KR20030082471A - 황산 아민 염, 술폰산 아민 염, 이의 제조 및 연화제 조성물 - Google Patents

황산 아민 염, 술폰산 아민 염, 이의 제조 및 연화제 조성물 Download PDF

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시라쯔찌가즈따까
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Abstract

장쇄 알킬 또는 알케닐 기를 갖는 황산화 화합물과 장쇄 알킬 또는 알케닐 기를 갖는 아민 간의 중화 화합물로, 연화제로서 유용한, 하기 화학식 I로 표시되는 황산 아민 염 I의 제조 방법이 제공된다:
[화학식 I]
[식중, R31은 선형 또는 분지형 C18-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 화학식 R36-(OA)n- (식중 R36은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기이고, OA는 탄소수 2 내지 4의 옥시알킬렌 기이고, n은 평균 0.1 내지 10의 수이다)으로 표시되는 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, R34는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R5-[B-R6]b-로 표시되는 기이고, R35는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, R5는 선형 또는 분지형C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이고, m은 0 또는 1의 수이다]. 술폰산 아민 염이 수득될 수 있다.

Description

황산 아민 염, 술폰산 아민 염, 이의 제조 및 연화제 조성물 {SULFURIC ACID AMINE SALT, SULFONIC ACID AMINE SALT, PRODUCTION THEREOF AND SOFTENER COMPOSITION}
본 발명은 연화제용 신규 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 함유하는 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연화제 조성물의 제조 방법 및 이러한 제조 방법에 의해 수득된 연화제 조성물에 관한 것이다.
예를 들어 알킬 또는 알케닐 황산 아민 염과 같은 황산 아민 염으로서 현재 트리에탄올아민 염 등이 공지되어 있고, 다양한 종류의 세제 및 연화제에서 사용되었다. 그러나, 장쇄 알킬 또는 알케닐 기를 갖는 황산화 화합물과 장쇄 알킬 또는 알케닐 기를 갖는 아민 간의 중화 화합물에 대해서는 지금까지 충분한 연구가 수행되지 않았다.
일반 가정에서 전통적으로 사용되어 온 액체 연화제는 연화제로서 수불용성 4차 암모늄 염을 함유한다. 또한, 감촉 및 연화 효과를 개선시키기 위한 목적으로 음이온성 계면활성제를 이와 병용하는 것이 연구되었다. US-A 4,447,343에는 4차 암모늄 화합물과 음이온성 계면활성제를 병용하는 기술이 개시되어 있다.US-A 4,751,009에는 양이온성 계면활성제 및 특정 아민과 음이온성 계면활성제의 염을 함유하는 연화제 조성물이 개시되어 있다. US-A 4,661,270에는 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제를 함유하는 투명한 연화제 조성물이 개시되어 있다. 또한, 본 발명가들은 감촉의 개선을 위해 모노알킬 양이온성 계면활성제 및 음이온성 계면활성제를 함유하는 연화제 조성물을 제안하였다 (JP-A 2001-200474).
한편, 연화제의 제조 방법으로서, 배합시 점도 증가 및 겔화를 억제하는 방법이 연구되었다. JP-A 10-298867에는 암모늄 화합물 및 당-알콜을 먼저 혼련시킨 후, 이들을 고전단 하에 물과 혼합하는 기술이 개시되어 있다. JP-W 2001-526304에는 용융된 연화제를 물에 분산시키는 연화제의 제조 방법이 개시되어 있다. JP-A 5-106166에는 연화제 및 비이온성 계면활성제의 용융물이 제조되는 공정이 포함되는 연화제의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한 US-A 4,751,009에는 특정 아민 화합물의 술폰산 계면활성제 염을 미리 4차 암모늄 염에 혼합시키는 제조 방법이 개시되어 있다. 그러나, US-A 4,751,009에 개시된 바와 같이, 음이온성 계면활성제 및 아민 화합물을 함유하는 연화제 조성물의 제조에서 겔화가 자주 발생한다. 겔화를 막기 위해, 연화제를 고전단력 하에 교반하는 것이 필요하다. 또한, 이같은 교반을 수행하여도, 겔형 물질이 부분적으로 잔존하지만, 의류를 헹구기 위해 조성물이 물에 첨가되어 교반될 때에도 쉽게 분산되지 않아, 그 결과 연화 효과를 감소시키는 또다른 문제가 발생한다. 개선이 요구된다.
본 발명의 목적은 연화제로서 유용한, 장쇄 알킬 또는 알케닐 기를 갖는 황산 또는 술폰산과 장쇄 알킬 또는 알케닐 기를 갖는 아민 간의 중화 화합물, 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 연화제 조성물의 겔화가 억제되어 충분한 연화 효과를 제공하는, 아민 화합물 및 음이온성 계면활성제를 함유하는 연화제 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기 화학식 I로 표시되는 황산 아민 염 I의 제조 방법으로, 하기 화학식 II로 표시되는 알콜 (이하 알콜 II로 칭함)을 황산화시킴으로써 수득된 하기 화학식 III으로 표시되는 화합물 (이하 화합물 III으로 칭함)을 하기 화학식 IV로 표시되는 용융 아민 (이하 아민 IV로 칭함)과 혼합하여 중화시키는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다:
[화학식 I]
[식중, R31은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 화학식 R36-(OA)n- (식중 R36은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기이고, OA는 탄소수 2 내지4의 옥시알킬렌 기이고 n은 평균 0.1 내지 10의 수이다)으로 표시되는 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, R34는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R5-[B-R6]b- (식중 R5는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이다)로 표시되는 기이고, R35는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, m은 0 또는 1의 수이다]
[화학식 II]
R31-OH
[식중 R31은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 III]
R31-OSO2OH
[식중 R31은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 IV]
[식중 R32, X, R33, R34, R35및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다].
또한 본 발명은 하기 화학식 I'으로 표시되는 술폰산 아민 염의 제조 방법으로, 하기 화학식 II'로 표시되는 화합물 II'을 술폰화시킴으로써 수득된 하기 화학식 III'으로 표시되는 화합물 (이하 화합물 III'으로 칭함)을 하기 화학식 IV로 표시되는 용융 아민 (이하 아민 IV로 칭함)과 혼합하여 중화시키는 것을 포함하는 방법을 제공한다:
[화학식 I']
[식중, R51은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 C12-36알킬아릴 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, R34는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R5-[B-R6]b- (식중 R5는 선형또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이다)로 표시되는 기이고, R35는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, m은 0 또는 1의 수이다]
[화학식 II']
R51-H
[식중 R51은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 III']
R51-SO3OH
[식중 R51은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 IV]
[식중 R32, X, R33, R34, R35및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다].
화합물 III의 첨가량이 아민 IV의 몰량 이하이고, 용매와 미리 혼합된 아민 IV에 화합물 III이 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기에 나타난 제조 방법에 의해 각각 수득되는 황산 아민 염 I, 술폰산 아민 염 I'에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 수득된 화합물 I 또는 I'의 연화제로서의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 I"으로 표시되는 황산 아민 염 (이하 황산 아민 염 I"으로 칭함)에 관한 것이다:
[화학식 I"]
[식중, R41은 선형 또는 분지형 C18-36알킬 또는 알케닐 기 또는 화학식 R36-(OA)n- (식중 R36은 선형 또는 분지형 C18-36알킬 또는 알케닐 기이고, OA는 탄소수 2 내지 4의 옥시알킬렌 기이고, n은 평균 0.1 내지 10의 수이다)으로 표시되는 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, 각각의 R44및 R45는 서로 독립적으로 수소 원자, 선형 또는 분지형 C1-6알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R32-X-R33- (식중 R32, X, 및 R33은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다)로 표시되는 기이다].
