JPH01254232A - アミンアミド型カチオン界面活性剤水溶液の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアミンアミド型カチオン界面活性剤水溶液の製
造方法に関する。さらに詳しくは、アミンアミド型カチ
オン界面活性剤水溶液を高圧力下でホモジナイザー処理
することにより、低粘度で取り扱い易く、しかも水に溶
解もしくは乳化して、長時間放置しても分離することの
ない安定な水溶液を得ることの出来るアミンアミド型カ
チオン界面活性剤水溶液の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来からカチオン界面活性剤は繊維に柔軟性、帯電防止
性、平滑性等を与える繊維処理剤として用いられている
。カチオン界面活性剤の中でもアミンアミド型カチオン
界面活性剤は柔軟性、帯電防止性等を付与する能力を有
し繊維処理剤として適していることが知られている。

しかしながらアミンアミド型カチオン界面活性剤はこ、
れらの効果が優れているものの水に溶解し難く、従って
分散させるのに極めて困難を要し、その上効果も十分発
揮していない。

通常繊維処理剤による繊維の処理は、処理剤の希釈液中
に繊維を浸漬し繊維に処理剤を付着せしめて行なわれる
。従って繊維処理剤は繊維に柔軟性、帯電防止性等を付
与する能力の他に、水溶液となる程度の親水性を有する
ことが望ましい。又その親水性は、処理した繊維のすす
ぎ洗いや洗濯等において、節単に洗い流されてしまう程
、良すぎてもいけない。

即ち繊維処理剤としては、水溶液となり取り扱い易く、
処理時に均一で多量に付着し、洗濯しても流出しない適
度な親水性を必要とする。アミンアミド型カチオン界面
活性剤は親水性が低いため、単独では上記の様な水溶液
が得られない。

アミンアミド型カチオン界面活性剤の水溶液を調整する
には、アルコール等の有機溶剤を併用する方法、乳化剤
を用いて乳化する方法、あるいは有機酸、無機酸と乳化
剤を併用する方法等が知られている。

〔従来技術の問題点〕

しかしながらアミンアミド型カチオン界面活性剤の水溶
液を調整するのに溶剤を併用すると、処理中に溶剤の蒸
気が発生し、人体に悪影響を及ぼし、爆発の恐れもあり
好ましくない。

乳化剤を用いてアミンアミド型カチオン界面活性剤を乳
化する場合、用いる乳化剤の量が少ないと水への分散性
が悪く、分散しても分散粒子が大きく、そのため得られ
る水溶液の粘度が高くなり、繊維への浸透性が悪くなる
。あるいはゲル状の水溶液となって繊維を処理すること
が困難になる。

乳化剤を多量に用いると泡が立ち易くなるため、それが
繊維処理するのに障害になり、さらに洗濯において洗い
流され易（なり、目的の性能が著しく低下する。またこ
のように乳化剤を用いて製造した水溶液は時間が経つと
ともに分散粒子が凝集する等の問題が生じる。

従来はこのような問題を解決するために溶剤、乳化剤の
添加量を加減したり、また乳化剤の添加順序、添加方法
、添加温度等を変えて製造していたが、製造に時間を要
し、水溶液中に分散した粒子が均一になり難いため、繊
維への付着にむらが生じ、充分な性能が得られない。ま
た水溶液の粘度が一定せず、経時により変動するなどの
問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記の点に着目し鋭意研究を行った結果、
特定の装置を用いることにより、アミンアミド型カチオ
ン界面活性剤の低粘度水溶液を少量の乳化剤を用いて、
容易に短時間で製造することができることを見出した。

そしてその水希釈液を用いて繊維を処理すると、アミン
アミド型カチオン界面活性剤が繊維によく浸透し、かつ
均一に付着して、繊維に高い柔軟性能及び帯電防止性能
を付与すると共に、それらの性能は洗濯のくり返しによ
っても低下することの少ない、恒久的性能を有している
。さらに得られた低粘度水溶液は、長期間にわたって変
化の少ない安定な物理的性状を有することを見出し、本
発明を完成するに至った。

即ち、本発明はアミンアミド型カチオン界面活性剤水溶
液を製造するに当り、圧力型ホモジナイザーを用いて、
高圧力下で、アミンアミド型カチオン界面活性剤を水に
溶解もしくは乳化する、アミンアミド型カチオン界面活
性剤水溶液の製造方法である。

