)pPO3Na3を有する。カルシウム(Ca2+)またはマグネシウム(Mg2+)のような二価カチオンも、他の適切な一価水溶性カチオンの代わりに用いたり、またはそれと組合せてよい。好ましいカチオンはナトリウムおよびカリウム、更に好ましくはナトリウムである。
Xは塩素(Cl−)、臭素(Br−)およびヨウ素(I−)のような水溶性アニオンであるか、またはXは硫酸(SO4 2-)およびメト硫酸(CH3SO3 −)のような負電荷基である。
式インデックスは下記値を有する。pは1〜6の値を有する;qは0〜6の値を有する;rは0または1の値を有する;wは0または1の値を有する;xは1〜100の値を有する;yは0〜100の値を有する;zは0または1の値を有する;kはnの値以下である;mは4〜約400の値を有する;nは0〜約200の値を有する;m+nは少くとも5の値を有する。
本発明の好ましいポリアミンカチオン性ポリマーは、R基の約50%未満、好ましくは約20%未満、更に好ましくは5%未満が“オキシ”R単位であり、最も好ましくはR単位が“オキシ”R単位を含まないポリアミン主鎖を有している。
“オキシ”R単位を含まない最も好ましいポリアミンカチオン性ポリマーは、R基の50%未満が3超過の炭素原子を含んだポリアミン主鎖を有している。例えば、エチレン、1,2-プロピレンおよび1,3-プロピレンが3以下の炭素原子を含んでいて、好ましい“ヒドロカルビル”R単位である。即ち、主鎖R単位がC2-C12アルキレンであるときには、好ましくはC2-C3アルキレン、最も好ましくはエチレンである。
本発明のポリアミンカチオン性ポリマーは、修飾された均一および不均一なポリアミン主鎖を有しており、-NH単位の100%以下が修飾されている。本発明の目的において、“均一なポリアミン主鎖”という用語は、同一のR単位(即ち、すべてエチレン)を有するポリアミン主鎖として定義される。しかしながら、この同一という定義には、選択された化学合成法の人工産物として存在するポリマー主鎖を含んだ、他の外来単位を有するポリアミンを排除するわけではない。例えば、エタノールアミンがポリエチレンイミンの合成で“開始剤”として用いられ、そのため重合“開始剤”に起因して1つのヒドロキシエチル部分を含むポリエチレンイミンのサンプルも本発明の目的において均一なポリアミン主鎖を有していると考えられることが、当業者に知られている。分岐Y単位が存在せずに、すべてエチレンR単位を有したポリアミン主鎖は、均一な主鎖である。すべてエチレンR単位を有したポリアミン主鎖は、分岐の程度または存在する環式分岐の数にかかわらず、均一な主鎖である。
本発明の目的において、“不均一なポリマー主鎖”という用語は、様々なR単位長およびR単位タイプの組合せであるポリアミン主鎖に関する。例えば、不均一な主鎖はエチレンおよび1,2-プロピレン単位の混合であるR単位を含んでいる。本発明の目的において、“ヒドロカルビル”および“オキシ”R単位の混合は不均一な主鎖を供するために不要である。これら“R単位鎖長”の適正な操作により、本発明のポリアミンカチオン性ポリマーの溶解性および布地本質性を調整する能力を処方者に提供する。
本発明の好ましいポリアミンカチオン性ポリマーの1つのタイプは、ポリエチレンオキシ部分で全部または一部置換された均一なポリアミン主鎖、全部または一部四級化されたアミン、N-オキシドに全部または一部酸化された窒素、およびそれらの混合を含んでいる。しかしながら、すべての主鎖アミン窒素が同様に修飾されなくてもよく、修飾の選択は処方者の具体的要求に任される。エトキシル化の程度も処方者の具体的要求により決められる。
本発明の化合物の主鎖を構成する好ましいポリアミンは、通常ポリアルキレンアミン(PAA)、ポリアルキレンイミン(PAI)、好ましくはポリエチレンアミン(PEA)、ポリエチレンイミン(PEI)、あるいは親PAA、PAI、PEAまたはPEIよりも長いR単位を有した部分により連結されたPEAまたはPEIである。一般的なポリアルキレンアミン(PAA)はテトラブチレンペンタミンである。PEAは、アンモニアおよびエチレンジクロリドの反応、その後分別蒸留により得られる。得られる一般的なPEAはトリエチレンテトラミン(TETA)およびテトラエチレンペンタミン(TEPA)である。ペンタミンより大きな、即ちヘキサミン、ヘプタミン、オクタミンおよび可能であればノナミンの同時誘導混合物は、蒸留により分取しずらく、環式アミン、特にピペラジン類のような他の物質を含有している。窒素原子が存在する側鎖を有した環式アミンも存在しうる。PEAの製法について記載する、1957年5月14日付で発行されたDickinsonの米国特許第2,792,372号明細書参照。
好ましいアミンポリマー主鎖は、C2アルキレン(エチレン)単位であるR単位からなり、これはポリエチレンイミン(PEI)としても知られる。好ましいPEIは少くとも中度の分岐を有しており、即ちm対nの比率は4:1未満であるが、約2:1のm対n比を有するPEIが最も好ましい。修飾前の好ましい主鎖は下記一般式を有している。
〔H2NCH2CH2〕n-〔N(H)CH2CH2〕m-N(-)CH2CH2〕nNH2
上記式中(-)、mおよびnは前記と同義である。修飾前の好ましいPEIは、約200ドルトンより大きな分子量を有している。
ポリアミン主鎖における一級、二級および三級アミン単位の相対割合は、特にPEIの場合で、製法に応じて変わる。ポリアミン主鎖の各窒素原子に結合された各水素原子は、後の置換、四級化または酸化について可能な部位を表す。
これらのポリアミンは、例えば、二酸化炭素、重亜硫酸ナトリウム、硫酸、過酸化水素、塩酸、酢酸などのような触媒の存在下でエチレンイミンを重合させることにより製造できる。これらのポリアミン主鎖を製造する具体的な方法は、1939年12月5日付で発行されたUlrichらの米国特許第2,182,306号;1962年5月8日付で発行されたMayleらの米国特許第3,033,746号;1940年7月16日付で発行されたEsselmannらの米国特許第2,208,095号;1957年9月17日付で発行されたCrowtherの米国特許第2,806,839号;および1951年5月21日付で発行されたWilsonの米国特許第2,553,696号明細書に開示されており、すべて引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
PEIを有する本発明の修飾ポリアミンカチオン性ポリマーの例は、式I〜IIに示されている。
式Iは、すべての置換可能な窒素がポリオキシアルキレンオキシ単位、-(CH2CH2O)7Hによる水素の置換で修飾されている、PEI主鎖を有するポリアミンカチオン性ポリマーを示しており、下記式を有する。
式I
これは1タイプの部分で完全に修飾されたポリアミンカチオン性ポリマーの例である。
