JPS5937040B2 - 濃厚水性界面活性剤組成物の製法 - Google Patents

濃厚水性界面活性剤組成物の製法

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JPS5937040B2
JPS5937040B2 JP53152592A JP15259278A JPS5937040B2 JP S5937040 B2 JPS5937040 B2 JP S5937040B2 JP 53152592 A JP53152592 A JP 53152592A JP 15259278 A JP15259278 A JP 15259278A JP S5937040 B2 JPS5937040 B2 JP S5937040B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は濃厚界面活性剤混合物の製法に関する。
種々の工業用および家庭用用途に界面活性剤の混合物が
調製され、販売されている。
それらは屡屡液状であることが必要であるが、貯蔵およ
び輸送コスト低減のためにそれらはできるだけ高割合量
の活性物質を含有すべきである。前記混合物が環境温度
以下もしくはそれより僅かに高い融点をもつ場合には組
成物を無水混合物の形態または約5%までの水を含有す
る混合物の形で供給することが可能である。
後者の場合には微量の水が融点降下剤として作用するよ
うに思われる。しかし約25℃以上の温度で固体である
界面活性剤混合物の場合には混合物の性質により約30
重量%以上50重量%までの濃度の液状組成物を得るこ
とはこれまで屡々不可能であつた(約101%までの少
量の水は融点を充分に降下させない。
他方相変化を起すのに充分なほどの大量の水は液状溶液
を形成するのではなく剛性なゲルを形成する。希薄溶液
中の活性成分の合計濃度がある限界濃度(これは普通約
30重量%、しかしある混合・ 物の場合にはそれより
高濃度で例えば約55重量%までである)に近づくと、
溶液の濃度が増大し始め、溶液の調製および取扱いに困
難を生じ始める。この限界濃度では溶液は非流動性ゲル
に固定するか、または相分離が生起する。粘度降下剤ま
たはシンナ一として働くアルコールのような共溶媒(こ
れらは共に溶液の粘度を下げ、ゲルの生成を防止する)
の添加により活性成分の濃度を増大させて活性成分のよ
り高濃度のものを得ることが可能である。
しかし共溶媒はそれらが火災の危険を生ずるとか、生成
物の多くの最終用途に対して生成物の性質に悪影響を及
ぼすとか、および/または生成物のコストを上昇させる
ほど大量に存在して始めて得られうる濃度における実質
的な増大を生ずるのに通常有効である。ここで使用する
活性成分濃度とは水性組成物中の活性な、すなわち界面
活性物質の全濃度を意味する。ある種の界面活性化合物
は高度に粘稠な、非ポンプ輸送性液晶(ト)Iquid
crystal)相を形成できることが報告されている
〔例えば「アドバンス・イン・コロイド・インターフエ
イス●サイエンス(AdvanceinCOllOid
Inte−RfaceScience)(1967年)
79−110、82−83頁参照〕。
これらの化合物のあるものは他の液晶相に比べて比較的
低い通常″G″相またはラメラ相と云われる、特定の濃
度範囲内で形成される相を形成する。しかし工業的に興
味ある、G相の存在が報告されている、これらの実質土
すべての化合物の場合をも含めて大抵の場合にそれは高
めた温度でしか形成されるに過ぎない。こうして例えば
ナトリウムラウリルサルフエートは約74℃で流し込み
できるG相を形成することが報告されている。しかしナ
トリウムラウリルサルフエートが加水分解的に不安定な
高めた温度が必要であるために、この現象はこれまで純
粋に学術上興昧あるものとして見なされてきた。この現
象の工業上への応用はこれまで認められていない。その
上異なる種類の界面活性剤の混合物がG相を形成できる
ことは全く報告されていない。最近、ある種のアンモニ
ウムアルキルサルフエートおよびある種のオレフインス
ルホネートを含む商業的に価値あるある種の界面活性剤
が環境温度でG相を形成することを我々は知見した。
この知見の結果、我々はこれらの界面活性剤を従来達成
し得た濃度よりはるかに高濃度で液状で調製することが
可能となつた(例えば我々の関連英国特許願第2038
/74および1745/75参照)。さて我々は界面活
性剤の多くの混合物が非流動性相を形成する濃度より高
い濃度の狭い範囲の濃度内で流動性ラメラ(0相を形成
することを知見した。この範囲は屡々60%以上の活性
成分濃度、そして80%のような高濃度のところにある
が、この範囲は最低粘度の濃度の土2%〜5%内の非常
に狭い範囲内に亘つているのにすぎない。混合物はG相
を形成できる大抵の個々の界面活性剤の水溶液がそのよ
うな相で存在できる代表的な最低温度に比べて比較的低
い温度づ屡々流動性G相を形成し、多くの場合にそれら
自身では容易にG相では得られないある種の、或はすべ
ての成分からG相を形成する。このような場合にはG相
の生成は特殊の問題を提起する。
これは界面活性剤の混合物を造る普通の方法はその別々
の成分を混合した場合それらが所望の活性をもつ混合物
を与えるようなそれぞれの濃度で前記別々の成分を造る
からである。この場合には普通の工業的混合装置により
取扱うのに充分な流動形態で1種またはそれ以上の成分
を必要な濃度で得ることは困難である。唯一の別法は成
分のより希薄な溶液を混合し、混合物から水を蒸発する
ことである。この操作は工業規模で一般に経済的に実施
することはできない。
我々はG相で存在しうる異なる界面活性剤の混合物が、
前記混合物の1種の界面活性剤成分を他の界面活性剤成
分または複数成分の存在において、および適当量の水の
存在において形成することによりG相で最も容易に得ら
れることを見出した。
従つてこの発明は流動性G相を形成できる少くとも2種
の異なる非同族系の界面活性剤の混合物を活性成分とし
て含有する濃厚水性界面活性剤組成物を造るに当り、少
くとも1種の界面活性剤を液状先駆体から水性溶液中で
他の界面活性剤または複数界面活性剤を実質上分解させ