황산 아민 염 I"는 상기 나타난 바와 같은 I의 제조 방법에 의해 수득될 수 있다.
본 발명은 상기 기술된 황산 아민 염 I, 술폰산 아민 염 I' 또는 황산 아민 염 I" 및 용매를 함유하는 조성물을 또한 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 기술된 황산 아민 염 I, 술폰산 아민 염 I' 또는 황산 아민 염 I"의 연화제에의 적용도 제공한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 a와 C12-36탄화수소 기 1개 및 -SO3H 및 -OSO3H로 구성되는 군으로부터 선택되는 기 1개를 갖는 화합물 b를 서로 미리 혼합하여 계면활성제 혼합물을 수득하는 단계 (이하 단계 A로 칭함); 및 이렇게 수득된 계면활성제 혼합물을 물에 용해 및/또는 분산시키는 단계 (이하 단계 B로 칭함)를 포함하는 연화제 조성물의 제조 방법을 제공한다:
[화학식 1]
[식중 R1은 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R2는 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, A는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, a는 0 또는 1의 수이고, R3는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기 또는 화학식 R5-[B-R6]b-로 표시되는 기이고, R4는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, R5는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이다].
상기 기술된 연화제 조성물의 제조 방법에 있어서, 단계 A에서 유기 용매가 성분 c로서, 물 d와 함께, 추가로 혼합되거나, 또는 단계 A에서 성분 d / [성분 a + 성분 b]의 질량비가 0.5/99.5 내지 20/80 범위이도록 물이 추가로 성분 d로서 혼합될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 기술된 제조 방법에 의해 수득된 연화제 조성물을 제공한다.
본 발명의 황산 아민 염 I"에서, R41은 선형 또는 분지형 C18-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 화학식 R36-(OA)n- (식중 R36은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기이다)으로 표시되는 기이고, 바람직하게는 스테아릴 기, 아라키딜 기, 베헤닐 기, 올레일 기, 리놀 기, C12-36게르베 알콜에서 히드록시 기를 제거하여 수득되는 알킬 기, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 또는 이들의 혼합물을 상기 기술된기에 부가하여 수득되는 기 (평균 부가 몰수는 4 이하), 더욱 바람직하게는 선형 또는 분지형 C18-24알킬 기, 가장 바람직하게는 C18-24게르베 알콜로부터 히드록시 기를 제거하여 수득되는 분지형 알킬 기가 예시된다.
R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, 바람직하게는 데실 기, 라우릴 기, 미리스틸 기, 팔미틸 기, 스테아릴 기, 아라키딜 기, 베헤닐 기, 올레일 기, 리놀 기 또는 각각의 천연 지방산 예컨대 우지 지방산, 경화 우지 지방산, 팜유 지방산 또는 경화 팜유 지방산으로부터 카르복실 기를 제거하여 수득되는 알킬 또는 알케닐 기로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상의 종, 특히 바람직하게는 C12-22알킬 기가 예시된다.
R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, C1-3알킬렌 기가 바람직하다.
각각의 R44및 R45는 서로 독립적으로 수소 원자, 선형 또는 분지형 C1-6알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R32-X-R33-로 표시되는 기이다. 알킬 C1-3기가 바람직하다.
X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-를 나타내고, -CONH-, -NHCO- 및 -COO-가 바람직하고, -CONH-가 특히 바람직하다.
본 발명의 황산 아민 염 I은 하기 화학식 II로 표시되는 알콜 (이하 알콜 II로 칭함)의 황산화에 의해 수득된 하기 화학식 III으로 표시되는 화합물 (이하 화합물 III으로 칭함)을 하기 화학식 IV로 표시되는 용융 아민 (이하 아민 IV로 칭함)과 혼합하여 중화시킴으로써 수득된다:
[화학식 II]
R31-OH
[식중 R31은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 III]
R31-OSO2OH
[식중 R31은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 IV]
[식중 R32, X, R33, R34, R35및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다].
화학식 I'으로 표시되는 술폰산 아민 염 I'은 하기 화학식 I'으로 표시되는 술폰산 아민 염의 제조 방법으로, 하기 화학식 II'로 표시되는 화합물 II'을 술폰화시킴으로써 수득된 하기 화학식 III'으로 표시되는 화합물 (이하 화합물 III'으로 칭함)을 하기 화학식 IV로 표시되는 용융 아민 (이하 아민 IV로 칭함)과 혼합하여 중화시키는 것을 포함하는 방법에 의해 수득될 수 있다:
[화학식 I']
[식중, R51은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 C12-36알킬아릴 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, R34는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R5-[B-R6]b- (식중 R5는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이다)로 표시되는 기이고, R35는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, m은 0 또는 1의 수이다]
[화학식 II']
R51-H
[식중 R51은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 III']
R51-SO3OH
[식중 R51은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
[화학식 IV]
[식중 R32, X, R33, R34, R35및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다].
수득되는 화합물의 융점이 낮도록 m이 1인 것이 바람직하다.
화합물 III이 용이하게 분해되고 보존될 수 없으므로, 알콜 II의 황산화에 의해 수득되는 화합물 III이 즉시 아민 IV로 중화되는 본 발명의 방법이 요구된다는 것을 주지하여야 한다.
본 발명의 제조 방법의 예를 하기에 나타낸다.
알콜 II를 박막식 연속 황산화 설비에서 건조 공기 또는 불활성 기체로 희석된 SO3기체를 사용하여 통상적인 황산화 방법으로 황산화시키고, 기체 및 황산화 화합물을 사이클론에 의해 서로로부터 분리시키고, 그후 즉시 황산화 화합물 및 용융 아민 IV를 혼합하여 중화시킨다.
각종 분석 (NMR, IR 등)에 의해, 황산 또는 술폰산 또는 아민 IV의 분해가 관찰되지 않아 중화 화합물이 형성됨, 및 과량의 아민 IV가 이의 원래 상태로 잔존함이 확인되었다.
황산화의 반응 온도는 바람직하게는 20 내지 80 ℃ 범위이다. 알콜 II 대 SO3의 반응 몰비 (알콜 II/SO3)는 바람직하게는 0.80 내지 1.20 범위이다.
본 발명에서, 화합물 III 대 아민 IV 의 혼합 몰비 (화합물 III/아민 IV)는 화합물 III의 분해를 방지하는 관점에서 바람직하게는 1 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 범위이다.
중화 시 화합물 III 및 아민 IV의 온도는 아민 IV가 용융 상태인 범위일 필요가 있지만, 이러한 범위 내에서 낮을수록 바람직하고, 중화 온도가 아민 IV의 융점보다 30 ℃ 이상 과도하게 높을 때, 일부 경우에는 품질 저하가 발생한다. 중화 반응은 발열성이므로, 온도 조절을 위해 냉각을 적용할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 화합물 III 및 아민 IV가 서로 혼합되는 경우 용매가 항상 필요하지는 않고, 용융 아민 IV 및 무용매 화합물 III이 박막식 황산화 설비에 적용되는 경우, 용매를 사용하지 않고 용이하게 제조 방법을 수행할 수 있다. 그러나, 첨가되는 아민 IV는 필연적으로 액체의 형태로 사용된다. 따라서 아민 IV는 이의 융점 이상의 온도에서 혼합되거나, 또는 대안적으로는 용매의 사용에 의해 액체 상태가 될 수 있다. 용매의 첨가로, 아민 IV가 저온에서 액체 상태가 될 수 있을 뿐만 아니라, 계의 점도 또한 감소될 수 있다. 따라서, 중화 온도가 낮아져, 중화 품질 저하가 억제될 수 있고, 취급이 용이해질 수 있다. 아민 IV의 융점 및 점도가 충분히 낮거나 또는 화합물 I에 포함된 용매가 사용시어떠한 문제를 야기하는 경우, 용매를 계에 첨가할 필요는 없다.