式IIは、すべての置換可能な一級アミン窒素がポリオキシアルキレンオキシ単位、-(CH2CH2O)7Hによる水素の置換で修飾されたPEI主鎖を有するポリアミンカチオン性ポリマーを示しており、その分子は次いでN-オキシドへのすべての酸化可能な一級および二級窒素の後の酸化により修飾され、そのポリアミンカチオン性ポリマーは下記式を有している。
式II
もう1つの関連ポリアミンカチオン性ポリマーは、すべての主鎖水素原子が置換されて、一部の主鎖アミン単位が四級化された、PEI主鎖を有している。置換基はポリオキシアルキレンオキシ単位-(CH2CH2O)7Hまたはメチル基である。更にもう1つの関連ポリアミンカチオン性ポリマーは、主鎖窒素が置換(即ち、-(CH2CH2O)7Hまたはメチル)、四級化、N-オキシドへの酸化またはそれらの組合せにより修飾されたPEI主鎖を有している。
これらのポリアミンカチオン性ポリマーは、改善された柔軟性を提供することに加えて、有効量、例えば約0.001〜約10%、好ましくは約0.01〜約5%、更に好ましくは約0.1〜約1%で用いられたときに、コットン汚れ遊離剤として機能することができる。
前記のような好ましいカチオン性ポリマー物質は、カチオン性多糖、特にカチオン性ガラクトマンナンガム(例えば、グアーガム)およびカチオン性誘導体である。これらの物質は市販されており、比較的安価である。それらはカチオン性界面活性剤と良好な適合性を有して、本発明による安定で高度に有効な柔軟化組成物を製造する。このようなポリマー状物質は、好ましくは、組成物の0.03〜0.5%のレベルで用いられる。
もちろん、上記カチオン性ポリマーのいかなる混合物も使用でき、かつ、個別的ポリマーまたは具体的混合物の選択は例えばそれらの粘度および水性分散物の安定性のような組成物の物理的性質をコントロールするために用いることができる。
これらのカチオン性ポリマーは、求める効果に応じて、組成物の約0.001〜約10重量%のレベルで通常有効である。分子量は、約500〜約1,000,000、好ましくは約1000〜約500,000、更に好ましくは約1000〜約250,000の範囲内である。
有効であるためには、本カチオン性ポリマーは連続水相中で少くともここに開示されたレベルにしておくべきである。ポリマーが連続水相中に確かに存在するためには、それらは組成物を製造するプロセスの一番最後に加えることが好ましい。布地柔軟活性剤は小胞の形で通常存在する。小胞が形成された後で、温度が約85°F未満であるときに、そのポリマーは加えられる。
任意の粘度/分散性調整剤
前記のように、不飽和DEQAの比較的濃縮された組成物は濃縮助剤の添加なしに、安定なものとして、製造することができる。しかしながら、通常、本発明の組成物は、高濃度の有機および/または無機濃縮助剤の存在から効果を得て、他の成分に応じて高い安定性標準を満たす。典型的には粘度調整剤であるこれらの濃縮助剤は、IVとの関係で特定の柔軟活性剤レベルが存在しているとき、極端な条件下でも安定性を保証するために役立つ。
濃縮助剤が香料を含有した典型的な水性液体布地柔軟剤組成物で要求される濃度とIVとのこの関係は、少くとも概算で、下記式により表すことができる(約25より大きく約100より小さなIVの場合)。
柔軟活性剤の濃度(Wt%)=4.85+0.838(IV)−0.00756(IV)2(R2=0.99)
これらの柔軟活性剤レベルがより大きいとき、濃縮助剤は通常有益である。これらの数値は概算にすぎず、溶媒、他成分、脂肪酸などのような処方の他の可変要素が変わるならば、濃縮助剤はそれよりやや低い濃度のときに要求されたり、またはやや高い濃度のときに要求されないことがある。無香料または低レベル香料組成物(“無香”組成物)の場合には、それより高い濃度が所定IVレベルで可能である。処方物が分離するならば、濃縮助剤は望ましい基準を達成するために加えることができる。
I.界面活性濃縮助剤
任意の界面活性濃縮助剤は、(1)単一長鎖アルキルカチオン性界面活性剤、(2)ノニオン性界面活性剤、(3)アミンオキシド、(4)脂肪酸、または(5)それらの混合物からなる群より典型的に選択される。これら助剤のレベルは以下に記載されている。
(1)単一長鎖アルキルカチオン性界面活性剤
モノ長鎖アルキル(水溶性)カチオン性界面活性剤は、
I.固形組成物の場合、0〜約15%、好ましくは約3〜約15%、更に好ましくは約5〜約15%のレベルであり、
II.液体組成物の場合、0〜約15%、好ましくは約0.5〜約10%のレベルである(全単一長鎖カチオン性界面活性剤は少くとも有効レベルにある)。
本発明で有用なこのようなモノ長鎖アルキルカチオン性界面活性剤は、好ましくは下記一般式の四級アンモニウム塩、
(R2N+R3)X−
(上記式中R2基はC10-C22炭化水素基、好ましくはC12-C18アルキル基、またはエステル結合とNとの間に短いアルキレン(C1-C4)基をもって類似炭化水素基を有した対応エステル結合介在基、例えばコリンの脂肪酸エステル、好ましくはC12-C14(ココ)コリンエステルおよび/またはC16-C18タローコリンエステルである)柔軟活性剤の約0.1〜約20重量%である。各RはC1-C4アルキルまたは置換(例えば、ヒドロキシ)アルキルあるいは水素、好ましくはメチルであり、対イオンX−は柔軟剤適合性アニオン、例えばクロリド、ブロミド、メチル硫酸などである。
上記範囲は、本発明の組成物に加えられる単一長鎖アルキルカチオン性界面活性剤の量を表す。その範囲には成分(A)、ジエステル四級アンモニウム化合物に既に存在するモノエステルの量を含まず、全存在量は少くとも有効レベルにある。
単一長鎖アルキルカチオン性界面活性剤の長鎖基R2は、典型的には、約10〜約22の炭素原子、固形組成物の場合で好ましくは約12〜約16の炭素原子、液体組成物の場合で好ましくは約12〜約18の炭素原子を有するアルキレン基を含んでいる。このR2基は、親水性、生分解性などの増加にとって望ましいエステル、アミド、エーテル、アミン等、好ましくはエステル結合基を1以上含む基を介して、カチオン性窒素原子に結合させることができる。このような結合基はその窒素原子に対して炭素原子約3以内であることが好ましい。長鎖中にエステル結合を含んだ適切な生分解性単一長鎖アルキルカチオン性界面活性剤は、1989年6月20日付で発行されたHardyおよびWalleyの米国特許第4,840,738号明細書に記載されており、上記特許明細書は引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
