JP4480055B2

JP4480055B2 - 両性界面活性剤

Info

Publication number: JP4480055B2
Application number: JP18342399A
Authority: JP
Inventors: 正巳栗原; 勝充北村; 緩昌伊庭; 満信高田; 和夫細田; 幸郎釜田
Original assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: JP2001011490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は両性界面活性剤に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
両性界面活性剤は、身体及び頭髪用洗浄剤をはじめ、各種洗浄剤の基剤として広く利用されている。この種の両性界面活性剤としては、アミノエチルエタノールアミンと脂肪酸との縮合物をモノクロロ酢酸ナトリウムで両性化して得られるイミダゾリン型両性界面活性剤（アメリカ特許第２５２８３７８号）、脂肪酸多価アルコールエステルとポリアミンとの反応物に不飽和脂肪族モノカルボン酸を反応させて得られるベタイン型両性界面活性剤（特開昭５３−１２２６８９号）、１，２−エポキシアルカンとモノエタノールアミンとの反応物にアクリル酸メチルを付加し、アルカリでケン化して得られるβ−アラニン型両性界面活性剤（特開昭４９−６８６０９号）等が知られている。
【０００３】
近年、洗浄剤等として使用する界面活性剤には、界面活性剤本来の性能の他に、生分解性、皮膚に対する低刺激性等の安全性に優れることも要望されている。このような要望を満たす界面活性剤として、イミダゾリン型両性界面活性剤、アシル化アミノ酸型両性界面活性剤等の両性界面活性剤が使用されている。しかしながら、イミダゾリン型やアシル化アミノ酸型の両性界面活性剤は安全性においては優れているものの、起泡力、洗浄力が他の界面活性剤より劣るという問題があった。またアミドベタイン型、アルキルベタイン型の両性界面活性剤は、石鹸に比べて皮膚刺激性がやや大きいという問題があった。本発明は、上記課題を解決し、起泡性、洗浄力等の界面活性剤本来の性能に優れるとともに、安全性においても優れた両性界面活性剤を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明の両性界面活性剤は、ヒドロキシアミドの窒素原子に、炭素数８〜１４の１，２−エポキシアルカンが付加した構造の３級アミノ基が両性化されてなる、下記一般式（１）で示される構造を有することを特徴とする。
【０００５】
【化２】

（但し、Ｒ ₁ ＣＯは炭素数８〜２０の飽和又は不飽和脂肪酸に由来するアシル基、Ｒ₂は炭素数８〜１４の１，２−エポキシアルカンから誘導される基、ｎは１〜１０、ｍは２〜３、Ｘ^-は−（ＣＨ_２）ｐＣＯＯ^-を示し、ｐは１〜５である。）
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の両性界面活性剤は、通常、脂肪酸とヒドロキシアミンとを反応させて得られるヒドロキシアミドに、炭素数８〜１４の１，２−エポキシアルカンを付加反応させて得られる３級アミノ化合物に、モノハロゲン化カルボン酸塩を作用させ、３級アミノ基を両性化することにより得ることができる。
【０００７】
上記ヒドロキシアミドを構成する脂肪酸としては、動物油脂由来の脂肪酸、植物油脂由来の脂肪酸、動植物油脂の硬化油由来の脂肪酸、水素添加動植物油脂由来の脂肪酸等が挙げられ、これらは２種以上を混合して用いることができる。また飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸のいずれでも良く、両者の混合物であっても良い。上記脂肪酸としては炭素数８〜２０の高級脂肪酸が好ましく、特に植物油脂由来の脂肪酸が好ましい。
【０００８】
またヒドロキシアミンとしては、下記一般式（２）で示される化合物が用いられ、なかでも一般式（２）においてｎ＝２〜３のものが好ましい。
【０００９】
【化３】