ない薬剤により形成し、前記先駆体の少くとも1種を他
の界面活性剤または複数界面活性剤の存在において対応
する界面活性剤に転化することによつて組成剤を造り、
同時に組成物を流し込みできる状態に維持するのに充分
な水を維持し、少くとも多量割合がG相にある流し込み
できる生成物を形成することからなる、前記濃厚水性界
面活性剤組成物の製法を提供するにある。G相は活性成
分の45重量%ないし80重量%のところに通常存在す
る狭い範囲の濃度に亘つて形成されるポンプ輸送可能な
流体で、界面活性剤分子が会合して水分子の面により分
離された不定の大きさの板晶を形成したラメラ構造によ
り特徴付けられる。
代表的には界面活性剤混合物が増大する濃度の水溶液中
で造られる時は、界面活性剤分子は最初球状のタラスタ
一(ミセル)に会合し、これらは濃度が増大すると棒状
となることが見出された。
より高濃度ではミセルは一層稠密ななり、溶液の濃度を
上昇させ、大抵の場合に水性媒体中で円柱状界面活性剤
ミセルの規則的な六方晶形を形成するように長大となる
(剛性M1結晶相)。M1相における界面活性剤の濃度
が段々に高くなると、相変化が生起し、水和固体相また
はこの発明による界面活性剤混合物の場合にはM,相は
流動的なG相に徐々に転化され、最低粘度に到達する。
G相の濃度が更に増大すると更に相変化が生起するまで
粘度増大が生じる。これは水和固体相か或は第2の非流
動性液晶相(M2相)の形成であり、これは構造がM1
相に似ているが、しかし逆転相、すなわち水が内相で、
表面活性剤が連続相である。上述の説明は若干簡略化し
たものである。水和固体相は広く使用され、固体の懸濁
体または1種またはそれ以上の粘稠相またはゲル相をな
す非流動性ゲル相であつて備光顕微鏡の下では通常粒状
の外観をもつ多かれ少なかれ剛体を与える系を含む。上
記種々の液晶相を形成する1種の界面活性剤は知られて
いない。G相を形成するのに必要な活性混合物の割合は
大体下記の式から決定できることを見出した:上式中C
,・・・・・・Cnは個々の活性成分の濃度で、g1・
・・・・・GOは最低粘度のG相を形成する各成分濃度
である。
この式は多くの場合に最低粘度のG相に対応する混合物
の濃度を相定することを可能となす。gが未知であるか
、成分がG相を形成しないか或は上述の式が適用できな
い時は、例えば75%の活性成分濃度(或は上述の式に
基いて予測された適当な濃度)をもつ試験組成物を造り
、それを加熱された載物台をもつ顕微鏡のプロック上の
スライドに置くことによって迅速に、かつ容易にG相の
所在を知ることができる。交さした偏光子間の検査によ
ればどの相に供試サンプルがあるかを知ることができる
。種々の相は特徴ある外観をもち、これはローゼビア(
ROsevear)による古典的文献例えばJAOCS
第31巻628頁(1954年)またはJ.COllO
idandIn−TertacialScience第
30巻煮4、500頁における代表的な液晶相の写真と
比較することによつて容易に同定できる。もし混合物が
M1相にあるとすれば、カバーの円板下のサンプルの端
から水を蒸発させれば相変化が観察される。
もしM2相または水和固体が存在すればカバーの円板の
まわりに水を添加して組成物中に水を拡散させる。この
ようにしてもしもG相の所在がわからないならば、サン
プルをプロツク上で徐々に加熱して前記操作を繰り返え
す。通常、組成物は最低の粘度をもつ濃度の±10%、
好適には土5%、例えば±2.5(fl)の範囲内の濃
度でポンプ輸送可能である。この範囲はより高めた温度
では更に広くなる傾向がある。組成物は1種またはそれ
以上の固体またはゲル相が連続したG相中に懸濁される
範囲の極限のところで得られる。このような組成物は屡
々それらの外観のために有用である。代表的にはこの発
明により造られた組成物は2種または3種または4種と
いつた異なる種類の界面活性剤を含有し、各界面活性剤
は組成物の10重量%より高い濃度にある。
この発明により造られる組成物は少量の非界面活性剤有
機溶媒、例えばグリコール類、脂肪族アルコール類およ
び少量の非コロイド電解質例えば塩化ナトリウムまたは
硫酸ナトリウムを含有する。
このような包合物は屡々界面活性剤中に不純物として存
在する。しかし、我々はこの発明により造られた組成物
に日立つ程の量の溶媒を添加しないのを好適とする。で
きれば非界面活性剤有機溶媒の割合を全組成物の5重量
%以下、好適には活性混合物の5重量%以下に維持する
のが好ましく、最も好適には前記割合は全組成物の2重
量%以下、例えば1重量%以下である。無機塩または類
似の非コロイド電解質は有機溶媒の存在と同じような顕
著な欠点はないが、しかしそれは一般に流動性G相の粘
度を上昇させ、塩化物の場合には腐食問題を生ずるから
望ましくない。従つて、非表面活性剤電解質の割合は有
機溶媒に関して述べたのと同じ範囲内に維持するのが一
般に好適である。しかし若干の電解質の存在が有用な場
合がある。例えば、G相の融点が環境温度より僅かに高
い場合、電解質含量を増大させれば加熱することなくポ
ンプ輸送可能なG相をうるに充分な融点に降下できる。
このような場合には電解質、通常は塩化ナトリウムまた
は硫酸ナトリウムを任意に約6重量%まで添加するのが
望ましい。この発明はアニオン界面活性剤と他の非同族
アニオン界面活性剤および/またはノニオン界面活性剤
および/または両性界面活性剤との混合物、またはカチ
オン界面活性剤と他の非同族カチオン界面活性剤および
/またはノニオン界面活性剤および/または両性界面活
性剤との混合物を造るのに使用できる。
この発明によれば両性界面活性剤を他の非同族両面活性
剤および/またはノニオン界面活性剤と混合することも
可能である。一般にカチオン界面活性剤とアニオン界面
活性剤との両者を含む混合物を造ることは好ましくない
。この発明により複数種ノニオン界面活性剤の混合物を
造ることもできるが、大抵の場合このような混合物にこ
の発明を適用しても利益はより少ない。この発明によれ
ば、アニオン界面活性剤は有機硫酸、スルホン酸、カル
ボン酸またはリン酸のような酸先駆体を前記酸と水溶性