본 발명에서 사용되는 용매로는, 특정 종류에 한정되지 않고, 30 ℃에서 액체이고 아민 IV가 이에 용해될 수 있다면 용매를 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용매는 각각 바람직하게는 히드록실 기를 갖고, C1-10탄화수소와의 1가 또는 2가 알콜, 또는 여기에의 알킬렌 옥시드 부가물로부터 선택되는 하나 이상의 종이 예시되고 (탄화수소 기는 분지쇄를 갖거나 또는 에테르 기가 주쇄 내에 개입될 수 있다), 용매의 logP 값은 바람직하게는 -2 내지 2, 더욱 바람직하게는 -1.5 내지 1.5, 가장 바람직하게는 -1.5 내지 0 또는 1.1 내지 1.5 범위이다. 본원에서, logP는 물 및 1-옥탄올에 대한 유기 화합물의 친화성을 나타내는 인자이다.
보다 구체적으로, 에탄올, 이소프로판올, 2-페녹시에탄올, 2-벤질옥시에탄올, 디에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 테트라에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 헥산-1,6-디올, 노난-1,6-디올, 2-프로폭시-1-프로판올, 2-메톡시에탄올 등이 바람직하게는 예시된다.
용매의 첨가량은 임의적이고, 황산 아민 염 I의 농도를 상승시키기 위해 용매의 첨가량이 적은 것이 바람직하다. 용매의 양은 바람직하게는 아민 IV의 5 중량배 이하, 더욱 바람직하게는 2 중량배 이하이다. 용매의 첨가량이 증가하면, 황산 아민 염 I의 농도가 불리하게 감소된다. 한편 저온에서, 생성물 자체의 품질 및 저온 보관이 유리하게 개선된다.
본 발명의 제조 방법에서, 필요한 경우 물이 추가로 배합될 수 있다. 사용되는 물로는 60 ℃의 이온 교환수, 증류수, 차아염소산염을 10 ㎎/㎏ 이하의 농도로 함유하는 물 (예를 들어, 수돗물)이 예시된다.
화합물 III의 중화 화합물 (예컨대 나트륨 염) 및 아민 IV의 중화 화합물 (예컨대 염산염)을 서로 혼합하여 황산 아민 염 I을 수득하지만, 이러한 방법은 하기에 기술되는 단점을 갖는다.
i) 화합물 III의 Na 염의 경우, 5 중량% 초과의 고농도로 화합물을 달성하는 것이 어렵고, 더 높은 농도에서는 점도가 급격히 증가하여 중화를 어렵게 한다. 따라서, 수득된 황산 아민 염 I의 농도가 낮아, 목적하는 제품에 그대로 배합될 수 없다. 농축이 불가피하다.
ii) 물리적 성질에 역효과를 일으키고 설비를 부식시키는 문제점을 갖는 NaCl과 같은 무기 염이 생성된다. 탈염 단계가 필요하다.
iii) 제조 공정에서의 단계수가 증가된다.
본 발명의 제조 방법은 상기 단점이 없고, 반면 하기에 나타난 장점을 갖는다.
i) 중화를 위해 아민 IV의 몰량 이하의 화합물 III이 아민 IV에 직접 첨가되기 때문에, 비수성계에서의 중화가 가능하게 되어 황산 아민 염 I이 고농도로 수득될 수 있다.
ii) Na 염, K 염을 함유하지 않는 황산 아민 염 I이 수득될 수 있다.
iii) 고농도의 경우 점도에서의 증가가 거의 관찰되지 않고, 저점도에서의중화가 가능해진다.
iv) 공정이 부분적으로 생략될 수 있다.
본 발명의 황산 아민 염 I은 특정 계면 활성을 나타내고, 연화제로서 유용하다.
본 발명의 조성물은 황산 아민 염 I 및 용매를 함유하고, 연화제 조성물로서 유용하다. 본 발명의 조성물 내의 황산 아민 염 I의 함량은 바람직하게는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이상, 가장 바람직하게는 50 중량% 이상이다. 용매의 함량은 바람직하게는 0 내지 90 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0 내지 70 중량% 범위, 가장 바람직하게는 0 내지 50 중량% 범위이다.
본 발명의 황산 아민 염 I은 특정 거동을 나타내는 계면 활성을 갖고, 연화제로서 유용하며, 본 발명의 조성물은 연화제 조성물로서 유용하다.
화합물 III'은 R51이 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 C12-36알킬아릴 기인 화학식 R51-SO3H (III')으로 표시된다. 이는 R51-H (II')을 갖는 화합물을 황산화제로 통상적인 방식으로 황산화시킴으로써 수득할 수 있다. 아민 염 I'은 I과 유사한 방식으로 III'으로부터 수득할 수 있다.
[성분 a]
본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물에서, R1은 바람직하게는 탄소수 14 내지 24, 더욱 바람직하게는 탄소수 14 내지 20, 가장 바람직하게는 탄소수 14 내지 18의 알킬 또는 알케닐 기이다. R2는 바람직하게는 탄소수 2 내지 3의 알킬렌 기이다. A는 바람직하게는 -COO- 또는 -CONH-이고, 더욱 바람직하게는 -CONH-이다. 소문자 a는 바람직하게는 1이다. R3는 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 알킬 기, 더욱 바람직하게는 메틸 기이다. R4는 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 알킬 기, 더욱 바람직하게는 메틸 기이다. R5는 바람직하게는 탄소수 14 내지 24, 더욱 바람직하게는 탄소수 14 내지 20, 가장 바람직하게는 탄소수 14 내지 18의 알킬 또는 알케닐 기이다. R6은 바람직하게는 탄소수 2 또는 3의 알킬렌 기이다. B는 바람직하게는 -COO- 또는 -CONH-이고, 더욱 바람직하게는 -CONH-이다. 소문자 b는 바람직하게는 1이다.
화학식 1로 표시되는 화합물 중 특히 바람직한 화합물로서, 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물로 구성되는 군에서 선택되는 1 이상의 종이 예시된다:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[식중 R7은 탄소수 15 내지 23, 바람직하게는 탄소수 15 내지 19의 알킬 또는 알케닐 기이고, m은 2 또는 3의 수이고, 각각의 R8및 R9는 서로 독립적으로 메틸 또는 에틸 기, 바람직하게는 메틸 기이다].
화학식 1-1 또는 1-2로 표시되는 화합물들은 R7-COOH로 표시되는 지방산, 이의 알킬 에스테르 (알킬 기는 탄소수가 1 내지 5이다), 또는 산 클로라이드와 N-히드록시알킬-N,N-디알킬아민 또는 N-아미노알킬-N,N-디알킬아민의 반응에 의해 용이하게 합성할 수 있고, 식중 R7은 단독 알킬쇄 길이 또는 혼합 알킬쇄 길이일 수 있다.
[성분 b]
본 발명의 성분 b는 C12-36탄화수소 기 1개 및 -SO3H 및 -OSO3H로 각각 구성되는 군으로부터 선택되는 기 1개를 갖는 화합물이고, 구체적으로는 C12-30알킬 기를 갖는 알킬 벤젠 술폰산, C16-36알킬 또는 알케닐 기를 갖는 알킬 (또는 알케닐) 황산 에스테르, C16-36알킬 기 (또는 알케닐 기) 및 각각 탄소수 2 내지 3의 옥시알킬렌 기 1 내지 4개 (옥시알킬렌 기의 부가수는 평균임)를 갖는 폴리옥시알킬렌알킬 (또는 알케닐) 에테르 황산 에스테르, C12-30올레핀 술폰산, C12-30알칸 술폰산, C12-30α-술포지방산, 및 C12-30α-술포지방산 에스테르가 바람직하게 예시된다.