対応する非四級アミンが用いられるならば、エステル基を安定化させるためにいかなる酸(好ましくは、鉱酸またはポリカルボン酸)を加えても、組成物中で、好ましくは濯ぎ液中でアミンをプロトン化さにおくために、アミンはカチオン基を有する。組成物は、水性液体濃縮製品中で、例えば低濃縮製品を形成する上で更なる希釈時に、および/または洗濯プロセスの濯ぎサイクルへの添加時に、適切な有効電荷密度を維持するように(約2〜約5、好ましくは約2〜約4のpHに)緩衝化される。
水溶性カチオン性界面活性剤の主要機能は、粘度を下げること、および/またはジエステル柔軟剤の分散性を増加させることであると理解されており、したがって場合によっては、カチオン性界面活性剤自体が実質的な柔軟化性を有していることは必須でない。しかも、単一長鎖アルキルのみを有する界面活性剤は、おそらくそれらが水に大きな溶解度を有しているため、濯ぎ液中に持ち越されたアニオン性界面活性剤および/または洗剤ビルダーとジエステル柔軟剤が相互作用しないように防御することができる。しかしながら、本発明のカチオン性ポリマーはこの機能を果たすことから、単一長鎖カチオン性物質のレベルを低く、好ましくは約10%未満、更に好ましくは約7%未満に保って、このような外来物質を最少に抑えておくことが好ましい。
単一のC12-C30アルキル鎖を有するアルキルイミダゾリン、イミダゾリニウム、ピリジンおよびピリジニウム塩のような環構造をもつ他のカチオン性物質も使用できる。非常に低いpHが、例えばイミダゾリン環構造を安定化させるために要求される。
(2)ノニオン性界面活性剤(アルコキシル化物質)
粘度/分散性調整剤として働く適切なノニオン性界面活性剤には、エチレンオキシド、場合によりプロピレンオキシドと、脂肪アルコール、脂肪酸、脂肪アミン等との付加生成物がある。
後に記載する具体的タイプのアルコキシル化物質はいずれもノニオン性界面活性剤として使用できる。一般的に、このノニオン性物質は単独で用いられるとき、I.固形組成物の場合で約5〜約20%、好ましくは約8〜約15%のレベルであり、II.液体組成物の場合で0〜約5%、好ましくは約0.1〜約5%、更に好ましくは約0.2〜約3%のレベルである。適切な化合物は、下記一般式の実質的に水溶性の界面活性剤である。
R2-Y-(C2H4O)z-C2H4OH
上記式中R2は、固形および液体双方の組成物で、一級、二級および分岐鎖アルキルおよび/またはアシルヒドロカルビル基;一級、二級および分岐鎖アルケニルヒドロカルビル基;一級、二級および分岐鎖アルキル-およびアルケニル-置換フェノール系ヒドロカルビル基からなる群より選択され、上記ヒドロカルビル基は炭素原子約8〜約20、好ましくは約10〜約18のヒドロカルビル鎖長を有している。更に好ましくは、ヒドロカルビル鎖長は液体組成物の場合で約16〜約18の炭素原子、固形組成物の場合で約10〜約14の炭素原子である。本エトキシル化ノニオン性界面活性剤に関する一般式において、Yは典型的には-O-、-C(O)O-、-C(O)N(R)-または-C(O)N(R)R-であり、R2およびRは存在するとき前記の意味を有し、および/またはRは水素であり、zは少くとも約8、好ましくは少くとも約10〜11である。柔軟剤組成物の性能と安定性は、通常、それより少ないエトキシレート基が存在するとき減少する。
本ノニオン性界面活性剤は約7〜約20、好ましくは約8〜約15のHLB(親水性-親油性バランス)により特徴付けされる。もちろん、R2とエトキシレート基の数を規定することにより、界面活性剤のHLBが一般的に決定される。しかしながら、本発明で有用なノニオン性エトキシル化界面活性剤は濃縮液体組成物の場合に比較的長鎖のR2基を含み、比較的高度にエトキシル化されていることが注目される。短いエトキシル化基を有する短アルキル鎖界面活性剤も必須HLBを有しているが、それらが本発明で有効なわけではない。
粘度/分散性調整剤としてのノニオン性界面活性剤は、高レベルの香料入り組成物の場合、本明細書に開示された他の調整剤よりも好ましい。
ノニオン性界面活性剤の例は以下に記載する通りである。本発明のノニオン性界面活性剤はこれらの例に限定されない。例中で、整数は分子中におけるエトキシル(EO)基の数を表す。
a.直鎖一級アルコールアルコキシレート
本明細書に記載された範囲内のHLBを有するn-ヘキサデカノールおよびn-オクタデカノールのデカ、ウンデカ、ドデカ、テトラデカおよびペンタデカ-エトキシレートが、本発明の関係において有用な粘度/分散性調整剤である。組成物の粘度/分散性調整剤として本発明で有用な例示エトキシル化一級アルコールはn-C18EO(10)およびn-C10EO(11)である。“タロー”鎖長範囲にある混合天然または合成アルコールのエトキシレートも本発明では有用である。このような物質の具体例には、タローアルコール-EO(11)、タローアルコール-EO(18)およびタローアルコール-EO(25)がある。
b.直鎖二級アルコールアルコキシレート
本明細書に記載された範囲内のHLBを有する3-ヘキサデカノール、2-オクタデカノール、4-エイコサノールおよび5-エイコサノールのデカ、ウンデカ、ドデカ、テトラデカ、ペンタデカ、オクタデカおよびノナデカ-エトキシレートが、本発明の関係において有用な粘度/分散性調整剤である。組成物の粘度/分散性調整剤として本発明で有用な例示エトキシル化二級アルコールは、2-C16EO(11)、2-C20EO(11)および2-C16EO(14)である。
c.アルキルフェノールアルコキシレート
アルコールアルコキシレートの場合のように、本明細書に記載された範囲内のHLBを有するアルキル化フェノール、特に一価アルキルフェノールのヘキサ〜オクタデカ-エトキシレートが、本組成物の粘度/分散性調整剤として有用である。p-トリデシルフェノール、m-ペンタデシルフェノール等のヘキサ〜オクタデカ-エトキシレートが本発明で有用である。混合物の粘度/分散性調整剤として本発明で有用な例示エトキシル化アルキルフェノールは、p-トリデシルフェノールEO(11)およびp-ペンタデシルフェノールEO(18)である。
本発明で用いられ、当業界で通常認識されているように、ノニオン式中のフェニレン基は2〜4の炭素原子を含むアルキレン基の相当物である。本目的において、フェニレン基を含むノニオン性物質は、アルキル基中の炭素原子+各フェニレン基につき炭素原子約3.3の合計として計算された相当数の炭素原子を含んでいると考えられる。
d.オレフィン性アルコキシレート
すぐ上で開示されたものに相当する、一級および二級双方のアルケニルアルコールとアルケニルフェノールも、本明細書に記載された範囲内のHLBまでエトキシル化させて、本組成物の粘度/分散性調整剤として使用できる。
e.分岐鎖アルコキシレート
周知“OXO”プロセスから入手できる分岐鎖一級および二級アルコールもエトキシル化させて、本組成物の粘度/分散性調整剤として使用できる。
上記エトキシル化ノニオン性界面活性剤は本組成物において単独でもまたは組合せでも有用であり、“ノニオン性界面活性剤”という用語には混合ノニオン性界面活性剤を含む。