塩を形成できる塩基で中和することにより造られる。こ
の中和のために最も普通に使用される塩基は水酸化ナト
リウム、カリウムまたはアンモニウムまたは炭酸ナトリ
ウム、カリウムまたはアンモニウムである。6個までの
脂肪族炭素原子を含む低級アミン、特にモノ一、ジ一ま
たはトリ−エタノールアミンを含めた有機塩基も使用で
きる。
上述のように中和により酸先駆体からこの発明により造
られる界面活性剤の代表例はアルキルサルフエート、ア
ルキルフエノールサルフエート、アルキルエーテルサル
フエート、アルキルフエニルエーテルサルフエート、ア
ルキルアミドエーテルサルフエートまたは対応する有機
硫酸から得られるアルキルアミンエーテルサルフエート
、オレフインスルホネート、パラフインスルホネート、
アルキルフエニルエーテルスルホネート、脂肪族エステ
ルスルホネート、脂肪酸スルホネート、または対応する
スルホン酸から得られるアルキルベンゼンスルホネート
;対応する有機リン酸から得られるアルキルエーテルボ
スオスフェード;および対応するカルボン酸から得られ
るアルキルエーテルカルボキシレートが含まれる。
この発明により先駆体からアニオン界面活性剤の製造に
使用できる他の反応はマレイン酸の半エステルのような
先駆体と亜硫酸ナトリウムのような亜硫酸塩との反応で
ある。
この後者の方法は例えばスルホアセテート、アルキルス
ルホサクシネート、アルキルエーテルスルホサクシネー
ト、アルカノールアミドスルホサクシネート、アルカノ
ールアミドエーテルスルホサクシネート、アルキルスル
ホサクシナメートおよびアルキルエーテルスルホサクシ
ナメートを造るのに使用できる。前述のアニオン界面活
性剤は各々が平均8〜22個の炭素原子、好適には10
〜22個例えば12〜18個の炭素原子を含むアルキル
基またはアルケニル基をもつ。ここに界面活性剤に適用
される「エーテル」なる用語はグリセリンエーテルおよ
び/または1〜30個、好適には10個までのオキシエ
チレンおよび/またはオキシプロピレン基を含むポリオ
キシアルキレンエーテルを意味する。この発明の方法に
おいて存在する、または造られるカチオン界面活性剤は
例えば全部で少くとも8個、通常は10〜30個例えば
12〜24個の脂肪族炭素原子をもつアルキルアンモニ
ウム塩、特にトリ一またはテトラ−アルキルアンモニウ
ム塩であることができる。
この発明により使用される代表的なアルキルアンモニウ
ム界面活性剤は1個または精々2個の比較的長い脂肪族
鎖(例えば各々平均8〜20個、通常12〜18個の炭
素原子)および2個または3個の比較的短い、各々1〜
4個の脂肪酸炭素原子をもつアルキル基またはアラルキ
ル基例えばベンジル、メチル、ブチル、またはエチル基
、好適にはメチル基を1分子当りにもつ。代表例として
はドデシルトリメチルアンモニウム塩またはセチルジメ
チルベンジルアンモニウム塩を挙げることができる。代
表的にはカチオン界面活性剤はアミン先駆体をアルキル
クロリドまたはサルフエートのような第4級化剤と反応
させる力\または酸と反応させることにより造ることが
できる。この発明により有用なカチオン界面活性剤の他
のクラスはアルキル基が平均8〜22個、好適には10
〜20の炭素原子をもつN−アルキルピリジニウム塩で
ある。他の同様にアルキル化された複素環式塩例えばN
−アルキルイソキノリニウム塩も使用できる。例えばN
−メチル−ドデシルピリジニウムクロリドはドデシルピ
リジン先駆体とメチルクロリド第4級化剤とから得られ
る。平均10〜30個の脂肪族炭素原子をもつアルキル
アリールトリ一またはジーアルキルアンモニウム例えば
アルキルアリール基が平均8〜22個、好適には10〜
20個の脂肪族炭素原子をもつアルキルベンゼン基で、
他のアルキル基が通常1〜4個の炭素原子を例えばメチ
ル基であるものが有用である。この発明で有用なカチオ
ン界面活性剤の他のクラスは平均8〜22個、好適には
10〜20個の炭素原子の少くとも1個のアルキル基を
分子中にもつアルキルイミダゾリンまたは第4級化した
イミダゾリン塩である。
代表的にはアルキルメチルヒドロキシエチルイミダゾリ
ニウム塩、アルキルベンジルヒドロキシエチルイミダゾ
リニウム塩および2−アルキル−1−アルキルアミドエ
チルイミダゾリン塩である。この発明により有用なカチ
オン界面活性剤の他のクラスは8〜22個の炭素原子を
もつ脂肪酸またはエステルまたはグリセリドまたは類似
のそのアミド形成可能な誘導体をジ一またはポリ−アミ
ン例えばエチレンジアミンまたはジエチレントリアミン
と少くとも1個の遊離アミン基が残るような割合で反応
させることによつて生成したアミドアミンである。第4
級化したアミドアミンも同様に使用できる。代表的には
カチオン界面活性剤は通常窒素原子を含むプラスにイオ
ン化した基と、各々平均8〜22個の炭素原子をもつ1
個または2個のアルキル基をもつ水溶性化合物である。
カチオン界面活性剤のアニオン部分はギ酸根、酢酸根、
乳酸根、酒石酸根、クエン酸根、塩化水素、硝酸根、硫
酸根、またはメトサルフエートのような4個までの炭素
原子のアルキルサルフエートのような水溶性付与アニオ
ンである。
高級サルフエートまたは有機スルホネートのような界面
活性アニオンでないのが好ましい。この発明により造ら
れた活性混合物は1種またはそれ以上の両面界面活性剤
を含む。
両性界面活は例えばベタイン、例えば一般式(式中各R
はアルキル、シクロアルキル、アルケニルアルカリール
基で、好適には少くとも1個のR1そして最も好適には
1個以下のRが平均8〜20個、例えば10〜18個の
脂肪族炭素原子をもち、他の各Rは平均1〜4個の炭素
原子をもつ)で表わされるベタインである。
特に好適なものは普通式ノ で表わされる、いわゆる4級化イミダゾリンベタインで
あり、上式においてRおよびR1は平均1〜20個の脂
肪族炭素原子のアルキル、アルケニル、シクロアルキル
、アルカリールまたはアルカノール基で、Rは好適には
平均8〜20個、例えば10〜18個の脂肪族炭素原子
で、R1は好適には1〜4個の炭素原子である。
この発明で使用できる他の両性界面活性剤にはアルキル
アミンエーテルサンフエート、スルホベタインおよび他