성분 b의 탄화수소 기는 유연 효과의 관점에서 바람직하게는 3 내지 4 개의 탄소 원자에 결합된 1 내지 5 개의 탄소 원자를 포함하는 분지형 알킬 또는 알케닐 기이다. 이같은 탄화수소 기로는 게르베 알킬 기, 이소스테아릴 기 또는 이소스테아르산 잔기가 바람직하게 예시된다. 추가적으로, 부텐의 4량체, 5량체 또는 6량체의 옥소 반응에 이어서 수소첨가에 의해 알데히드를 제조함으로써 수득된 알콜로부터 히드록실 기를 제거함으로써 유도되는 폴리메틸 분지형 알킬 기가 바람직하게 포함된다. 상기 기술된 알콜의 산화에 의해 수득된 수득된 지방산으로부터 -COOH를 제거함으로써 유도된 폴리메틸 분지형 알킬 기가 또한 포함될 수 있다. C16-36게르베 알킬 기, 특히 C18-28게르베 알킬 기가 유연 효과의 관점에서 가장 바람직하다.
게르베 알킬 기를 갖는 성분으로서, C16-36게르베 알킬 기 황산 에스테르 (바람직하게는 C18-28알킬 기), 및 탄소수 2 및/또는 3의 알킬렌 기, 폴리옥시알킬렌 부분에서 평균 부가 몰수가 1 내지 4인 옥시알킬렌 기 및 게르베 알킬 부분에서 탄소수 16 내지 36, 바람직하게는 탄소수 18 내지 28의 알킬 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 게르베 알킬 에테르 황산 에스테르가 바람직하게 예시된다.
이같은 화합물의 원료로 사용되는 분지형 알콜의 제조 방법에서, 알데히드와알칼리 사이에 게르베 반응을 수행하여 2번째 위치에 알킬 기가 분지된 1차 알콜을 수득할 수 있다. 대안적으로 분지형 알콜 등은 알콜을 Ni 촉매 등으로 탈수소화시켜 상응하는 알데히드를 제조하고 알데히드를 게르베 반응 및 이어서 수소첨가시킴으로써 수득할 수 있다.
본 발명에서, 이같은 분지형 알콜을 SO3, 클로로술폰산 등으로 황산화시킴으로써 수득된 분지형 알킬 황산 에스테르를 또한 사용할 수 있다. 또한, 이같은 폴리옥시에틸렌 (및/또는 프로필렌) 분지쇄 알킬 에테르를 SO3, 클로로술폰산 등으로 황산화시킴으로써 수득된 폴리옥시에틸렌 (및/또는 프로필렌) 분지쇄 알킬 에테르 황산 에스테르를 사용할 수 있다.
본 발명에서, 가장 바람직한 성분 b는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다:
[화학식 2]
R10-(OR11)n-OSO3H
[식중 R10은 3 내지 4 개의 탄소 원자에 결합된 1 내지 5 개의 탄소 원자를 포함하는 C16-36, 바람직하게는 C18-28분지형 알킬 또는 알케닐 기이고, R11은 에틸렌 기 또는 프로필렌 기이고, n은 0 내지 4, 바람직하게는 0 내지 2, 가장 바람직하게는 0의 수이다].
[단계 A]
단계 A는 성분 a 및 성분 b를 미리 혼합하여 계면활성제 혼합물을 수득하는 단계이다. 단계 A에서, 계면활성제 혼합물 내의 성분 a는 연화제 조성물에서 사용되는 성분 a의 전체 또는 일부일 수 있고, 연화제 조성물에서 사용되는 성분 b는 전체가 계면활성제 조성물 내에 함유되는 것이 바람직하다. 계면활성제 혼합물 내의 성분 a 대 성분 b의 질량비 (a/b)는 바람직하게는 99/1 내지 40/60, 더욱 바람직하게는 95/5 내지 50/50, 특히 바람직하게는 90/10 내지 52/48, 가장 바람직하게는 85/15 내지 60/40 범위이다.
단계 A에서, 제조 동안 점도 증가 및 겔화를 억제하기 위한 목적으로 유기 용매 (성분 c)가 계면활성제 혼합물에 혼합되는 것이 바람직하다.
성분 c는 logP가 0.5 내지 3, 바람직하게는 0.5 내지 2, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.8, 가장 바람직하게는 1.1 내지 1.6인 유기 용매이다.
logP는 물 및 1-옥탄올에 대한 유기 화합물의 친화성을 나타내는 인자이다. 1-옥탄올/물 분배 계수 P는 1-옥탄올 및 물로 구성되는 2상의 용매 혼합물 내에 소량의 화합물이 용질로서 용해되는 경우 분배 평형 상태인 각각의 용매 내의 화합물의 평형 농도의 비이고, 일반적으로 비의 대수값, 즉 베이스 10에 대한 logP의 형태로 표현된다. 많은 화합물의 logP 값이 보고되었고, [Daylight Chemical Information Systems, Inc. (Daylight CIS)] 등으로부터 입수할 수 있는 데이타베이스에 많은 값들이 참조용으로 저장되어 있다. 실측된 logP 값을 입수할 수 없는 경우, Daylight CIS로부터 입수가능한 프로그램 "CLOGP"으로 계산하는 것이 가장 편리하다. 이러한 프로그램은, 실측된 logP 값을 입수할 수 있는 경우,실측값과 함께 Hansch 및 Leo의 프래그먼트 어프로치 (Fragment Approach)로 계산된 logP의 계산값 (ClogP)을 출력한다. 이러한 프래그먼트 어프로치는 화합물의 화학적 구조를 기초로 하고, 원자의 수 및 화학 결합의 유형을 고려한다 (A. Leo, Comprehensive Medicinal Chemistry, Vol. 4, C. Hansch, P. G. Sammens, J. B. Taylor 및 C. A. Ramsden 편저, p. 295, Pergamon Press, 1990). ClogP 값이 현재 가장 통상적으로 사용되고 신뢰할 수 있는 추정치이므로, 이러한 값을 실측된 logP 값 대신에 화합물의 선택에서 사용할 수 있다. 본 발명에서, 실측된 logP 값을 입수가능하다면 사용하고, 입수가능하지 않다면 프로그램 CLOPG 4.01판에 따른 계산에 의해 수득된 계산값 ClogP을 사용하였다.
이같은 logP 값을 갖는 유기 용매로서, 하기 화학식 3, 4 또는 5로 표시되는 화합물이 바람직하게 예시된다.
[화학식 3]
R12-OH
[식중 R12는 C4-8탄화수소 기, 바람직하게는 알킬 기, 아릴기 또는 아릴알킬 기이다].
[화학식 4]
R13-(O-R14)g-O-R15
[식중 각각의 R13및 R15는 수소 원자, R16CO- (식중 R16은 C1-3알킬 기이다) 또는 C1-7탄화수소 기, 바람직하게는 수소 원자, 알킬 기, 아릴 기 또는 아릴알킬 기이고, R14는 탄소수 2 내지 9의 분지쇄를 가질 수 있는 알킬렌 기이고, 단, R14가 C2-3알킬렌 기이고 R13및 R15가 모두 수소 원자인 경우는 제외되며, 소문자 g는 1 내지 5의 수이다].
[화학식 5]
R17-O-CH2CH(O-R18)CH2-O-R19
[식중 R17은 C3-8알킬 기이고, 각각의 R18및 R19는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 히드록실 기로 치환될 수 있는 C1-3알킬 기이다].