本発明に用いるアミンアミド型カチオン界面活性剤とし
ては、次の一般式（１） （ただし、式中のｍは２又は３．ｎは２又は３゜Ｐは０
〜４．　ＸはＨ，ＣＨ３又はｃｔｎｓ、　Ｙは）Ｉ、Ｃ
Ｈ３゜ＣｔＨＳ、　ＣＨｚＯＨ，ＣｇｌｌａＯＨ，Ｃ５
ＨｔｈＯＨのいずれか１種を示す）で表わされるポリア
ミンに高級脂肪酸を反応して得られるアミド化合物、こ
のアミド化合物を環化して得られるイミダシリン化合物
、上記アミド化合物に２官能性架橋剤を反応して得られ
るアミド架橋化合物、及び上記のアミド化合物、イミダ
シリン化合物、アミド架橋化合物に四級化剤を反応して
得られる四級化物が挙げられ、これらの化合物から選ば
れた少なくとも１種が用いられる。これらの化合物は常
法により製造することができ、例えばアミド化合物は（
１１式のポリアミン１モルと高級脂肪酸１〜５モルとを
、１５０〜２００℃で１〜５時間縮合反応せしめた後、
必要により未反応物を留去することにより、モノアミド
化合物又はジアミド化合物及びそれらの混合したアミド
化合物が得られる。イミダシリン化合物は式（１）のポ
リアミン又はその塩酸塩２モルを、高級脂肪酸１モルと
混合し、最終温度が２００〜２５０℃となるよう、３〜
１０時間縮時間窓せしめると、モノアミド化合物を経て
イミダシリン環を有する化合物が生成され、未反応ポリ
アミンを留去して、イミダシリン化合物又はその塩酸塩
が得られる。アミド架橋化合物は、上で得られたアミド
化合物２モルと２官能性架橋剤１モルとを、１００〜１
６０℃で１〜３時間縮合反応、又は重付加反応せしめる
ことにより、アミド化合物どうしが架橋剤を介して結合
して得られる。上述したアミド化合物、イミダプリン化
合物、アミド架橋化合物の各化合物は塩としても用いら
れるが、その塩はシェラ酸塩、蟻酸塩、酢酸塩、乳酸塩
等の酸塩の形になったものが挙げられる。

またこれらアミド化合物の四級化物はアミド化合物、イ
ミダシリン化合物、アミド架橋化合物等の各化合物をモ
ノクロル酢酸、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、ベンジル
クロライド、メチルクロライド等の四級化剤で四級化反
応して得られる。また四級化物はナトリウム塩、カリウ
ム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩として用いる。こ
れらの四級化物又はその塩はそのまま乳化又は可溶化し
ても良い。また上述したアミド化合物を塩酸や四級化物
にせずに、乳化剤を加えて高圧下でホモジナイザーを通
して乳化又は可溶化後、四級化剤を加えて反応を行ない
、四級化物として用いても良い。本発明により得られる
水溶液は粘度が低く、これらの四級化反応を容易に行な
うことができる。

本発明に用いるアミンアミド型カチオン界面活性剤を構
成する（１）式で表わされるポリアミンとしては、エチ
レンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、ジプロピレンジアミン、アミノエチルアミノプロ
ピルアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン
ペンタミン、ペンタエチレンへキサジン、ジメチルアミ
ノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエ
チルアミノエチルアミン、ジエチルアミノプロピルアミ
ン、アミノエチルエタノールアミン、アミノプロピルプ
ロパノールアミン、アミノエチルメタノールアミン、ア
ミノエチルプロパノールアミン、ジアミノイソプロパノ
ール等が挙げられる。

また高級脂肪酸としてはペラルゴン酸、カプリン酸、ウ
ンデシル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸
、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、シトロネル酸
、ウンデセン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸
、ブラシジン酸、リノール酸、リルン酸、ワシルイン酸
、ペンタコサン酸、およびそれらの混合脂肪酸、および
動植物油脂から製造される脂肪酸、およびオキソ法など
により製造される炭素数８〜２４の合成脂肪酸が挙げら
れる。

２官能性架橋剤としては尿素、チオ尿素、炭酸グアニジ
ン、ビウレット、エチレンカーボネート、エビクロヒド
リン、メチレンジイソシアネート、トリレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニル
メタンジイソシアネート、ニトロジフェニルジイソシア
ネート、ニトロジフェニルメタンジイソシアネート、ジ
フェニルメタンスルフォンジイソシアネート、ジフェニ
ルスルフォンジイソシア２−ト、ナフタレンジイソシア
ネート、フルオレンジイソシアネート、クリセンジイソ
シアネート、メトキシフェニレンジイソシアネート、ビ
フェニルジイソシアネート、ジメトキシビフェニルジイ
ソシアネート、エチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、アジピン酸ジグリシジルエステル、コハク酸ジグリ
シジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエステル、ポ
リアルキレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフ
ェノールＡジグリジルエーテル、及びコハク酸、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマー
ル酸、イタコン酸等の二塩基性カルボン酸とこれらの酸
無水物が挙げられる。