の第4級アミンまたは第4級化イミダゾリンカルボン酸
およびそれらの塩および両性イオン界面活性剤および界
面活性剤を付与できる炭化水素基(各場合に例えば8〜
20個の脂肪族炭素原子をもつアルキル、シクロアルキ
ル、アルケニルまたはアルカリール基)をもつアミノ酸
が含まれる。代表例としてはC,,H2,N+(CH3
)2−CH2COO−を挙げることができる。
一般的に云つて、任意の水溶性両性界面化合物または双
性イオン性界面活性化合物(疎水性部分がC8〜C,O
のアルキル基またはアルケニル基を含み、親水性部分が
アミン、第4級アンモニウム基およびカルボキシレート
、サルフエートまたはスルホン酸基を含む)をこの発明
では使用できる。両性界面活性剤は通常アミンまたは窒
素含有複素環式先駆体をクロル酢酸と反応させることに
より造られる。
活性混合物は少くとも1種のノニオン界面活性剤を含ん
でいてもよい。
ノニオン界面活性剤は代表的には各々の場合において平
均8〜22個、好適には10〜20個の炭素原子を含有
するアルキル基と、通常平均1〜20個,例えば3〜1
0個のアルキレンオキシ単位を含むポリアルキレンオキ
シ基とがあるポリアルコキシル化脂肪族アルコール、脂
肪酸、アルキルフエノール、グリセリンエステル、ゾル
ビタンエステルまたはアルカノールアミンである。アル
キレンオキシ単位は通常エチレンオキシ単位であるが、
ポリアルキレンオキシ基は若干のプロピレンオキシ基を
も含んでいてもよい。アルコキシル化ノニオン界面活性
剤は普通先駆体のアルコール、アルキルフエノール、酸
、エステル、またはアルキロールアミドをエチレンオキ
サイドおよび/またはプロピレンオキサイドと反応させ
ることによつて造られる。
このような場合には水性溶液中でアルコキシル化を行う
ことは普通実用的ではない。従つて前述のノニオン界面
活性剤は最終生成物の混合物の予め造つた成分の一部で
ある。平均8〜22個の炭素原子をもつ少くとも1個の
アルキル基を含むアルキルおよびアルコキシル化アルキ
ルアミンオキシドもまたこの発明で使用するのに好適な
ノニオン界面活性剤の中に含まれる。アミンオキシドは
通常対応するアミン先駆体を過酸化水素のような酸化剤
と水溶性液中で反応させることにより造られる。
この明細書で述べた種々の界面活性剤は各々が実際には
通常似かよつた同族体の混合物であるから、アルキル基
またはポリオキシアルキレン基の大きさについて述べた
数字は各々の場合に平均値であることを理解されたい。
この明細書でいう同族体とはそれらのそれぞれのアルキ
ル基における炭素数に関して、および/またはポリアル
キレンオキシ鎖または類似の重合体鎖におけるアルキレ
ンオキシ基または他の反復モノマー単位の数だけが異る
分子を意味する。上述の界面活性剤の記述はそれらを全
部包含するものではなく、この発明により造られる混合
物中に含みうる非常に広範囲の界面活性剤の単なる例示
にすぎないことを意図するものである。
界面活性剤のより包括的なリストおよびそれらの先駆体
からのそれらの製法はシユバルツ(Schwarz)お
よびバーチ(Rerch)による「SurfaceAc
tiveAgeutsandDetergents」に
、或はデツカ(Decca)によりニユーヨークで発行
された[SurfactantScienceSeri
es」中に見出すことができる。この発明により界面活
性剤混合物を造るには他の界面活性剤を実質的に分解さ
せないで、それらの他の界面活性剤の存在下に水溶液中
で液状先駆体から生成できる、界面活性剤混合物中の、
界面活性剤成分を選定することがまず第1に必要である
所望の混合物中に1種より多い界面活性剤が適当である
場合には、G相で得ることが最も困難な界面活性剤の先
駆体を選定するのが屡々最も好都合である。界面活性剤
混合物の製造は前記先駆体および他の界面活性剤または
複数界面活性剤を無水の状態(これらが液状混合物を形
成する場合には)で混合し、水性薬剤を添加して先駆体
を対応する界面活性剤に転化し、水性組成物となすこと
によつて実施できる。
或は前記他の界面活性剤または複数界面活性剤が適当な
濃度例えば流動性G相で得られる場合には、その水溶液
を使用し、それに無水の薬剤を同時に添加するか、或は
任意の便宜な順序で添加してゲルの生成を避けることが
できる。先駆体が水に難溶性である場合またはゲルの生
成という問題を生起することなく適当な濃度で得ること
ができる場合には、それを水性系として任意の便宜な此
階で系に導入できる。ある場合には先駆体が反応混合物
中で乳化されることがある。各段階の処理はこの発明に
従い、複数段階で多成分混合物を造るのが便宜である。
この発明は、ゲル生成のために混合物の各成分を充分に
高濃度で得ることができない高活性成分混合物の配合の
際屡々生起する困難を低減するものである。
以下に例を掲げてこの発明を説明する。
例1 ベタイン〔獣脂/ココナツトアミドプロピル(ジメチノ
(ハ)アミノアセテート、RCONHCH,CH2CH
2(CH3)2−N+CH2COOl以下にBTと略称
する〕とラウリル酸ジエタノールアミドRCON(CH
2CH2OH),(以下にLDと呼ぶ)との1:1混合
物を造るのが望まれた。
BTはアミドアミン先駆体RCONHCH,CH2CH
,−N(CH3)2(以下にATと呼ぶ)をクロル酢酸
ナトリウムと下記のように水性溶液中で反応させること
によつて通常造られる。
υ′ν−〜?′?u′Tw^轟TVVν BTは代表的には約30重量%濃度に造られ、販売され
ている。
ポンプ輸送可能な溶液としてBTが水中で造られうる最
高濃度は約35重量%である。LDは不純物としてメチ
ルエステル、アミンおよびエステルアミンを含んで約9
0重量%活性成分濃度で商業的に得られる。
商業的に入手できる製品の等モル量の混合物が50%の
最高の可能な活性濃度を与える。
しかし我我は50%混合物を蒸発することによつて60
〜65重量%の活性成分濃度で流し込み可能なG相が得
られることを見出した。混合によりこのような組成物を
造るには45〜50重量%のBTの水溶液を必要とする
が、これは取扱いにくい非流動性のゲルである。A.撹
拌装置および循環装置を備えたジヤケツト付111反応