더욱 바람직한 구체적인 화합물로서, n-부탄올, 이소부탄올, 2-부탄올, n-헥산올, 시클로헥산올, 페놀, 벤질 알콜, 페네틸 알콜, 2-페녹시에탄올, 2-벤질옥시에탄올, 디에틸렌글리콜 모노벤질 에테르, 디에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 테트라에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 2-에틸헥산-1,3-디올, 헥산-1,6-디올, 노난-1,6-디올, 2-메틸옥탄-1,8-디올, 2-부톡시에탄올, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노페닐 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 2-(2-메틸)프로폭시에탄올, 디에틸렌글리콜 모노-2-메틸프로필 에테르, 2-프로폭시-1-프로판올, 디프로필렌글리콜 모노프로필 에테르, 2-부톡시-1-프로판올, 디프로필렌글리콜 모노부틸 에테르, 2-t-부톡시-1-프로판올, 2-페녹시-1-프로판올, 2-에톡시프로필-1-아세테이트, 2-프로폭시프로필-1-아세테이트, 1,2-디아세톡시프로판, 3-디메틸-3-메톡시-1-프로판올, 1,3-디메틸부틸글리세릴 에테르, 펜틸글리세릴 에테르 및 헥실글리세릴 에테르가 예시될 수 있다.
이중에서, n-헥산올, 벤질 알콜, 2-페녹시에탄올, 2-벤질옥시에탄올, 프로필렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노페닐 에테르, 헥살글리세릴 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 테트라에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 헥산-1,6-디올, 노난-1,6-디올, 2-프로폭시-1-프로판올 및 디프로필렌글리콜 모노프로필 에테르가 특히 바람직하고, 제조 동안 점도 증가 및 겔화를 억제하는 관점에서 가장 바람직한 성분 c는 2-페녹시에탄올, 디에틸렌글리콜 모노페닐 에테르 및 트리에틸렌글리콜 모노페닐 에테르로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 이상의 종이다.
본 발명의 계면활성제 혼합물은 연화제 조성물에서 사용되는 성분 c의 일부 또는 전체를 함유할 수 있다. 계면활성제 혼합물 내의 성분 c의 함량은 바람직하게는 5 내지 60 질량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 질량%, 가장 바람직하게는 15 내지 40 질량% 범위이다.
성분 a, 성분 b 및 성분 c를 서로 혼합하는 방법으로서, 세 성분을 동시에 혼합하는 방법, 두 성분을 혼합하면서 나머지 성분을 첨가하는 방법, 두 성분을 먼저 혼합한 후 나머지 성분을 혼합물에 혼합하는 방법, 및 상기 방법들을 조합하여 수득되는 방법이 예시되지만, 이러한 방법에 한정되지는 않는다. 바람직한 방법은 성분 b를 성분 a와 성분 c의 혼합물에 혼합하는 것이고, 이러한 경우 발열이 혼합에 수반되므로 냉각시키면서 혼합을 수행하는 것이 바람직하다.
성분 b로서 화학식 2로 표시되는 화합물을 제조하는 방법으로서, 하기 화학식 6으로 표시되는 알콜을 박막식 연속 황산화 설비에서 건조 공기 또는 불활성 기체로 희석된 SO3기체를 사용하여 통상적인 황산화 방법에 의해 황산화시키고, 기체 및 황산화된 화합물을 사이클론에서 분리시킨 직후에, 황산화된 화합물을 성분 a (성분 a가 고체 상태인 경우, 이를 용융 상태로 예비가열시킨다), 바람직하게는 성분 a와 성분 c에 혼합시켜 중화시키는 방법이 바람직하다:
[화학식 6]
R10-(OR11)n-OH
[식중 R10, R11및 n은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]. 황산화 반응 온도는 바람직하게는 20 내지 80 ℃ 범위이다. 화학식 6으로 표시되는 알콜과 SO3기체 간의 반응 몰비인 알콜/SO3는 바람직하게는 0.80 내지 1.20 범위이다.
단계 A에서 성분 c의 성분 a 또는 성분 b와의 상용성을 증가시키고, 단계 B에서 계면활성제 혼합물의 물에의 분산 속도를 가속화시키기 위해, 성분 d로서 물을 계에 혼합하는 것이 바람직하다. 성분 d를 성분 a, 성분 b 또는 성분 c에혼합할 수 있지만, 성분 d를 계면활성제 혼합물에 혼합하는 것이 바람직하다. 성분 d 대 성분 a 및 성분 b의 합계의 질량 비 (성분 d / [성분 a + 성분 b])는 바람직하게는 0.5/99.5 내지 20/80, 더욱 바람직하게는 5/95 내지 20/80 범위이다.
[단계 B]
단계 B는 단계 A에서 수득된 계면활성제 혼합물을 물 (이하 성분 e로 칭함)에 용해 및/또는 분산시키는 단계이다. 단계 B에서, 용융 계면활성제 혼합물을 20 내지 100 ℃, 바람직하게는 25 내지 80 ℃, 더욱 바람직하게는 30 내지 80 ℃, 더더욱 바람직하게는 40 내지 70 ℃ 범위 온도의 물에 첨가하는 것이 바람직하다.
계면활성제 혼합물 내의 성분 a 및 성분 b의 합계 대 성분 e의 질량비 ([성분 a + 성분 b] / 성분 e)는 바람직하게는 5/95 내지 50/50, 더욱 바람직하게는 10/90 내지 50/50, 가장 바람직하게는 10/90 내지 40/60 범위이다.
계면활성제 혼합물이 물에 첨가될 때, 교반을 수행하거나, 또는 첨가 동안 교반을 정지시키고, 이어서 첨가 종료 후 교반을 수행할 수 있다. 교반 동안 교반날의 전단 속도는 하기 수학식 7로 표시된다:
[수학식 7]
= πㆍn
[식중는 전단 속도 [초-1]이고, π는 원주율이고, n은 교반날의 회전수 [초-1]를 가리킨다].는 바람직하게는 1 내지 3000 초-1, 특히 바람직하게는 3 내지 1500 초-1범위이다. 교반은 연속적으로 또는 간헐적으로 수행된다.
[연화제 조성물]
본 발명에 따른 연화제 조성물에서, 제조 동안의 겔화 억제 및 저장 안정성의 관점에서 비이온성 계면활성제를 성분 f로서 첨가하는 것이 바람직하다. 비이온성 계면활성제로는 C8-20알킬 또는 알케닐 기를 갖는 폴리옥시에틸렌알킬 에테르 및/또는 알킬렌 옥시드를 지방 및 오일 또는 이의 부분 가수분해 화합물에 부가함으로써 수득되는 화합물이 바람직하게 예시된다. C8-20알킬 또는 알케닐 기를 갖는 폴리옥시에틸렌알킬 에테르의 특히 바람직한 예로는, 하기 화학식 8로 표시되는 비이온성 계면활성제가 예시된다. 알킬렌 옥시드를 지방 및 오일 또는 이의 부분 가수분해 화합물에 부가함으로써 수득되는 화합물의 특히 바람직한 예로는 경화 피마자유의 폴리옥시알킬렌 부가물 (평균 부가 몰수는 바람직하게는 30 내지 100, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 범위임)이 예시된다.