本発明に用いる圧力型ホモジナイザーとは、１ケまたは
２ケ以上のプランジャーポンプを連結したシリンダーに
、液の流出口として、ねじまたは油圧により間隙を調節
できる装置を備えたもので、プランジャーポンプを介し
て溶解または乳化する液を、高圧下でシリンダーに送り
、間隙を通過せしめると、通過時に受ける剪断力、爆発
力、衝撃力、キャビテーション等により、液中に分散ま
た・は乳化している粒子が破壊され、粒径が小さくなる
ものである。間隙を調節する装置は、均質ディスクある
いは均質バルブと呼ばれ、（１）間隙の周囲にプレーカ
ーリングを設け、間隙を通過した液がリングに高速で激
突することにより、液の受ける衝撃力を強くした形式、
（２）間隙を２枚の孔仮により構成し間隙を通過する際
液中の微粒子が穴のエツジでシャーリングされる形式、
及び（３）間隙を複雑な形にし、液がうず巻あるいは乱
流を起こし易くした形式等線々の形式がある。また間隙
を調節する装置により、この装置を１組だけ備えた単段
式ホモジナイザー、２組以上備えた多段式ホモジナイザ
ー、単段式ホモジナイザーを直列に２台並べた単段二連
式ホモジナイザー、これらの装置の周囲に蒸気を通す管
を付設した無菌ホモジナイザー等がある。例えば■イズ
ミフードマシナリ製ホモジナイザーＨＶシリーズ、ＡＰ
Ｖマントンゴーリン社製ホモジナイザーＭシリーズ、Ｍ
Ｃシリーズ、チェリーバレル社製ホモジナイザーＳＳシ
リーズ、三相機械製ホモジナイザーＨシリーズ、三九機
械製ホモジナイザーシリーズ、深尾情機製ホモジナイザ
ーＳ−Ｇシリーズ等があり、その他前記した様にポンプ
で液を加圧しつつ間隙を通過せしめて、通過時の剪断力
、爆発力、衝撃力、キャビテーション等により液中の粒
子を破壊する構造を有する装置であれば、本発明に用い
ることができる。

本発明においてアミンアミド型カチオン界面活性剤の水
溶液を製造するには、才ず水７０〜９５部にアミンアミ
ド型カチオン界面活性剤５〜３０部、必要に応じ乳化剤
１〜１５部を加え混合する。アミンアミド型カチオン界
面活性剤が常温で固体の場合には、加熱し溶解して水に
加える。この時にはアミンアミド型カチオン界面活性剤
が水にほぼ均一に分散すれば良く、一般的な攪拌羽の付
いた攪拌釜、あるいはその他の分散、乳化、混合装置等
を用いて行なうことができ、またラインミキサー等の管
内混合機を用いて水とアミンアミド型カチオン界面活性
剤を混合しても良い。例えば攪拌釜を用いる場合、混合
液の液温７０〜１００℃で１〜２時間攪拌することによ
り、はぼ均一な分散液が得られる。混合分散の時の温度
が低い時には、分散に時間が掛ると共に粘度が高く、攪
拌が思う様に出来ないことがある。またここで得た分散
液を高圧ホモジナイザーに送るに際し粘度が高いため送
り難いことより、温度は７０℃以上にして粘度を低下さ
せて用いる方が好ましい。

次にこの混合液を圧力型ホモジナイザーで高圧下に処理
し、処理後必要により水分量を調整して、アミンアミド
型カチオン界面活性剤の均一に溶解あるいは乳化した水
溶液を得ることができる。

圧力型ホモジナイザーによる混合液の処理は、混合液に
５０ｋｇ／ａａ以上、好ましくは１００ｋｇ／ｃｊ以上
の圧力をかけながら行なうことが望ましく、この圧力以
下で処理を行なうと十分に溶解または乳化せず大きな粒
子が残るため、粘度の高いアミンアミド型カチオン界面
活性剤水溶液となる。混合液の処理に用いる圧力型ホモ
ジナイザーは、上記の圧力を発揮するものであれば、い
ずれの型式のものでも良い。圧力型ホモジナイザーで処
理する温度は、ポンプ輸送がし易いことより、粘度を低
くするために、高い方が良（，７０〜１ｏｏ℃が好まし
い。此の温度が５０℃以下では粘度が高くなり、処理が
困難になると共に、高圧処理後の分散液の分散性が悪く
なり、同時に柔軟性能も低くなる。