(3)アミンオキシド
適切なアミンオキシドには、炭素原子約8〜約28、好ましくは炭素原子約8〜約16の1つのアルキルまたはヒドロキシアルキル部分と、炭素原子約1〜約3のアルキル基およびヒドロキシアルキル基からなる群より選択される2つのアルキル部分とを有したものがある。
アミンオキシドは、
I.固形組成物の場合、0〜約15%、好ましくは約3〜約15%のレベルであり、および
II.液体組成物の場合、0〜約5%、好ましくは約0.25〜約2%のレベルである(全アミンオキシドは少くとも有効レベルで存在する)。
例には、ジメチルオクチルアミンオキシド、ジエチルデシルアミンオキシド、ビス(2-ヒドロキシエチル)ドデシルアミンオキシド、ジメチルドデシルアミンオキシド、ジプロピルテトラデシルアミンオキシド、メチルエチルヘキサデシルアミンオキシド、ジメチル-2-ヒドロキシオクタデシルアミンオキシドおよびココナツ脂肪アルキルジメチルアミンオキシドがある。
(4)脂肪酸
適切な脂肪酸には、約12〜約25、好ましくは約13〜約22、更に好ましくは約16〜約20の全炭素原子を有したものがあり、脂肪部分は約10〜約22、好ましくは約10〜約18、更に好ましくは約10〜約14(中間分)の炭素原子を有している。それより短い部分は、約1〜約4、好ましくは約1〜約2の炭素原子を有している。
脂肪酸はアミンオキシドについて前記したレベルで存在している。脂肪酸は、濃縮助剤を要して香料を含有した組成物にとって好ましい濃縮助剤である。
II.電解質濃縮助剤
界面活性剤濃縮助剤のように作用するかまたはその効果を増強しうる無機粘度調整剤には、水溶性のイオン化可能の塩があって、場合により本発明の組成物中に配合できる。様々なイオン化可能の塩が使用できる。適切な塩の例は、元素の周期律表のIAおよびIIA族金属のハライド、例えば塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、臭化カリウムおよび塩化リチウムである。イオン化可能の塩は、本組成物の製造後に望ましい粘度を得るため、諸成分の混合プロセス中で特に有用である。用いられるイオン化可能の塩の量は組成物で用いられる活性成分の量に依存しており、処方者の希望に従い調節できる。組成物粘度を調節するために用いられる塩の典型的レベルは、組成物の重量で約20〜約20,000ppm、好ましくは約20〜約11,000ppmである。
アルキレンポリアンモニウム塩も、上記のイオン化可能の水溶性塩に加えて、またはその代わりに、粘度調節を行うために組成物中に配合できる。加えて、これらの剤はスカベンジャーとして作用し、主洗浄液から濯ぎ液および布地上に持越されたアニオン性洗剤とイオン対を形成して、しかも柔軟性能を改善することができる。これらの剤は、無機電解質と比較して、広範囲の温度、特に低温で粘度を安定化させることもできる。
アルキレンポリアンモニウム塩の具体例には、L-リジン一塩酸塩および1,5-ジアンモニウム 2-メチルペンタン二塩酸塩がある。
(C)安定剤
安定剤も本発明の組成物中に存在できる。本明細書で用いられる“安定剤”という用語には、酸化防止剤および還元剤を含む。これらの剤は0〜約2%、好ましくは約0.01〜約0.2%、酸化防止剤の場合で更に好ましくは約0.035〜約0.1%、還元剤の場合で更に好ましくは約0.01〜約0.2%のレベルで存在する。これらは、溶融形で貯蔵される組成物および化合物にとり、長期貯蔵条件下で良好な香気安定性を保証する。酸化防止剤および還元剤である安定剤の使用は、無香または低香製品(無または低香料)の場合で特に重要である。
本発明の組成物に添加できる酸化防止剤の例には、商品名TenoxPGおよびTenoxS-1としてEastman Chemical Products,Inc.から入手できるアスコルビン酸、アスコルビン酸パルミテート、没食子酸プロピルの混合物;商品名Tenox-6としてEastman Chemical Products,Inc.から入手できるBHT(ブチル化ヒドロキシトルエン)、BHA(ブチル化ヒドロキシアニソール)、没食子酸プロピルおよびクエン酸の混合物;商品名SustaneBHTとしてUOP Process Divisionから入手できるブチル化ヒドロキシトルエン;Tenox TBHQとしてEastman Chemical Products,Inc.の三級ブチルヒドロキノン;Tenox GT-1/GT-2としてEastman Chemical Products,Inc.の天然トコフェロール類;BHAとしてEastman Chemical Products,Inc.のブチル化ヒドロキシアニソール;没食子酸の長鎖エステル(C8-C22)、例えば没食子酸ドデシル;Irganox1010、Irganox1035、IrganoxB 1171、Irganox1425、Irganox3114、Irganox3125およびそれらの混合物;好ましくはIrganox3125、Irganox425、Irganox3114およびそれらの混合物;更に好ましくは、クエン酸および/またはクエン酸イソプロピルのような他のキレーターと混合された、または単独のIrganox3125;Monsantoから入手できる化学名1-ヒドロキシエチリデン-1、1-ジホスホン酸(エチドロン酸)のDequest2010;Kodakから入手できる化学名4,5-ジヒドロキシ-m-ベンゼンスルホン酸/ナトリウム塩のTiron;Aldrichから入手できる化学名ジエチレントリアミン五酢酸のDTPARがある。上記安定剤のうち一部の化学名およびCASナンバーは下記表IIに掲載されている。
還元剤の例には、水素化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸、Irgafos▲R▼168およびそれらの混合物がある。
(D)液体キャリア
本組成物に用いられる液体キャリアは、その低コスト、相対的な入手しやすさ、安全性および環境適合性のために、少くとも主に水であることが好ましい。液体キャリア中における水のレベルは、キャリアの少くとも約50重量%、好ましくは少くとも約60%である。液体キャリアのレベルは約70%未満、好ましくは約65%未満、更に好ましくは約50%未満である。水と、低分子量、例えば<100の有機溶媒、例えばエタノール、プロパノール、イソプロパノールまたはブタノールのような低級アルコールとの混合物も、液体キャリアとして有用である。低分子量アルコールには一価、二価(グリコール等)、三価(グリセロール等)およびそれ以上の多価(ポリオール)アルコールがある。
(E)任意成分
(1)任意の汚れ遊離剤