[화학식 8]
R20-M-[(R21O)h-R22]i
[식중 R20은 탄소수 8 내지 18, 바람직하게는 10 내지 16의 알킬 또는 알케닐 기이고, R21은 탄소수 2 내지 3의 알킬렌 기, 바람직하게는 에틸렌 기이고, R22는 C1-3알킬 기 또는 수소 원자이고, 소문자 h는 2 내지 100, 바람직하게는 5 내지 80, 더욱 바람직하게는 5 내지 60, 가장 바람직하게는 10 내지 40의 수이고, M은 -O-, -COO-, -CON- 또는 -N-이고, M이 -O- 또는 -COO-인 경우 i는 1 이고, M이 -CON- 또는 -N-인 경우 i는 2이다]. 이때, 복수의 R21은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 대안적으로는 각각 탄소수 2 내지 3의 알킬렌 기의 혼합물일 수 있다. 복수의 R22는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
화학식 8로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서, 하기 화학식 8-1 내지 8-4로 표시되는 화합물들이 예시된다:
[화학식 8-1]
R20-O-(C2H4O)j-H
[식중 R20은 상기와 동일한 의미를 나타내고, j는 8 내지 100, 바람직하게는 10 내지 60의 수이다],
[화학식 8-2]
R20-O-(C2H4O)k-(C3H6O)o-H
[식중 R20은 상기와 동일한 의미를 나타내고, 각각의 k 및 o는 서로 독립적으로 2 내지 40, 바람직하게는 5 내지 40의 수이고, (C2H4O) 및 (C3H6O)는 각각 랜덤 부가물 또는 블록 부가물일 수 있다],
[화학식 8-3]
[화학식 8-4]
[식중 R20은 상기와 동일한 의미를 나타내고, 각각의 p, q, r 및 s는 서로 독립적으로 0 내지 40의 수이고, p + q + r + s는 5 내지 60, 바람직하게는 5 내지 40의 수이고, (C2H4O) 및 (C3H6O)는 각각 랜덤 부가물 또는 블록 부가물일 수 있고, 각각의 R23및 R24는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬 기이다].
본 발명에 따른 연화제 조성물은 무기 염을 성분 g로 함유할 수 있다. 무기 염으로서, 저장 안정성의 관점에서 염화나트륨, 염화칼슘 및 염화마그네슘이 바람직하게 예시된다. 그러나, 나트륨 염 및 칼륨 염이 지방산 염과 같은 계면활성제 내에 함유되지만, 이같은 계면활성제가 사용되는 경우 조성물에 혼합되는 무기 염은 상기 기술된 것에 제한되지 않는다.
어떠한 문제도 없이 의류의 감촉을 개선시키기 위한 목적으로 본 발명에 따른 연화제 조성물은 탄소수 8 내지 22의 포화 또는 불포화 지방산과 다가 알콜의에스테르 화합물을 성분 h로서 함유할 수 있다. 화합물 h로서, 트리글리세리드, 디글리세리드, 모노글리세리드, 및 펜타에리트리톨의 모노, 디 및 트리-에스테르 및 소르비탄 에스테르가 예시될 수 있다.
본 발명에 따른 연화제 조성물은, 저장 후의 색 및 냄새를 개선시키기 위한 목적으로, 통상적으로 공지된 봉쇄제 및 산화방지제 (이하 성분 i로 칭함)를 함유할 수 있다. 봉쇄제로서, 에틸렌 디아민 테트라아세트산 염, 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 염 등으로 표시되는 아미노카르복실산, 트리폴리인산 염 및 피로인산 염으로 표시되는 무기 인 화합물, 및 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산 염, 폴리포스폰산 및 피틴산으로 표시되는 유기인산이 예시될 수 있다. 상기 기술된 화합물들을 산 또는 염으로 배합할 수 있다. 산화방지제로서, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2(3)-부틸-4-옥시아니솔 등이 예시된다.
냄새의 열화를 억제하는 효과의 관점에서 본 발명에 따른 연화제 조성물은 융점 (mp)이 25 ℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 300 ℃, 더욱 바람직하게는 50 내지 200 ℃이고 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 탄소수 1 내지 7의 탄화수소 기를 갖는 유기산 (이하 성분 j로 칭함)을 바람직하게는 함유할 수 있다. 구체적인 바람직한 화합물로서, 글리콜산 (mp 80 ℃), 옥살산 (mp 102 ℃), 락트산 (mp 26 ℃), 말론산 (mp 135 ℃), 숙신산 (mp 185 ℃), 말레산 (mp 130 ℃), 말산 (mp 100 ℃), 타르타르산 (mp 170 ℃), 글루타르산 (mp 98 ℃), 아디프산 (mp 153 ℃), n-부틸말론산 (mp 102 ℃), 아젤라산 (mp 107 ℃), 시트르산 (mp 153 ℃), 벤조산 (mp 122 ℃) 및 프탈산 (mp 191 ℃)이 예시될 수 있다. 이중 글리콜산, 시트르산, 옥살산 및 락트산이 냄새의 열화를 억제하는 효과의 관점에서 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 연화제 조성물에는 섬유처리제로 통상적으로 사용되는 향료 (JP-A 8-113871에 기술된 성분 c 및 d로 나타난 방향 화합물의 조합이 특히 바람직하다), 착색제 등이 문제를 야기하지 않으면서 바람직하게 함유될 수 있다.
상기 기술된 성분 f 내지 j는 임의의 단계에서 배합될 수 있지만, 단계 B 후에 또는 단계 B 전에 성분들이 배합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 연화제 조성물 내의 성분 a의 함량은 바람직하게는 3 내지 50 질량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 35 질량%, 가장 바람직하게는 4 내지 30 질량% 범위이다. 또한, 성분 a 및 성분 b의 비율 (몰비 a/b)은 연화 효과의 관점에서 9/1 내지 4/6, 더욱 바람직하게는 9/1 내지 5/5, 가장 바람직하게는 8.5/1.5 내지 6.5/3.5 범위이다. 성분 c의 함량은 배합성의 관점에서 바람직하게는 3 내지 40 질량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 질량%, 가장 바람직하게는 10 내지 25 질량% 범위이다. 물의 함량은 바람직하게는 30 내지 90 질량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 80 질량%, 가장 바람직하게는 40 내지 70 질량% 범위이다. 물은 성분 d 및 성분 e에 더하여 나중에 조성물에 첨가될 수 있다. 성분 f의 함량은 제조 동안 겔화를 억제하는 관점에서 바람직하게는 0.1 내지 10 질량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 5 질량%, 가장 바람직하게는 1 내지 5 질량% 범위이다. 성분 g의 함량은 저장 안정성의 관점에서 바람직하게는 0.05 내지 10 질량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 2 질량%, 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.45 질량% 범위이다. 성분 h의 함량은 감촉 개선의 관점에서 바람직하게는 0.2 내지 10 질량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 질량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 3 질량% 범위이다. 성분 i의 함량은 색 및 냄새 개선의 관점에서 바람직하게는 2 내지 5000 ㎎/㎏, 더욱 바람직하게는 10 내지 1000 ㎎/㎏, 가장 바람직하게는 100 내지 500 ㎎/㎏ 범위이다. 또한, 성분 j의 함량은 악취 억제의 관점에서 바람직하게는 0.1 내지 10 질량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 5 질량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 3 질량% 범위이다.
본 발명의 제조 방법에 따라, 아민 화합물 및 음이온성 계면활성제를 함유하는 연화제 조성물을 점도 증가 및 겔화를 야기하지 않으면서 제조할 수 있고, 수득된 연화제 조성물은 연화 효과를 충분하게 발휘할 수 있다.
하기의 실시예 1 내지 7 및 11 내지 17을 기초로 본 발명이 상세하게 기술될 것이다.
실시예에서의 기호 %는 달리 구체화되지 않는 한 중량%이다
실시예 1
연속식 박막 반응기에서, 2-데실-테트라데실알콜 (이하 C24게르베 알콜로 칭함)을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 5307 g을, 중화를 위해, 80 ℃에서 용융 상태로 교반된 3-옥타데카노일 아미도프로필(N,N-디메틸)아민 (이하 C18APA로 칭함) 5574 g에 부어, 갈색을 띠는 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체 상태, 융점 45 ℃).