またこの分散液を凍結して元の温度に戻した時には、乳
化安定性がくずれ、均一な分散液ではなくなる。

本発明の方法によれば、十分実用に適した低粘度のアミ
ンアミド型カチオン界面活性剤水溶液が得られるが、ア
ミンアミド型カチオン界面活性剤の乳化あるいは可溶化
を促すため、必要に応じ乳化剤、溶剤、無機塩を用いる
ことができる。ここに用いる乳化剤としてはポリオキシ
エチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキ
ルフヱニルエーテル１．ポリオキシエチレンポリオキシ
プロピレングリコール、ポリオキシエチレングリセリン
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンエステ
ル等のノニオン系界面活性剤、あるいはカチオン系界面
活性剤、両性イオン系界面活性剤が挙げられる。又、溶
剤としてはメタノール。

エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、グリセリン等が挙げられ
、無機塩として塩化ナトリウム、塩化カリウム、ハイド
ロサルファイド等が挙げられる。

この様にして得られるアミンアミド型カチオン界面活性
剤の水溶液は、低粘度で取り扱い易く、アミンアミド型
カチオン界面活性剤が安定に溶解または乳化しており、
これを用いて木綿、羊毛、絹等の天然繊維、レーヨン、
アセテート、ナイロン、ポリアクリルニトリル、ポリエ
ステル、ポリプロピレン等の化学繊維、及びこれらを混
紡した各種の繊維等を処理することにより、繊維に均一
に付着して繊維に優れた柔軟性、帯電防止性等を付与す
ることができる。

以下に本発明を実施例により説明する。

実施例 〔実施例１〕 温度計、攪拌機、窒素ガス導入管を取り付けた５１四ソ
ロフラスコに、ジエチレントリアミン２０８ｇとステア
リン酸（中和価２００）　１１２０　ｇを仕込み、窒素
ガスを吹き込みながら１８０℃まで徐々に昇温した後、
１８０〜１９０℃で５時間反応して全アミン価（以下ｒ
ＴＡｍＶＪと記す）８０、酸価（以下ｒＡＶＪと記す）
３のアミド化合物Ａを得た。

このアミド化合物Ａ　１２５０　ｇを８０〜９０℃に保
ちつつ、これに４０ｇのポリオキシエチレンアルキルエ
ーテルを加え混合した後、この混合物を８０〜９０℃に
加熱した１％濃度の蟻酸水溶液８１中に添加し、３０分
攪拌してほぼ均一で粘稠な水溶液Ａ（ｔｆｆｉ度約１通
約１４％た。

次いで上記水溶液ＡをＨＶ型高圧ホモジナイザー（イズ
ミフードマシナリーー製）を用いて液温８０℃、表−１
に示す処理圧力（５０〜６００　ｋｇ／ｃｏｔ）で処理
して乳化水溶液を得た。得られた乳化水溶液の粘度（２
時間静置後、及び１週間放置後）、分散性、処理した繊
維の柔軟性、静電気発生量を測定し、その結果を表−１
に示す。

比較例として水溶液Ａを攪拌機を用いて液温５０℃で１
時間攪拌して、水溶液Ａ′を得た。得られた水溶液Ａ′
および水溶液Ａの粘度、分散性、処理した繊維の柔軟性
、静電気発生量を測定し、その結果を表−１に示す。

表−１ ０試験方法 粘　度：液温度２５℃、ＢＭ型回転粘度計を用いて測定
した。

分散性口調製２時間後、水溶液の状態を２５℃で肉眼で
観察し、以下の基準に従って分散性を評価した。

○：水溶液中に粒子が認められず、透明感あり。

△：透明怒があるものの、若干濁りあり。

×：水溶液中に粒子が認められる。

柔軟性；ポリアクリルニトリル１００％の布を５％ｏｗ
ｆ試験液で処理（浴比１：３０、液温２５℃、浸漬３分
間、絞り率９０％、風乾）し、処理した布の柔軟性を手
の触感により判定した。