器にAT3359(91%、1モル)およびLD4OO
9(90%)を仕込んだ。
得られた混合物を65℃に加温し、水2849中クロル
酢酸1049(1.1モル)の溶液を2−
2時間に亘つて添加し、4701)水酸化
ナトリウム溶液を添加することによつて…を7.5±0
.5に維持した。
反応を更に65℃で…7.5±0.5で12時間続け、
遊離アミドアミンは0.9%と実測された。生成物は合
計活性成分濃度が60(f)の可動性G相であつた。B
.撹拌装置および循環装置を備えたジヤケツト付き10
11反応器に水18319中クロル酢酸8089の溶液
を仕込んだ。
次いでLD(90%)27749およびグリセリン不含
AT(アミドアミン89(F6)23599の混合物を
撹拌しながら仕込んだ。得られた流動性混合物を65゜
Cに加熱し、混合を改善するために循TS占11J−I
L軸′督 t − 一鴨 Tr山會l添加することによ
り…を上げ、7.5〜8.0に保ち、温度を65℃に保
つた。17時間反応後に遊離のアミドアミンは1.5%
と実測された。
最終生成物は活性成分濃度が60%の流動性G相であつ
た。組成物の処方 BTとLDとは共に若干の不純物を含有し、例1Aによ
り造つた組成物の大体の組成は下記の通りであつた。
例1BにおいてはATを洗浄してグリセリンを除き、最
終生成物中のグリセリンは水で置換した。
例2反応物の混合を助勢するためにフラスコの底部から
頂部に反応物を循環する装置を備えた撹拌されたジヤケ
ツト付きフラスコに、C,,/C,4アルキルナトリウ
ム−2モルエトキシル化サルフエートの70%溶液79
79を仕込んだ。
G相にあるこの溶液を60℃に加熱し、Cl,/Cl4
アルキルジメチルアミン(分子量221)4429を3
0分間に亘つて水1409に溶解したクロル酢酸209
9の溶液と共に添加し、47%水酸化ナトリウム溶液の
添加により…を7.8±0.2に保つた。次に聞を8.
5に上げ、温度を65℃に昇温して、これらの条件下に
反応を更に6時間続けたところ、一定のPHを維持する
ために水酸化ナトリウムを添加する必要はなくなり、第
4級化が実質上完了したことを示した。これはサンプル
が未反応アミン0.2%を含有するにすぎないという分
析により証明された。この製造操作では47%水酸化ナ
トリウム約203f1を必要とした。この例においては
、ベタインをエトキシル化サルフエートの存在において
造つた。
生成物の全界面活性剤濃度は63%で、両性界面活性剤
:アニオン界面活性剤の重量比は1:1で、反応中を通
してG相として認められる流動性物質であつた。ベタイ
ンの溶液とエトキシル化サルフエートの70(L溶液と
を混合することによつてこの混合物を造るためには57
%のベタイン濃度が必要となり、この濃度ではベタイン
は高度に粘稠なゲルで、M,相をなす。例3 反応物の混合を助勢するためにフラスコの底部から頂部
に反応物を循環する装置を備えた撹拌機、ジヤケツト付
きフラスコにC,,/Cl4アルキルナトリウム2モル
エトキシル化サルフエートJモV89を仕込んだ。
G相にあるこの溶液を60℃に加熱し、式(R=ココナ
ツト75%十獣脂25%、平均分子量305)で表わさ
れるアミドアミン4589を水135f!中クロル酢酸
149f!の溶媒と共に45分間に亘つて添加した。
次いで47%水酸化ナトリウム溶液の添加により団を8
.5に上昇させ、温度を65℃に上げた。
第4級化が実質上完了したことを示す、一定の州維持の
ために最早水酸化ナトリウムの添加が必要でなくなるま
で、これらの条件下で9時間反応を維持した。この製造
操作においては47%水酸化ナトリウム約1429を必
要とした。この例においてはアミドアミンベタインはエ
トキシル化サルフエートの存在下に造られ、混合物の全
界面活性剤濃度は66(F6で、アニオン界面活性剤:
両性界面活性剤の重量比は1:1であつた。
生成物は反応中を通してG相として固定される流動性液
体であつた。アミドアミンベタインの溶液とエトキシル
化サルフエートの70%溶液とを混合することによつて
この混合物を造るためには62(fl)濃度のアミドア
ミノベタインを必要とし、この濃度ではこの物質はM1
相として同定される非常に粘稠なゲルであつた。例4 フラスコの底部から頂部に反応物を循環する装置を備え
た、撹拌されたジヤケツト付きフラスコ90%純度のラ
ウリル酸ジエタノールアミド5889を仕込んだ。
このラウリル酸ジエタノールアミドを60℃に加熱し、
分子量221のC,,/Cl4アルキルジメチルアミン
4429を、…を7〜8に維持するのに充分な量の水2
90g中クロル酢酸2089の溶液と共に20分間に亘
つて添加した。残余のクロル酢酸溶液を加え、47%水
酸化ナトリウム溶液の添加により?を7〜8に維持した
。次いで混合物の州を8.5に、温度を65℃に上げ、
第4級化が実質上完了したことを示す、一定の…を維持
するのに水酸化ナトリウム溶液の添加が最早不要となる
まで、更に9時間これらの条件下で反応を維持した。
この製造操作においては47%水酸化ナトリウム溶液約
2169を必要とした。この例においては、ベタインを
ラウリル酸ジエタノールアミドの存在において造り、得
られた混合物の全界面活性剤濃度は66%で、両性界面
活性剤:ノニオン界面活性剤の重量比は1:1で、反応
中全体に亘りG相として同定される流動性液体であつた
この混合物をベタインの溶液とラウリル酸ジエタノール
アミドとの混合によつて造るためには、44%濃度のベ
タインを必要とし、この濃度ではこのものはM,相にあ
る非常に粘稠なゲルである。
例5フラスコの底部から頂部に反応物を循環するための
装置を備えた、撹拌された、ジヤケツト付フラスコにエ
トキシル化アルコールから誘導されたCl,/Cl4ア
ミンオキシドの7296溶液4729を仕込んだ。
このアミンオキシドは式j (式中nの平均値は3である) で表わされる。
G相にある上記溶液を50℃に加熱し、…を8.5〜9
.0に保つのに充分量の60℃の水19.89中クロル
酢酸124.89の溶液と共にCl,/Cl4アルキル
ジメチルアミン(分子量221)2769を加えた。
57%水酸化ナトリウム溶液の添加により8.5〜9.