IR 및1H-NMR 분석에 따라, 수득된 갈색을 띠는 투명한 액체가 하기 화학식 I-1로 표시되는 화합물 89.4 % 및 자유 아민 (C18APA) 10.6 %의 혼합물임을 확인하였다.
[화학식 I-1]
[식중 R은 탄소수 11의 알킬 기를 나타내고, R'은 탄소수 10의 알킬 기를 나타낸다].
<IR 분석>
1660 ㎝-1에서 아미드에 특이적인 강한 흡수가 확인되었다.
1220 ㎝-1및 1470 ㎝-1에서 황산 염에 특이적인 강한 흡수가 확인되었다.
<1H-NMR 분석>
CDCl3용매 내에서 TMS를 내부 표준으로 하여 측정하였다.
2.88 ppm(CH 3)2N+H-(6H)
3.13 ppm>N+-CH 2-CH2-CH2-NHCO(2H)
1.61 ppm>N+-CH2-CH 2-CH2-NHCO(2H)
3.38 ppm>N+-CH2-CH2-CH 2-NHCO(2H)
2.22 ppm-NHCOCH 2-(2H)
3.96 ppm-CH 2-O-SO3-(2H)
실시예 2
연속식 박막 반응기에서, 2-옥틸-도데실알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 159 g을, 중화를 위해, 80 ℃에서 용융 상태로 교반된 C18APA 193 g에 부어, 갈색을 띠는 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체 상태, 융점 40 ℃).
IR 및1H-NMR 분석에 따라, 수득된 갈색을 띠는 투명한 액체가 하기 화학식 I-2로 표시되는 화합물 94.0 % 및 자유 아민 (C18APA) 6.0 %의 혼합물임을 확인하였다.
[화학식 I-2]
[식중 R은 탄소수 9의 알킬 기를 나타내고, R'은 탄소수 8의 알킬 기를 나타낸다].
<IR 분석>
1660 ㎝-1에서 아미드에 특이적인 강한 흡수가 확인되었다.
1220 ㎝-1및 1470 ㎝-1에서 황산 염에 특이적인 강한 흡수가 확인되었다.
<1H-NMR 분석>
CDCl3용매 내에서 TMS를 내부 표준으로 하여 측정하였다.
2.88 ppm(CH 3)2N+H-(6H)
3.13 ppm>N+-CH 2-CH2-CH2-NHCO(2H)
1.61 ppm>N+-CH2-CH 2-CH2-NHCO(2H)
3.38 ppm>N+-CH2-CH2-CH 2-NHCO(2H)
2.22 ppm-NHCOCH 2-(2H)
3.96 ppm-CH 2-O-SO3-(2H)
실시예 3
연속식 박막 반응기에서, 스테아릴 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 175 g을, 중화를 위해, 80 ℃에서 용융 상태로 교반된 C18APA 193 g에 부어, 갈색을 띠는 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체 상태, 융점 95℃).
IR 및1H-NMR 분석에 따라, 수득된 갈색을 띠는 투명한 액체가 하기 화학식 I-3으로 표시되는 화합물 97.2 % 및 자유 아민 (C18APA) 2.8 %의 혼합물임을 확인하였다.
[화학식 I-3]
<IR 분석>
1660 ㎝-1에서 아미드에 특이적인 강한 흡수가 확인되었다.
1220 ㎝-1및 1470 ㎝-1에서 황산 염에 특이적인 강한 흡수가 확인되었다.
<1H-NMR 분석>
CDCl3용매 내에서 TMS를 내부 표준으로 하여 측정하였다.
2.90 ppm(CH 3)2N+H-(6H)
3.16 ppm>N+-CH 2-CH2-CH2-NHCO(2H)
1.67 ppm>N+-CH2-CH 2-CH2-NHCO(2H)
3.38 ppm>N+-CH2-CH2-CH 2-NHCO(2H)
2.22 ppm-NHCOCH 2-(2H)
4.03 ppm-CH 2-O-SO3-(2H)
실시예 4
연속식 박막 반응기에서, C24게르베 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 141 g을, 중화를 위해, 50 ℃에서 용융 상태로 교반된 C18APA 150 g 및 2-페녹시에탄올 150 g의 혼합물에 부어, 담갈색의 투명한 액체를 수득하였다.
수득된 담갈색의 투명한 액체는 화학식 I-1로 표시되는 화합물 54.9 %, 자유 아민 (C18APA) 11.1 % 및 2-페녹시에탄올 34.0 %의 혼합물이었다.
실시예 5
연속식 박막 반응기에서, C24게르베 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 141 g을, 중화를 위해, 50 ℃에서 용융 상태로 교반된 C18APA 150 g 및 150 g 에탄올의 혼합물에 부어, 담갈색의 투명한 액체를 수득하였다.
수득된 담갈색의 투명한 액체는 화학식 I-1로 표시되는 화합물 58.7 %, 자유 아민 (C18APA) 7.3 % 및 에탄올 34.0 %의 혼합물이었다.
실시예 6
연속식 박막 반응기에서, C24게르베 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한황산화 화합물 140 g을, 중화를 위해, 80 ℃에서 용융 상태로 교반된 2-디메틸아미노-N-옥타데실-아세토아미드 150 g에 부어, 갈색을 띠는 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체).
수득된 담갈색의 투명한 액체는 하기 화학식 I-4로 표시되는 화합물 87.0 % 및 자유 아민 (2-디메틸아미노-N-옥타데실-아세토아미드) 13.0 %의 혼합물이었다.
[화학식 I-4]
[식중 R은 탄소수 11의 알킬 기를 나타내고, R'은 탄소수 10의 알킬 기를 나타낸다].
실시예 7
연속식 박막 반응기에서, C24게르베 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 140 g을, 중화를 위해, 80 ℃에서 용융 상태로 교반된 옥타데칸산 디메틸아미노메틸 에스테르 150 g에 부어, 갈색을 띠는 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체).
수득된 갈색을 띠는 투명한 액체는 하기 화학식 I-5로 표시되는 화합물 86.9 % 및 자유 아민 (옥타데칸산 디메틸아미노메틸 에스테르) 13.1 %의 혼합물이었다.
[화학식 I-5]
[식중 R은 탄소수 11의 알킬 기를 나타내고, R'은 탄소수 10의 알킬 기를 나타낸다].
실시예 11
2-데실-1-테트라데칸올 (라우릴 알데히드의 게르베 반응에 의해 수득됨)의 황산화를 SO3로 수행하여 황산화 화합물을 수득하였다.
수조 (수온 20 ℃)로 냉각시키면서 N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 102 g 및 2-페녹시에탄올 102 g을 50 ℃에서 서로 교반 혼합하여 수득된 용액에 상기 황산화 화합물 96 g을 부었다. 10 분 동안 계속 교반하여, 담갈색의 계면활성제 혼합물을 수득하였다.
이어서, 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4 ㎝의 위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커에, 이온교환수 450 g을 넣고, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 상기 공정에서 수득된 계면활성제 혼합물 300 g을 15 초에 걸쳐 이온교환수에 첨가하였다. 첨가 후, 배합물을 추가로 3 분 동안 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하였다. 이어서, 양이 800 g이 되도록 이온교환수를 배합물에 첨가한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물A를 수득하였다.
본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 12
N-[2-우지 지방산 (스테아르산/팔미트산 = 60/40으로 구성됨) 알카노일옥시에틸]-N,N-디메틸아민을 N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 대신 사용하는 것을 제외하고, 실시예 11과 전적으로 동일한 방식으로 연화제 조성물 B를 수득하였다.