判定基準は次の通り。

○：試験布は柔らかく、ヌメリ惑も良好。

△：試験布はやや硬く、ヌメリ惑が若干劣る。

×：試験布は硬く、ヌメリ惑も悪い。

静電気発生量二本綿１００％の糸を試料５％ｏｗｆで処
理（浴比１：３０、液温４５℃、浸漬１５分間、絞り率
３０％、浸漬後８０℃で３０分間乾燥）し、走行摩擦試
験機を用いて、処理した糸を編針６本と摩擦させ（糸の
速度３００ｍ／ｍ１ｎ）、発生した電気量を集電式電位
測定器（春日電機■製）で測定した。

〔実施例２〕 実施例１に用いたと同様な５１四ツロフラスコに、アミ
ノエチルエタノールアミン３６０　ｇとステアリン酸１
６８０　ｇを仕込み、窒素ガスを吹き込みながら１２０
〜１５０℃で７時間反応し、ＴＡｍＶ６５、ＡＶ５のア
マイド化合物Ｂを得た。得られたアマイド化合物Ｂ　１
８５０　ｇを８０〜９０℃に保ち、これにＣｌ４−エポ
キシアルカン８８ｇを加え、同温度で２時間反応してＴ
ＡｍＶ６０の化合物を得た。この化合物にポリオキシエ
チレン（５０モルＥＯ）ラウリルエーテル６０ｇを添加
し、混合した後、その混合液を０．５％濃度の乳酸水溶
液ｌＯｌ中に添加し、１５分攪拌してほぼ均一で粘稠な
水溶液Ｂ（濃度１８％）を得た。得られた水溶液Ｂを実
施例１と同じＨＶ型高圧ホモジナイザーを用いて、処理
圧力１００〜６００ｋｇ／ｃれ処理速度５Ｑ１／ｈｒで
処理して、乳化水溶液を得た。得られた乳化水溶液の粘
度、平均粒子径、分散性、凍結戻り性を測定しその結果
を表−２に示す。

平均粒子径の測定はコールタ−カウンターＴＡ■型（日
科機■製）を用いて行なった。

又、凍結戻り性は、乳化水溶液を一２０℃で凍結させた
後、２５℃に放置し、溶解した乳化水溶液の状態を観察
し、評価（評価基準は分散性の評価基準に準じる）した
。

表−２ 〔実施例３〕 実施例１と同様な５１四ツロフラスコにジエチレントリ
アミン５１３　ｇ　：、ステアリン酸２８５０　ｇを仕
込み、窒素ガス気流下１５０〜１８０℃で３時間反応し
て、ＴＡｍＶ８０、ＡＶ５のアミド化合物を得た。

このアミド化合物３０００　ｇに５０ｇの尿素を加え、
１７０〜１８０℃で２．５時間反応を行なって、架橋化
合物を得た。

次に上記架橋化合物にポリオキシエチレンノニルアルキ
ルエーテル１００ｇを加え、混合した後、それを８０〜
９０℃に加熱した１、　５％蟻酸水溶液ＩＯ１に添加し
、３０分攪拌して２５％濃度の水溶液を得た。

さらにこの水溶液を４分割し、そのうち３ケに所定量の
水を加えて、１０．１５．２０％濃度の水溶液を得た。

得られた１０〜２５％濃度の水溶液を実施例１で用いた
と同じＨＶ型高圧ホモジナイザーを用いて液温８０℃処
理圧力５００　ｋｇ　／　ｃＩａで処理して低粘度の乳
化水溶液を得た。

高圧ホモジナイザーを用いて処理する前の水溶液と処理
して得られた乳化水溶液の２５℃における外観、分散性
を評価しその結果を表−３に示す。

表−３ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は圧力型ホモジナイザーを
用いて、高圧力下でアミンアミド型カチオン界面活性剤
を水に溶解もしくは乳化する、アミンアミド型カチオン
界面活性剤水溶液の製造方法であり、本発明の方法によ
ればアミンアミド型カチオン界面活性剤を、安定に溶解
もしくは乳化した水溶液が得られ、従来の方法と比べて
低粘度の水溶液を容易に製造することができるとともに
、得られるアミンアミド型カチオン界面活性剤の水溶液
は繊維に優れた柔軟性、帯電防止性等を付与することが
でき、又その水溶液及び希釈液の状態は経時的にも分離
を起さず、極めて安定である等の効果を有する。

特許出願人　ミヨシ油脂株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アミンアミド型カチオン界面活性剤水溶液を製造するに
   当り、圧力型ホモジナイザーを用いて高圧力下で、アミ
   ンアミド型カチオン界面活性剤を水に溶解もしくは乳化
   することを特徴とするアミンアミド型カチオン界面活性
   剤水溶液の製造方法。