場合により、本組成物は0〜約10%、好ましくは約0.1〜約5%、更に好ましくは約0.1〜約2%の汚れ遊離剤を含有している。好ましくは、このような汚れ遊離剤はポリマーである。本発明で有用なポリマー状汚れ遊離剤には、テレフタレートとポリエチレンオキシドまたはポリプロピレンオキシドとのコポリマーブロック等がある。1990年9月11日付で発行されたGosselink/Hardy/Trinhの米国特許第4,956,447号明細書では、カチオン性官能基を有する特定の好ましい汚れ遊離剤について開示しており、その特許明細書は引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
好ましい汚れ遊離剤は、テレフタレートおよびポリエチレンオキシドのブロックを有するコポリマーである。更に具体的には、これらのポリマーは約25:75〜約35:65のエチレンテレフタレート単位対ポリエチレンオキシドテレフタレート単位のモル比でエチレンおよび/またはプロピレンテレフタレートとポリエチレンオキシドテレフタレートとの繰返し単位から構成され、上記ポリエチレンオキシドテレフタレートは約300〜約2000の分子量を有するポリエチレンオキシドブロックを含んでいる。このポリマー状汚れ遊離剤の分子量は約5000〜約55,000の範囲内である。
もう1つの好ましいポリマー状汚れ遊離剤は、平均分子量約300〜約6000のポリオキシエチレングリコールから誘導される、約10〜約50重量%のポリオキシエチレンテレフタレート単位と一緒に、約10〜約15重量%のエチレンテレフタレート単位を含む、エチレンテレフタレート単位の繰返し単位を有した結晶性ポリエステルであり、結晶性ポリマー化合物におけるエチレンテレフタレート単位対ポリオキシエチレンテレフタレート単位のモル比は2:1〜6:1である。このポリマーの例には市販物質Zelcon▲R▼4780(DuPont製)およびMilease▲R▼T(ICI製)がある。
高度に好ましい汚れ遊離剤は下記一般式(I)のポリマーである。
X-(OCH2CH2)n(O-(O)C-R1-C(O)-OR2)u
(O-(O)C-R1-C(O)-O)(CH2CH2O)n-X (I)
上記式中Xはいずれか適切なキャップ基であり、各XはHと約1〜約4の炭素原子を含むアルキルまたはアシル基からなる群より選択され、好ましくはメチルであり、nは水溶性となるように選択され、通常約6〜約113、好ましくは約20〜約50であり、uは比較的高いイオン強度を有する液体組成物で処方上重要である。uが10より大きな物質はほとんど存在すべきでない。更に、uが約3〜約5の範囲内である物質は少くとも20%、好ましくは少くとも40%にすべきである。
R1部分は本質的に1,4-フェニレン部分である。本明細書で用いられる“R1部分は本質的に1,4-フェニレン部分である”という語句は、R1部分が完全に1,4-フェニレン部分からなるか、あるいは他のアリレンまたはアルカリレン部分、アルキレン部分、アルケニレン部分、またはそれらの混合で一部置き換えられた化合物に関する。1,4-フェニレンの代わりに一部で用いられるアリレンおよびアルカリレン部分には、1,3-フェニレン、1,2-フェニレン、1,8-ナフチレン、1,4-ナフチレン、2,2-ビフェニレン、4,4-ビフェニレンおよびそれらの混合がある。一部代用できるアルキレンおよびアルケニレン部分にはエチレン、1,2-プロピレン、1,4-ブチレン、1,5-ペンチレン、1,6-ヘキサメチレン、1,7-ヘプタメチレン、1,8-オクタメチレン、1,4-シクロヘキシレンおよびそれらの混合がある。
R1部分に関して、1,4-フェニレン以外の部分による部分的代用度は、化合物の汚れ遊離性が大きな程度で悪影響をうけないようにすべきである。通常、許容しうる部分的代用度は化合物の主鎖長に依存し、即ち長い主鎖ほど1,4-フェニレン部分について大きな部分的代用度を有することができる。通常、R1が1,4-フェニレン部分約50〜約100%(1,4-フェニレン以外の部分0〜約50%)である化合物は、適度な汚れ放出活性を有している。例えば、40:60モル比のイソフタル酸(1,3-フェニレン)対テレフタル酸(1,4-フェニレン)で本発明に従い作られたポリエステルは、適度な汚れ遊離活性を有している。しかしながら、繊維製造に用いられるほとんどのポリエステルはエチレンテレフタレート単位を含むことから、最良の汚れ遊離活性のためには1,4-フェニレン以外の部分による部分的代用度を最少に抑えることが通常望ましい。好ましくは、R1部分は完全に(即ち100%)1,4-フェニレン部分からなり、即ち各R1部分は1,4-フェニレンである。
R2部分に関して、適切なエチレンまたは置換エチレン部分にはエチレン、1,2-プロピレン、1,2-ブチレン、1,2-ヘキシレン、3-メトキシ-1,2-プロピレンおよびそれらの混合がある。好ましくは、R2部分は本質的にエチレン部分、1,2-プロピレン部分またはそれらの混合である。エチレン部分の含有率が大きくなるほど、化合物の汚れ遊離活性を改善する傾向がある。1,2-プロピレン部分の含有率が大きくなるほど、化合物の水溶性を改善する傾向がある。
したがって、1,2-プロピレン部分または類似分岐相当物の使用は、液体布地柔軟剤組成物への実質量の汚れ遊離成分の配合にとって望ましい。好ましくは約75〜約100%、更に好ましくは約90〜約100%のR2部分は1,2-プロピレン部分である。
各nの値は少くとも約6であり、好ましくは少くとも約10である。各nの値は通常約12〜約113の範囲内である。典型的には、各nの値は約12〜約43の範囲内である。
これらの高度に好ましい汚れ遊離剤の更に完全な開示は、引用することにより本明細書の開示の一部とされる、1986年6月25日付で公開されたGosselinkの欧州特許出願第185,427号明細書に含まれている。
(2)任意の殺菌剤
本発明の組成物に使用できる殺菌剤の例は、パラベン類、特にメチル、グルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド、商品名BronopolとしてInolex Chemicalsから販売される2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオールと、商品名KathonCG/ICPとしてRohm and Haas Companyから販売される5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンおよび2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オンの混合物である。本組成物で用いられる殺菌剤の典型的レベルは、選択される殺菌剤のタイプに応じて、組成物の重量で約1〜約2000ppmである。メチルパラベンは、10重量%未満のジエステル化合物を含有した水性布地柔軟化組成物中で、カビ増殖に対して特に有効である。
(3)他の任意成分