（但し、ｎ＝１〜１０、ｍ＝２〜３）
【００１０】
ヒドロキシアミドは、上記脂肪酸とヒドロキシアミンとを混合し、若しくは一方を他方に滴下しながら混合した後、１００〜２００℃で１〜２０時間程度脱水縮合反応させることにより得ることができる。
【００１１】
上記ヒドロキシアミドに付加反応させる１，２−エポキシアルカンとしては、炭素数８〜１４のものが用いられる。炭素数が１４を超えるエポキシアルカンを用いると、疎水性が強くなって起泡性、洗浄性等の界面活性が低下する虞れがある。１，２−エポキシアルカンとしては、エチレンをチーグラー型触媒で低重合して触媒を完全に除去した後、精製分離して得られるα−オレフィンに、過酸化水素又は過酢酸を作用させてエポキシ化する方法により得られるエポキシアルカン（以下、便宜上、石油系エポキシアルカンと呼ぶことがある。）、植物系アルコールを例えば酸化アルミニウム触媒の存在下で２００〜３００℃程度に加熱して分子内脱水して得られるα−オレフィンに過酸化水素や過酢酸を作用させてエポキシ化することにより得られるエポキシアルカン（以下、便宜上、植物系エポキシアルカンと呼ぶことがある。）の何れも使用することができる。
【００１２】
ヒドロキシアミドと１，２−エポキシアルカンとを、両者を混合した後、若しくは一方を他方に滴下しながら、６０〜１００℃で１〜１０時間程度加熱して反応させることにより、１，２−エポキシアルカンがヒドロキシアミドの窒素原子に付加した３級アミノ基を有する化合物が得られる。更にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の溶媒中で反応させることにより、純度の高い化合物を得ることができる。
【００１３】
上記１，２−エポキシアルカンがヒドロキシアミドの窒素原子に付加した３級アミノ基を有する化合物に、更にモノハロゲン化カルボン酸塩（以下、モノハロゲン化脂肪酸塩を両性化剤と呼ぶことがある。）を反応させることにより、３級アミノ基が両性化されて本発明の両性界面活性剤が得られる。
【００１４】
モノハロゲン化カルボン酸塩は、一般式（３）で示され、炭素数２〜６のものが用いられる。例えばモノクロロ酢酸ナトリウム、モノブロモ酢酸ナトリウム、モノクロロプロピオン酸ナトリウム、モノブロモプロピオン酸ナトリウム、モノクロロブタン酸ナトリウム、モノクロロヘプタン酸ナトリウム、モノクロロヘキサン酸ナトリウム等を用いることができる。
【００１５】
【化４】
［Ｙ（ＣＨ₂）_p ＣＯＯ）］_q Ｍ・・・（３）
（但し、ＭはＨ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ＮＨ₄、ｐは１〜５、ｑは１又は２、Ｙはハロゲンを示す。）
【００１９】
３級アミノ基を有する化合物と、両性化剤との反応比率は、３級アミノ基を有する化合物１モル当たり、両性化剤１．０〜３．０モルが好ましい。
【００２０】
本発明の両性界面活性剤は、上記した方法により製造することができるが、本発明の両性界面活性剤を得ることができる方法であれば、必ずしも上記した方法に限定されない。例えば、ヒドロキシアミンに１，２−エポキシアルカンを付加反応させた後、脂肪酸と反応させ、次いでこの化合物と上記した両性化剤とを反応させる等の方法を採用することも可能であるが、ヒドロキシアミンに１，２−エポキシアルカンを反応させ、次いでこれに脂肪酸を反応させたときに、３級アミノ基が形成されるように反応を制御することが必要である。
【００２１】
本発明の両性界面活性剤は、優れた界面活性作用を有するとともに、皮膚刺激性が少なく、頭髪用洗浄剤、皮膚洗浄剤、台所用洗剤、機械金属用洗浄剤等の種々の用途に利用可能であるが、皮膚刺激性が低い利点を有するため、シャンプー、ボディーシャンプー等の香粧品用基剤として好適である。本発明の両性界面活性剤を香粧品に用いる場合、必要に応じて従来から香粧品に用いられている他の添加剤、例えば抗菌剤、香料、コンディショニング剤、金属イオン封鎖剤、パール化剤、増泡剤、保湿剤、分散安定剤、ふけとり剤、殺菌剤、清涼刺激緩和剤、防腐剤、エキス類等を併用することができる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜３、比較例１〜３