0の範囲に…を保ちながら残余のクロム酢酸溶液を、第
4級化が実質上完了したことを示す一定の…を維持する
まで添加した。
この操作においては57(F6水酸化ナトリウム溶液約
92.5gを要した。この例においては、ベタインはア
ミンオキシドの存在下に造り、得られた混合物の全界面
活性剤湛!fけGq域で一 ノニ青ン界而活件剤:両件
界面活性剤の重量比はl:1であり、混合物は全反応中
G相として同定される流動性液体であつた。
この混合物をベタィンの溶液と72%濃度のアミンオキ
シドとの混合により造るためには67%濃度のベタイン
濃度を必要とし、この濃度でこのものはM1相にある高
度に粘稠なゲルである。例6 反応物の混合を助勢するためにフラスコの底部から頂部
に反応物を循環する装置を備えた、撹拌された、ジヤケ
ツト付フラスコにCl2/Cl4アルキルベンジルアン
モニウムクロリドの90(f)溶液5009を仕込んだ
この界面活性剤溶液はL2相にある透明な可動性液体で
、これを55℃に加熱し、これにPHを7〜8に保つの
に充分量の水909中クロル酢酸122.79の溶液と
共に式ν▲15(R−ココツト75(:fl)十獣脂2
5%、平均分子量305)で表わされるアミドアミン3
77gを45分間に亘つて添加した。
次いで残余のクロル酢酸を添加し、47%水酸化ナトリ
ウム溶液の添加によりPHを8に上げ、温度を65゜C
に上げた。PHを更に10時間に亘つて8〜8.5に保
ち、一定のPHを保つために水酸化ナトリウムの添加が
最早必要でない時をもつて第4級化が実質上完了したと
した。47%水酸化ナトリウム溶液約110.69を必
要とした。
この例ではアミドアミンベタインをカチオン界面活性剤
の存在において造り、得られた混合物の全界面活性剤濃
度は75%で、両性界面活性剤:カチオン界面活性剤の
重量比は1:1であつた。
アミドアミンおよびクロル酢酸の添加中反応物はG相を
呈し、全反応中この相を保つた。この混合物をベタイン
の溶液と90%ベンジルアンモニウムクロリド誘導体と
の混合により造るためには64(f)のベタイン濃度を
必要とし、この濃度ではベタインはM1相の剛性なゲル
である。
例7フラスコの底部から頂部に反応物を循環する装置を
備えた、撹拌された、ジヤケツト付フラスコに90(f
)純度のコロナツトジエタノールアミド473.7f!
を仕込んだ。
このものを60℃に加熱し、これに式(R−ココナツト
75%十獣脂25%、平均分子量305)で表わされる
アミドアミン3779を添加した。
47%水酸化ナトリウム溶液の添加によりPHを8〜8
.5に維持しながら水2009中クロル酢酸122.7
9の溶液を添加した。
次いで温度を65℃に上げ、PHを更に8時間8〜8.
5に保てば、一定のPHを保つために水酸化ナトリウム
溶液を更に添加することは不要となり、第4級化が実質
上完了したことを示した。この製造操作においては47
%水酸化ナトリウム溶液約1019を要した。この例で
はアミドアミンベタインをココナツトジエタノールアミ
ドの存在において造り、得られた混合物の全界面活性剤
濃度は69%で、両性界面活性剤:ノニオン界面活性剤
の重量比は1:1で、全反応中G相として同定される流
動性液体であつた。この混合物を上記ベタインの溶液と
ココナツトジエタノールアミドとを混合することにより
造るためには、56%濃度のベタィンを必要とし、この
濃度ではこのものはM1相として同定される高度に粘稠
なゲルである。例8 フラスコの底部から頂部に反応物を循環させる装置を備
えた、撹拌された、ジヤケツト付きフラスコに90%純
度のココナツトジエタノールアミド4009を仕込んだ
これを60℃に加熱し、Cl2/C,4アルキルジメチ
ルアミン(分子量221)3059を15分間に亘つて
添加した。47%水酸化ナトリウム溶液の添加によりP
Hを8〜8.5に保ちながら水1139中にクロル酢酸
1429の溶液を添加し、温度を65℃に上げ、PHを
更に6時間8〜8.5に保てば、一定のPHを保つため
に水酸化ナトリウムの添加はもはや不要となり、第4級
化が完了したことを示した。
この製造操作では47%水酸化ナトリウム約1309を
要した。この例ではベタインはココナツトジエタノール
アミドの存在において造られ、得られた混合物の全界面
活性剤濃度は68%で、ノニオン界面活性剤:両性界面
活性剤の重量比は2:1であり、この混合物は全反応中
を通してG相として同定される流動性液体であつた。こ
の混合物をベタインの溶液とココナツトジエタノールア
ミドとを混合することにより造るためには56(F6濃
度のベタインを必要とし、この濃度ではこのものはM,
相として同定される高粘性のゲルであつた。例9 反応物の混合を助勢するためにフラスコの底部から頂部
に反応物を循環するための装置を備えた、撹拌された、
ジヤケツト付フラスコに900!)純度のココナツトジ
エタノールアミド189f!、水115g、ジナトリウ
ムエタンジアミンテトラ酢酸1.29およびCl2/C
,4エトキシル化アルコールから誘導された、式、(n
の平均値は3である) で表わされる88%純度のアミン2039を仕込んだ。
界面活性剤および界面活性剤先駆体の混合物を55℃に
加熱し、温度が60〜65℃に保たれる速度で過酸化水
素の27%溶液829を添加した。反応剤を次いで更に
12時間65℃に保ち、ここで生成物を分析し、アミン
オキシド28%含有することがわかつた。この例ではア
ミンオキシドをココナツトジエタノールアミドの存在に
おいて造り、得られた混合物の全活性成分濃度は62(
Lで、アミンオキシドリココナツトジエタノールアミド
の重量比は1.1:1゛であつた。
混合物は過酸化水素溶液添加中流動性G相を造り、全反
応中この相を保つた。