本発明は織物処理組成物で常用される他の任意成分、例えば着色料、香料、保存剤、蛍光増白剤、不透明剤、布地コンディショニング剤、界面活性剤、安定剤、例えばグアーガムおよびポリエチレングリコール、縮み防止剤、しわ防止剤、布地クリスピング(crisping)剤、しみ抜き剤、殺菌剤、殺真菌剤、腐食防止剤、消泡剤、酵素、例えばセルラーゼ、プロテアーゼなどを含有することができる。
本発明の任意追加柔軟剤はノニオン性布地柔軟剤物質である。典型的には、このようなノニオン性布地柔軟剤物質は約2〜約9、更に典型的には約3〜約7のHLBを有する。このようなノニオン性布地柔軟剤物質は、自ら、または前記で詳細に記載された単一長鎖アルキルカチオン性界面活性剤のような他の物質と組み合わされたときに、容易に分散する傾向がある。分散性は更に単一長鎖アルキルカチオン性界面活性剤、後記する他の物質との混合物、熱水、および/または更に撹拌、を用いることにより改善できる。一般的に、選択される物質は比較的結晶性、高い融点(例えば、>〜50℃)および比較的非水溶性にすべきである。
固形組成物中における任意ノニオン性柔軟剤のレベルは、典型的には約10〜約40%、好ましくは約15〜約30%であり、任意ノニオン性柔軟剤対DEQAの比率は約1:6〜約1:2、好ましくは約1:4〜約1:2である。液体組成物中における任意ノニオン性柔軟剤のレベルは、典型的には約0.5〜約10%、好ましくは約1〜約5%である。
好ましいノニオン性柔軟剤は多価アルコールまたはその無水物の脂肪酸部分エステルであり、その場合にアルコールまたは無水物は2〜約18、好ましくは2〜約8の炭素原子を有し、各脂肪酸部分は約12〜約30、好ましくは約16〜約20の炭素原子を含む。典型的には、このような柔軟剤は約1〜約3、好ましくは約2つの脂肪酸基を1分子当たりで含む。
エステルの多価アルコール部分にはエチレングリコール、グリセロール、ポリ(例えば、ジ、トリ、テトラ、ペンタおよび/またはヘキサ)グリセロール、キシリトール、スクロース、エリトリトール、ペンタエリトリトール、ソルビトールまたはソルビタンがある。ソルビタンエステルおよびポリグリセロールモノステアレートが特に好ましい。
エステルの脂肪酸部分は通常約12〜約30、好ましくは約16〜約20の炭素原子を有する脂肪酸から誘導され、上記脂肪酸の典型例はラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸およびベヘン酸である。
本発明で使用上高度に好ましい任意ノニオン性柔軟剤は、ソルビトールのエステル化脱水産物であるソルビタンエステルと、グリセロールエステルである。
グルコースの接触水素添加により典型的に製造されるソルビトールは、1,4-および1,5-ソルビトール無水物と少量のイソソルビドとの混合物を形成するために周知の手法で脱水できる(引用することにより本明細書の開示の一部とされる、1943年6月29日付で発行されたBrownの米国特許第2,322,821号明細書参照)。
ソルビトールの無水物の複合混合物の前記タイプは、以下で包括的に“ソルビタン”と称される。この“ソルビタン”混合物はわずかな遊離非環化ソルビトールも含有することがわかるであろう。
本発明で用いられるタイプの好ましいソルビタン柔軟剤は、標準手法で“ソルビタン”混合物を脂肪アシル基でエステル化することにより、例えば脂肪酸ハライドまたは脂肪酸との反応により製造できる。エステル化反応はどの有用なヒドロキシル基で生じてもよく、様々なモノ、ジ等のエステルが製造できる。実際に、モノ、ジ、トリ等のエステルの混合物はほとんど常にこのような反応から生じており、反応剤の化学量論比は望ましい反応産物にとって有利となるように簡単に調整できる。
ソルビタンエステル物質の商業生産の場合、エーテル化およびエステル化は、通常、同様の処理ステップでソルビトールを直接脂肪酸と反応させることにより行われる。このようなソルビタンエステル製造方法はMacDonald,”Emulsifiers”,Processing and Quality Control,Journal of the American Oil Chemists’ Society,Vol.45,October 1968で更に詳しく記載されている。
好ましいソルビタンエステルの式を含めた詳細は、引用することにより本明細書の開示の一部とされる米国特許第4,128,484号明細書でみられる。
好ましいソルビタンエステルのある誘導体、特にその“低級”エトキシレート(即ち、1以上の非エステル化-OH基が1〜約20のオキシエチレン部分を含んだモノ、ジおよびトリエステル)(Tweens)も本発明の組成物で有用である。したがって、本発明の目的にとり、“ソルビタンエステル”という用語にはこのような誘導体を含む。
本発明の目的において、相当量のジおよびトリソルビタンエステルがエステル混合物中に存在することが好ましい。20〜50%のモノエステル、25〜50%のジエステルと10〜35%のトリおよびテトラエステルを有するエステル混合物が好ましい。
ソルビタンモノエステルとして市販される物質(例えば、モノステアレート)は事実上相当量のジおよびトリエステルを含有しており、ソルビタンモノステアレートの典型的分析ではそれが約27%モノ、32%ジと30%トリおよびテトラエステルからなることを示している。したがって、市販ソルビタンモノステアレートは好ましい物質である。10:1〜1:10のステアレート/パルミテート重量比を有するソルビタンステアレートおよびソルビタンパルミテートの混合物と、1,5-ソルビタンエステルが有用である。1,4-および1,5-ソルビタンエステルの双方が本発明に有用である。
本柔軟化組成物で使用上他の有用なアルキルソルビタンエステルには、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノミリステート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノベヘネート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンジラウレート、ソルビタンジミリステート、ソルビタンジパルミテート、ソルビタンジステアレート、ソルビタンジベヘネート、ソルビタンジオレエートおよびそれらの混合物と、混合タローアルキルソルビタンモノおよびジエステルがある。このような混合物は、単純なエステル化反応において前記ヒドロキシ置換ソルビタン、特に1,4-および1,5-ソルビタンを対応酸または酸クロリドと反応させることにより、容易に製造される。もちろん、こうして製造された市販物質は、少ない割合で非環化ソルビトール、脂肪酸、ポリマー、イソソルビド構造などを通常含有した混合物からなることがわかるであろう。本発明において、このような不純物はできるだけ低いレベルで存在することが好ましい。