実施例において使用した両性界面活性剤ａ〜ｃは以下のようにして製造した。
【００２３】
界面活性剤ａ〜ｃの製造
表１に示す脂肪酸１モル当たり、同表に示すヒドロキシアミンを１モル添加して１７０℃で１０時間撹拌下に反応させてヒドロキシアミドを得た。ヒドロキシアミドの形成は、酸価が３以下となった時点で完了したものとした。このヒドロキシアミド１モル当たり、同表に示す１，２−エポキシアルカンを１モル添加してイソプロピルアルコール中で還流させながら１０時間反応させた後、イソプロピルアルコールを留去し、ヒドロキシアミドの窒素原子にエポキシアルカンが付加した３級アミノ基を有する化合物を得た。エポキシアルカンの付加反応は、全アミン価と３級アミン価より求められる反応率が９０％以上となった時点で終了したものとした。ついでこの化合物１モル当たりに対し、表１に示す両性化剤を添加し７０〜８０℃で１０時間反応させて両性化した。
【００２４】
また、比較例において用いた両性界面活性剤ｇ〜ｉは以下の通りである。
両性界面活性剤ｇ：ラウリン酸アミドプロピルベタイン
両性界面活性剤ｈ：ヤシ脂肪酸イミダゾリニウムベタイン
両性界面活性剤ｉ：Ｎ−ラウロイル−Ｎ−メチル−β−アラニンナトリウム塩
【００２５】
上記両性界面活性剤ａ〜ｃ、ｇ〜ｉの水溶液の起泡性、泡の安定性、洗浄力、皮膚刺激性を測定した。結果を表２に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
尚、両性界面活性剤水溶液の起泡性、泡の安定性、洗浄力、皮膚刺激性は、以下のようにして測定した。
【００２９】
▲１▼起泡性及び泡の安定性
ＪＩＳＫ３３６２−６．５（ロスマイルス氏法）に準拠し、有効分濃度０．１％、ｐＨ＝７．０の水溶液を調製し、液温４０℃にて試験し、直後の泡高さ（起泡性）及び、５分間静置した後の泡高さ（泡安定性）を測定した。
【００３０】
▲２▼洗浄力
有効分濃度０．１％の水溶液を調製し、油化学人工汚染布を、Terg-O-Tometerを用いて回転数１２０r.p.m.、浴比３０：１、液温２５℃にて、洗浄１０分、すすぎ３分を行った後、風乾し、乾燥後の汚染布表面反射率を測定し、次式により算出した。
【００３１】
【数１】
洗浄力＝（Ｒw−Ｒs）÷（Ｒo−Ｒs）×１００
（但し、上記式中、Ｒwは洗浄後の汚染布表面反射率、Ｒsは洗浄前の汚染布表面反射率、Ｒoは汚染前の白布の表面反射率を示す。）
【００３２】
▲３▼皮膚刺激性（蛋白質変性試験）
高速液体クロマトグラフ法（宮沢等；J. Soc. Cosmet. Chem. Japan, vol.18, No.2）により、試料濃度１％とし、蛋白アルブミンを使用して蛋白質変性率を測定し、以下の基準で評価した。
◎・・・蛋白質変性率３０％未満
○・・・蛋白質変性率３０％以上、６０％未満
△・・・蛋白質変性率６０％以上、８０％未満
×・・・蛋白質変性率８０％以上
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の両性界面活性剤は、ヒドロキシアミドの窒素原子に、１，２−エポキシアルカンが付加した構造の３級アミノ基が両性化されてなる前記構造を有することにより、従来の両性界面活性剤と同等以上の界面活性能を有し、更に皮膚刺激性が低く、特に皮膚及び頭髪用洗浄剤等の香粧品基剤として優れた効果を発揮する。

Claims

ヒドロキシアミドの窒素原子に、炭素数８〜１４の１，２−エポキシアルカンが付加した構造の３級アミノ基が両性化されてなる、下記一般式（１）で示される構造を有することを特徴とする両性界面活性剤。

（但し、Ｒ ₁ ＣＯは炭素数８〜２０の飽和又は不飽和脂肪酸に由来するアシル基、Ｒ₂は炭素数８〜１４の１，２−エポキシアルカンから誘導される基、ｎは１〜１０、ｍは２〜３、Ｘ^-は−（ＣＨ_２）ｐＣＯＯ^-を示し、ｐは１〜５である。）