この混合物をアミンオキシドの溶液とココナツトジエタ
ノールアミドとを混合することにより造るためには48
%濃度のアミンオキシドを必要とし.この濃度ではこの
ものはM,相をなす高粘稠ゲルである。
アミンオキシドの70%溶液とココナツトジエタノール
アミドとを混合することによりこの混合物を造り、次い
で所要の濃度に希釈することも可能であろうが、アミン
オキシドは非常に狭い濃度範囲に限つて流動性G相を造
るにすぎないから、このことは困難である。
例10 フラスコの底部から頂部に反応物を循環する装置を備え
、撹拌された、ジヤケツト付きフラスコ90%純度のラ
ウリン酸ジエタノールアミド5889を仕込んだ。
ラウリン酸ジエタノールアミドを60℃に加熱し、分子
量221のCl2/Cl4アルキルジメチルアミン22
19を10分間に亘つて添加し、47%NaOH溶液の
添加によりPHを7〜8の範囲に保ちながら水1279
中ク0ル酢酸1389の溶液を一時間に亘つて添加した
。混合物の…を8.5に上げ、温度を65℃に上げて更
に9時間保てば、一定の…を保つために更に水酸化ナト
リウムを添加することは不要となり、第4級が実質上完
了したことを示した。
分析により混合物は未反応アミン0.1%含むことが判
つた。この製造操作では47%水酸化ナトリウム溶液約
1539を要した。この例ではベタインはラウリル酸ジ
エタノールアミドの存在において造り、得られた混合物
の全界面活性剤濃度は66%で、両性界面活性剤:ノニ
オン界面活性剤の重量比は1:2で、全反応中を通して
G相として同定される流動性液体であつた。
この混合物をベタインの溶液とラウリル酸ジエタノール
アミドとを混合することにより造るためには44%濃度
のベタインを必要とし、この濃度ではこのものはM,相
の高粘稠ゲルであつた。
例11反応物の混合を助勢するためにフラスコの底部か
ら頂部に反応物を循環するための装置を備えた、撹拌さ
れた、ジヤケツト付フラスコにCl,−,4アルキルベ
ンジルアンモニウムクロリドの90%溶液156g、9
0%純度のココナツトジエタノールアミド156gおよ
び純アミンはCl2−,4エトキシル化アルコールから
誘導された式) (nの平均値はnである) で表わされる、純度88%のアミン151f1を水81
.59およびEDTAl.29と共に仕込んだ。
界面活性剤と先駆体との混合物を60℃に加熱し、H2
O2の27%溶液569を1時間に亘つて添加した。反
応温度を65℃に上げ、12時間反応を行つた後で生成
物を分析したところ、未反応アミン2.4%を含有する
ことが判明し、アミンのアミンオキシドへの90%転化
が完了したことを示した。この例ではカチオン界面活性
剤とノニオン界面活性剤との存在において造り、全界面
活性剤濃度は67%で、ノニオンリカチオンリノニオン
界面活性剤の重量比は1:1:1であつた。
この生成物は反応中を通して流動性G相であつた。
この混合物をベタインの溶液とラウリル酸ジエタノール
アミドとを混合することにより造るためには44%濃度
のベタインを必要とし、この濃度ではこのものはM,相
の高粘度ゲルであつた。
例12〜例15これらの例においては混合物調製のため
に毎分2.21で動作する循環ポンプ、熱交換器、生成
物オーバフローおよび第2の界面活性剤および第1界面
活性剤の先駆体を別個に供給する混合器を備えた連続ル
ープからなる全容量が2057n1の循環中和ループを
使用した。
供給物質が中和ループからオーバフローしたところで生
成物をサンプリングした(ここで述べる%はすべて重量
:重量に基くものである)。これらの例では下記の略称
を使用した。
NC:分子量194の、大部分がCl2およびCl4の
直鎖1級アルコールの混合物、LX28:遊離脂肪性物
質0.7%および硫酸ナトリウム0.7(fl)を含有
し、活性物質濃度29%の、硫酸エステル化NCのナト
リウム塩の水性L,相KB2:NCの2モルエトキシレ
ート ESB7O:ノニオン性物質2%および硫酸ナトリウム
1%を含有し、活性物質68%の硫酸エステル化KB2
のG相の水性ナトリウム塩CDE:約90%濃度のココ
ナツト脂肪酸のジエタノールアミド、残余は遊離アミン
、遊離エステルおよびグリセリン不純物DDBスルホン
酸:平均分子量246の直鎖アルキルベンゼンに基く物
質。
スルホン酸は非イオン性物質、硫酸および水不純物を含
有する約96%濃度のものKSN7O:主としてCl2
,Cl4,Cl6およびCl8の直鎖1級アルコール混
合物の3モルエトG相のもの、分子量206、活性物質
70%、非イオン性物質2%、硫酸ナトリウム1%含有
、NP9:ノニルフエノールの9モルエトキシル化物例
12 予めESB7Oを満たした中和ループ中にESB7O(
8.679/分)、NC酸性硫酸エステル(10.0g
/分)および水酸化ナトリウムの31.5%水溶液(4
.82g/分)を供給した。
水酸化ナトリウムを少し調整して…を7.5土0.5に
保ち、温度を44℃に保つた。生成物は実験室の環境温
度で流動性G相で、下記のように分析された:V−け1
− 1 ′ −
Q●1N(計算上全活性物質は6
1.4:38.6重量比のLX:ESB)水で希釈すれ
生成物は60%全活性物質でM,(ゲル)相に移行した
もしこの生成物を個々の成分の混合により造らうとすれ
ば、G相のESBは使用できようが、LXの物理的性状
には問題がある。
ESBは62%〜72%活性成分濃度で流動剤G相をな
すから69.6%〜63.5%の活性成分濃度のLXが
必要である。これらの濃度でのLXは約80℃以下では
固体であり、製造上および取扱上の問題を生ずる(ナト
リウムアルキルサルフエートはこれらの温度で極めて迅
速に加水分解する)。例13 予めESB7Oで満した中和ループに、LX28(6.