本発明で用いられる好ましいソルビタンエステルは、C20-C26およびそれ以上の脂肪酸のエステル約15重量%以内と、少量のC8以下の脂肪エステルを含有することができる。
グリセロールおよびポリグリセロールエステル、特にグリセロール、ジグリセロール、トリグリセロールとポリグリセロールモノおよび/またはジエステル、好ましくはモノ-も本発明では好ましい(例えば、商品名Radiasurf▲R▼7248のポリグリセロールモノステアレート)。グリセロールエステルは、標準抽出、精製および/またはエステル交換プロセス、あるいはソルビタンエステルについて前記したタイプのエステル化プロセスにより、天然トリグリセリドから製造できる。グリセリンの部分エステルも、“グリセロールエステル”という用語内に含まれる、使用可能な誘導体を形成するためにエトキシル化できる。
有用なグリセロールおよびポリグリセロールエステルには、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、イソステアリン酸、ミリスチン酸および/またはベヘン酸のモノエステルと、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、イソステアリン酸、ベヘン酸および/またはミリスチン酸のジエステルがある。典型的なモノエステルはわずかなジおよびトリエステル等を含有していることが知られている。
“グリセロールエステル”には、ポリグリセロール、例えばジグリセロール〜オクタグリセロールエステルも含む。ポリグリセロールポリオールは、グリセリンまたはエピクロロヒドリンを一緒に縮合させて、エーテル結合でグリセロール部分を結合させることにより形成される。ポリグリセロールポリオールのモノおよび/またはジエステルが好ましく、脂肪アシル基は典型的にはソルビタンおよびグリセロールエステルについて前記されたものである。
(F)組成物
カチオン性ポリマーを含有できる他の組成物には、同時係属米国特許出願である、第08/621,019号、第08/620,627号、第08/620,767号、第08/620,513号、第08/621,285号、第08/621,299号、第08/621,298号、第08/620,626号、第08/620,625号、第08/620,772号、第08/621,281号、第08/620,514号および第08/620,958号明細書に記載された“透明”組成物があり、これらはすべて1996年3月22日付で出願され、すべて“濃縮された、安定な、好ましくは透明な、布地柔軟化組成物”という標題を有しており、上記すべての組成物は引用することにより本明細書の開示の一部とされる。
“安定な高香料低活性布地柔軟剤組成物”について1995年11月3日付で出願されたCristina Avila-Garciaらの第60/007,224号の同時係属仮出願(その出願は引用することにより本明細書の開示の一部とされる)に開示されている他の低柔軟剤高香料組成物は、洗濯プロセスの濯ぎサイクルに使用するための単一耐久性(Single strength)液体布地柔軟剤組成物を含めて、カチオン性ポリマーを用いて製造することができ、上記組成物は、
(a)約0.4〜約5%のカチオン性布地柔軟剤;
(b)約0.3〜約1.2%の疎水性香料;
(c)約0.4〜約5%のノニオン性界面活性分散助剤;
(d)0〜約1%のイオン化しうる水溶性無機塩;
(e)約90〜約98.5%の水;
(f)約40%以内で有効量の高沸点水溶性溶媒;
(g)前記されたような有効量のカチオン性ポリマー;および
(h)0〜約2%の他成分;
を含んでなり、カチオン性柔軟剤対香料の比率は約1:3〜約5:1、カチオン性柔軟剤対ノニオン性界面活性剤の比率は約1:2〜約4:1であって、カチオン性柔軟剤+ノニオン性界面活性剤の量は約1〜約7%である。組成物は、個別の疎水性粒子を実質上均一に分散させた液体水相からなる。組成物は、好ましくは約50〜500cpの粘度を有している。
(G)濃縮水性生分解性テクスタイル柔軟剤組成物(分散物)の好ましい製造プロセス
本発明は、カチオン性ポリマーを含有して、柔軟性改善を示す、水性生分解性四級アンモニウム布地柔軟剤組成物/分散物を製造するための好ましい方法も含んでいる。本発明のポイントは分散物の水相へのカチオン性ポリマーの配合であって、最終製品の柔軟性改善および長期安定性改善にとって良好な性能を示す。
例えば、カチオン性ポリマー以外で、好ましくは香料を除く、布地柔軟活性剤および他の有機物質の溶融有機プレミックスが、約145〜175°Fで水を含むウォーターシート中に調製および分散される。高剪断ミル化が約140〜160°Fの温度で行われる。次いで、前記のような電解質が粘度調整に必要な約400〜約7000ppmの範囲で加えられる。混合物が粘稠すぎて適正にミル化できないならば、電解質はミル化前に加えて扱いやすい粘度にしておくことができる。次いで分散物は環境温度に冷却され、得られた電解質は環境温度で典型的には約600〜約8000ppmの量で加えられる。好ましい方法では、香料は残りの電解質を加える前に環境温度で加えられる。
好ましくは、カチオン性ポリマーは分散物が環境温度、例えば70〜85°Fに冷却された後、分散物に加える。更に好ましくは、カチオン性ポリマーは汚れ遊離ポリマーおよび香料のような成分の後に加えられ、最も好ましくはカチオン性ポリマーは電解質の最終添加後に分散物に加えられる。
本発明の方法の態様によれば、布地または繊維は有効量、通常約10〜約150ml(処理される繊維または布地3.5kg当たり)の柔軟活性剤(ジエステル化合物を含む)と水浴中で接触させる。もちろん、用いられる量は、組成物の濃度、繊維または布地タイプ、望まれる柔軟性の程度などに応じて、ユーザーの判断に基づく。好ましくは、濯ぎ浴は約10〜約1000ppm、好ましくは約50〜約500ppmのDEQA布地柔軟化合物を含有する。
例I
カチオン性ポリマーの使用の柔軟効果:
上記組成物は下記プロセスにより調整する。
1.別々に、DI水を155±5°F(約68±2℃)に、およびジエステル柔軟剤混合を165±5°F(約74±2℃)に加熱する。
2.DC2310消泡剤およびHClをウォーターシートに加える。
3.ジエステル柔軟剤混合を加え、高速3段階IKAミルでミル化する。
4.激しく混合しながら2.5%CaCl2溶液を加える。
5.製品混合を環境温度(約70〜80°F、約21〜27℃)まで冷却する。
6.上記順序で(水を除く)、各添加の間に十分混合しながら残りの各成分を加える。
各製品の制御的柔軟性試験を下記操作で行う。
洗浄条件:
22ガロン(約83l)の水、95°F(約35℃)洗浄、62°F(約17℃)濯ぎ、および14分間標準洗浄サイクル。同量を各場合に用いて、6枚の100%コットンテリー布地片を柔軟性評価のために使う。