679/分)、KB2酸化硫酸エステル(10.09/
時間)、および水酸化ナトリウムの48.0%水溶液(
2.239/分)を供給した。
水酸化ナトリウムの供給をすこし調節することによりP
Hを7.5±0.5に保ち6温度を45℃に保つた。生
成物は実験室環境温度で流動性G相で、下記のように分
析された:この生成分を水で希釈すれば62%活性物質
濃度のところでM1相に移行した。
この生成物を混合により造るためには、前例と同様な問
題がある。
ESBについての62%または72%活性物質濃度制限
のために、LXは87.8〜42.8%活性物質濃度を
必要とし、42.8%活性物質濃度のLXは粘稠なペー
スで、これは加水分解が問題となる温度(60℃)以下
の温度ではポンプ輸送が困難で、他方87.8%活性物
質濃度ではLXの融点が90℃以上となる。これらの濃
度間では60℃〜90℃の温度が取扱い上必要となる。
例14 予めESB7Oを満たした中和ループに、CDE(6.
239/分)、KB2酸性硫酸エステル(5.839/
分)、および水酸化ナトリウムの11.896水溶液(
5.509/分)を供給した。
水酸化ナトリウムの供給をすこし調節することにより…
を7.5±0.5に保ち、温度を42℃に保つた。生成
物は実験室の環境温度で流動性G相で、下記のように分
析された:(計算上決定されたノニオン活性物質は CDE活性物質32.0%、CDEからの非イオン化物
不純物3.6%およびKB2酸性硫酸エステルからの不
純物0.9%からなる)この物質を希釈すれば18(F
f)アニオン活性物質のところで粘度ピークを通り、こ
のピークでは生成物はL1相、M1相およびG相の非流
動性混合物であつた。
例15 予めKSN7Oを満してある中和ループにKSN7O(
7.33g/分)、DDBスルホン酸(4.649/分
)および29.6%水酸化ナトリウム水溶液(2.05
9/分)を供給した。
水酸化ナトリウムの供給をすこし調節することによつて
…を7.5±0.5に保ち、温度を40℃に保つた。生
成物は実験室環境温度で流動性G相で、下記のように分
析された:スルホネート活性物質 34.0
(:F6このものを水で希釈すれば全活性物質濃度55
%のところでM,相を生成した。
KSNは65%〜74%活性物質濃度で流動性G相とし
て存在し、従つて上記生成物を混合により造れば77.
8%〜67.3f)活性物質濃度のDDBスルホネート
の使用を必要とする。
これらの濃度ではDDBスルホン酸ナトリウムは非常に
粘稠なペーストで、これは2相に分離する傾向があり、
取扱土の困難がある。混合供給原料のスルホン化または
硫酸化は前記2種の物質の三酸化硫黄に対する反応速度
が異なるために、不純物と着色の点で生成物の品質が劣
る。
例16 予め例13の生成物で満たした中和ループに、NP9(
8.75f!/分)、DDBスルホン酸(6.35g/
分)および17.9%水酸化ナトリウム溶液(4.61
9/分)を供給した。
水酸化ナトリウムの供給をすこし調節することにより団
を7.5±0.5に保ち、温度を40℃に保つた。生成
物は実験室環境温度で流動性G相を呈し、下記のように
分析された:(計算により決定したノニオン濃度は44
.4%のNP9を含む)生成物を水で希釈すればL1相
生成まで連続的に粘度が低下した。
もしこの例の生成物を液状NP9を使つて造るとすれば
、59.5%の活性物質濃度のDDBスルホネートを必
要とするだろう。
この濃度ではDDBスルホン酸ナトリウムはペーストで
、2相に分離する傾向があり、従つて直接製造過程を経
るより混合は一層面倒な操作となる。この明細書で液体
先1駆体に対する記述は反応温度における状態に関する
ものであること、および液状先駆体なる用語は環境温度
においては固体である先駆体をも含むものであることを
理解されたい。
それはまたエマルジョンの分散相として反応混合物中に
存在する先駆体をも含むものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 活性混合物の少くとも5重量%の割合で各々存在す
    る少くとも2種の非同族系界面活性剤の混合物を活性成
    分として含む、流動性“G”相を形成できる濃厚水性界
    面活性剤組成物の製法において、界面活性剤の少くとも
    1種が反応条件下で液状である先駆体から前記混合物中
    の他の界面活性剤を実質上分解させない薬剤による水性
    溶液中での反応により形成され、前記先駆体の少くとも
    1種を前記混合物の少くとも1種の他の界面活性剤成分
    の存在において、かつ反応混合物を流動状態に維持し、
    少くとも多量割合がG相にある最終組成物を与えるのに
    充分な水の存在において対応する界面活性剤に転化する
    ことからなる、前記濃厚水性界面活性剤組成物の製法。
JP53152592A 1977-12-09 1978-12-09 濃厚水性界面活性剤組成物の製法 Expired JPS5937040B2 (ja)

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GB5129377 1977-12-09
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GB000004817/78 1978-02-07
GB000022992/78 1978-05-26
GB2299278 1978-05-26
GB2299178 1978-05-26
GB000022991/78 1978-05-26

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