操作:
1)洗浄サイクル中に、約86gの洗剤(Tide粉末)を洗濯機(約22ガロンの水)中に注ぐ。
2)濯ぎサイクル中、濯ぎ水が1/3のときに、約30gの液体布地柔軟剤を加える。
3)洗濯物を約45分間乾燥させる(45分間加熱、10分間冷却)
4)グレード評価のために柔軟なテリー布地片を取り出す。
5)グレード評価は2回トリートメント/8回繰返しペア試験で行う。
6)洗濯機中の洗濯物を標準操作により取出す。
結果を以下に示す(すべてのスコアはパネリストスコア単位(PSU)である;0=同じ;1=私はこの方が良いと思う(確信はない);2=私はこの方が良いとわかっている;3=この方がずっと良い;4=この方がはるかに良い;任意標準として用いられる市販コントロール製品に対する):
例II
安定性のために布地コンディショナーの水相中にカチオン性ポリマーを配合する重要性:
明らかなように、柔軟剤(オイルシート)へのカチオン性ポリマーの添加は製品不安定化を招く。
上記組成物は下記操作により製造する。
1.IIaでは、加熱後十分に混合しながら、DI水を155±5°Fに、ジエステル柔軟剤混合およびPEI 1200EIのブレンドを165±5°Fに、別々に加熱する。処方IIbでは、ジエステル柔軟剤混合を別に165±5°Fに加熱する。
2.DC310消泡剤およびHClをウォーターシートに加えて、混合する。
3.IIaではジエステル柔軟剤およびPEIプレ混合、またはIIbではジエステル柔軟剤プレ混合をウォーターシート中に5〜6分間かけて加える。注入中に、バッチを混合(600〜1000rpm)およびミル化(IKA Ultla Turrax T-50 Millで8000rpm)する。
4.激しく混合しながら2.5%CaCl2溶液を加える。
5.製品混合を環境温度(約70〜80°F)まで冷却する。
6.上記順序で(水を除く)、各添加の間に十分混合しながら残りの各成分を加える。
例III
柔軟性のために布地コンディショナーの水相中にカチオン性ポリマーを配合する重要性:
上記組成物は下記操作により製造する。
1.別々に、DI水を155±5°Fに、およびIIIaではジエステル柔軟剤混合およびCypro 514のブレンドを165±5°Fに加熱し、加熱後十分に混合して、IIIbではジエステル柔軟剤混合を別に165±5°Fに加熱する。
2.DC2310消泡剤およびHClをウォーターシートに加えて、混合する。
3.IIIaではジエステル柔軟剤およびCypro 514プレ混合、またはIIIbではジエステル柔軟剤プレ混合をウォーターシート中に5〜6分間かけて加える。注入中に、バッチを混合(600〜1000rpm)およびミル化(IKA Ultla Turrax T-50 Millで8000rpm)する。
4.激しく混合しながら2.5%CaCl2溶液を加える。
5.製品混合を環境温度(約70〜80°F)まで冷却する。
6.上記順序で(水を除く)、各添加の間に十分混合しながら残りの各成分を加えるが、但し処方IIIbではCypro 514を汚れ遊離ポリマー後に加える。
例IV
カチオン性ポリマーの使用の柔軟効果:
上記組成物は下記プロセスにより製造する。
1.別々に、DI水を155±5°Fに、およびジエステル柔軟剤混合を165±5°Fに加熱する。
2.DC2310消泡剤およびHClをウォーターシートに加える。
3.ジエステル柔軟剤混合を加え、高速3段階Tekmarミルでミル化する。
4.激しく混合しながら2.5%CaCl2溶液を加える。
5.製品混合を環境温度(約70〜80°F)まで冷却する。
6.上記順序で(水を除く)、各添加の間に十分混合しながら残りの各成分を加える。
Claims (7)
- 水性布地柔軟剤組成物であって、
A.15〜40重量%のカチオン性布地柔軟化合物と、
該カチオン性布地柔軟化合物が、下記式:
(R)4-m-N+-〔(CH2)n-Y-R2〕mX-
[上記式中、
各Y=-O-(O)C-、又はC(O)-O-であり、
m=2又は3;
各n=1〜4;
各R置換基は、短鎖C1-C6アルキル基、ベンジル、又はそれらの混合であり;
各R2 置換基は、長鎖C11-C21ヒドロカルビル又は置換C 11 -C 21 ヒドロカルビルであり;
対イオンX-は、いずれかの柔軟剤適合性アニオンである]
で表わされるものであり、
B.0.1〜2重量%のカチオン性ポリマーとを含んでなり、
前記カチオン性ポリマーが1000〜250,000の分子量を有し、かつ、前記カチオン性ポリマーが0.1〜8meq/gmの電荷密度を有するものであり、
前記カチオン性布地柔軟化合物が水相中に分散され、該水相中に、前記カチオン性ポリマーが最後に添加されることにより得られる、水性布地柔軟剤組成物。 - 前記布地柔軟化合物が5超過140未満のヨウ素価を有するC 12 −C 22 脂肪アシル基から誘導されてなるものである、請求項1に記載の水性布地柔軟剤組成物。
- 前記アシル基のヨウ素価が40〜130である、請求項2に記載の水性布地柔軟剤組成物。
- R2が少くとも90%C16-C18鎖長を有する脂肪酸から誘導されてなり、
前記脂肪酸のヨウ素価が60〜130である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の水性布地柔軟剤組成物。 - 請求項1における式で表される前記カチオン性布地柔軟化合物が、第四級アンモニウム化合物のジエステル化合物とモノエステル化合物を含んでなり、
前記モノエステル化合物が混合モノ及びジエステル化合物の10重量%未満であり、及び/又は
前記カチオン性ポリマーの電荷密度が0.5〜7meq/gmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の水性布地柔軟剤組成物。 - 前記カチオン性布地柔軟化合物が20〜35重量%であり、前記カチオン性ポリマーの分子量が2000〜100,000であり、前記カチオン性ポリマーの電荷密度が2〜6meq/gmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の水性布地柔軟剤組成物。
- (A)2〜60重量%の生分解性四級アンモニウムのカチオン性布地柔軟化合物と、
(B)0.001〜10重量%のカチオン性ポリマーと、
(C)下記からなる群より選択される、0〜5重量%の分散性調整剤と、
1.単一長鎖C10-C22アルキルカチオン性界面活性剤、
2.少くとも8つのエトキシ部分を有するノニオン性界面活性剤、
3.アミンオキシド、
4.C12-C25脂肪酸、及び
5.それらの混合、
(D)0〜2重量%の安定剤と、並びに、
(E)水性液体キャリアとを含んでなる、請求項1に記載の水性布地柔軟剤組成物。
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