본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 13
N,N-디[2-우지 지방산 (스테아르산/팔미트산 = 60/40으로 구성됨) 알카노일옥시에틸]-N-메틸 아민을 N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 대신 사용하는 것을 제외하고, 실시예 11과 전적으로 동일한 방식으로 연화제 조성물 C를 수득하였다.
본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 14
평균 3 몰의 에틸렌 옥시드를 2-옥틸-1-도데칸올에 부가하여 수득된 화합물을 2-데실-1-테트라데칸올 대신 사용하는 것을 제외하고, 실시예 11과 전적으로 동일한 방식으로 연화제 조성물 D를 수득하였다.
본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 15
2-데실-1-테트라데칸올 (라우릴 알데히드의 게르베 반응에 의해 수득됨)의 황산화를 SO3기체로 수행하여 황산화 화합물을 수득하였다.
수조 (수온 20 ℃)로 냉각시키면서 N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 102 g 및 2-페녹시에탄올 102 g을 50 ℃에서 서로 교반 혼합하여 수득된 용액에 상기 황산화 화합물 96 g을 부었다. 이어서, 이온교환수 30 g을 혼합물에 부었다. 10 분 동안 계속 교반하여, 담갈색의 계면활성제 혼합물을 수득하였다.
이어서, 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4 ㎝의 위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커에, 이온교환수 450 g을 넣고, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 상기 공정에서 수득된 계면활성제 혼합물 330 g을 15 초에 걸쳐 이온교환수에 첨가하였다. 첨가 후, 배합물을 추가로 3 분 동안 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하였다. 이어서, 양이 800 g이 되도록 이온교환수를 배합물에 첨가한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물 E를 수득하였다.
본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 16
실시예 11과 유사한 방법으로 담갈색의 계면활성제 혼합물을 수득하였다. 이어서, 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4 ㎝의위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커에, 이온교환수 450 g을 넣고, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 상기 공정에서 수득된 계면활성제 혼합물 300 g을 15 초에 걸쳐 이온교환수에 첨가하였다. 첨가 후, 배합물을 추가로 3 분 동안 교반하였다. 그후, 60 ℃에서 용융된 라우릴 알콜의 에틸렌 옥시드 부가물 (평균 부가 몰수 20) 24 g, 50 % 염화마그네슘 수용액 4.8 g, 80 ℃에서 용융된 펜타에리트리톨 모노스테아레이트 0.58 g, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀의 10 % 에탄올 용액 0.5 g 및 50 % 시트르산 수용액 10 g을 순차적으로 순서대로 첨가하였다. 첨가 후, 배합물을 5 분 동안 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하였다. 이어서, 양이 800 g이 되도록 이온교환수를 배합물에 첨가한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물 F를 수득하였다.
본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 17
실시예 11과 유사한 방법으로 담갈색의 계면활성제 혼합물을 수득하였다. 이어서, 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4 ㎝의 위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커에, 이온교환수 450 g을 넣고, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 60 ℃에서 용융된 경화 피마자유의 에틸렌 옥시드 부가물 (평균 부가 몰수 70) 24 g, 50 % 염화마그네슘 수용액 4.8 g, 에틸렌디아민 테트라아세트산 나트륨의 30 % 수용액 0.27 g 및 50 % 시트르산 수용액 10 g을 순차적으로 순서대로 첨가한 후, 상기 공정에서 수득된 계면활성제 혼합물 300 g을 15초에걸쳐 첨가하였다. 첨가 후, 배합물을 3 분 동안 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하였다. 이어서, 양이 800 g이 되도록 이온교환수를 배합물에 첨가한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물 G를 수득하였다. 본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
비교예 1
N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 102 g 및 2-페녹시에탄올 102 g을 50 ℃에서 서로 교반 혼합하여 수득된 용액을 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4 ㎝의 위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커 내에 함유된 60 ℃의 이온교환수 450 g에, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 15 초에 걸쳐 첨가하였다. 이어서, 2-데실-1-테트라데칸올 (라우릴 알데히드의 게르베 반응에 의해 수득됨)을 SO3기체로 황산화시켜 수득된 50 ℃의 황산화 산물 96 g을 15 초에 걸쳐 배합물에 첨가하고, 첨가 후 3 분 동안 계속 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하였다. 이어서, 양이 800 g이 되도록 이온교환수를 배합물에 첨가한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물 H를 수득하였다.
상기 제조 동안 2-데실-1-테트라데칸올을 황산화시켜 수득된 황산화 산물이 첨가되었지만 점도가 현저히 상승하였다. 배합 종료 후, N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민으로 추정되는 담황색의 오일성 액적이 불균일하게 존재하였다.
비교예 2
N-[2-우지 지방산 (스테아르산/팔미트산 = 60/40으로 구성됨) 알카노일옥시에틸]-N,N-메틸아민을 N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 대신 사용하는 것을 제외하고, 비교예 1과 전적으로 동일한 방식으로 연화제 조성물 I를 수득하였다.
본 비교예에서, 2-데실-1-테트라데칸올을 황산화시켜 수득된 황산화 산물이 첨가되었지만 점도가 현저히 상승하였다. 배합 종료 후, 담황색의 오일성 액적이 불균일하게 존재하였다.
비교예 3
N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 102 g 및 2-페녹시에탄올 102 g을 50 ℃에서 서로 교반 혼합하여 수득된 용액을 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4 ㎝의 위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커 내의 60 ℃의 이온교환수 450 g에, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 15 초에 걸쳐 첨가하였다. 이어서, 2-데실-1-테트라데칸올 (라우릴 알데히드의 게르베 반응에 의해 수득됨)을 SO3기체로 황산화시켜 수득된 50 ℃의 황산화 산물 96 g을 배합물을 교반하면서 15 초에 걸쳐 첨가하고, 첨가 후 3 분 동안 계속 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하고, 이어서 양이 800 g이 되도록 이온교환수를 배합물에 첨가하였다. 배합시, 2-데실-1-테트라데칸올을 황산화시켜 수득된 황산화 산물이 첨가되었지만 점도가 현저히 상승하고, N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민으로 추정되는 담황색의 오일성 액적이 불균일하게 존재하였다; 따라서, 배합물을 오토-호모믹서 M 모델 (Tokushu Kika K.K. 제조)을 사용하여 2 분 동안 500 r/분으로 교반한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물 J를 수득하였다. 연화제 조성물 J에서, 담황색의 오일 상이 관찰되었다.
시험예
실시예 및 비교예에서 수득된 연화제 조성물을 사용하여 하기 방법에 따라 연화 처리를 수행하여, 연화성을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<연화 처리 방법>
100 % 면으로 제조된 목욕 타월 5 개를 시판되는 약알칼리성 세제 (Kao K.K.제조, 상표명 Attack)를 사용하여 세제 농도 0.0667 질량%, 수돗물 사용량 30 L, 수온 20 ℃ 및 세정기간 10 분의 조건으로 세탁기 (Toshiba K.K. 제조, 2중 탱크 세탁기, 모델 No. VH-360S1)로 세정하였다. 그후, 세정액을 배출시키고, 3 분 동안 탈수시키고, 수돗물 30 L를 붓고, 5 분 동안 헹구고, 물을 배출시킨 후, 3 분 동안 탈수시켰다. 그후, 수돗물 30 L를 다시 붓고, 표 1의 연화제 조성물 각각을 7 ㎖의 양으로 첨가하고, 이어서 3 분 동안 교반시켰다. 그후, 타월을 탈수시키고, 이어서 자연 건조시켰다.
<연화성 평가 방법>
상기 기술된 바와 같이 처리된 목욕 타월을 대조 옷감 (연화제 조성물이 처리에 포함되지 않는 것을 제외하고 유사한 방식으로 처리된 목욕 타월)과 10 명의 남성 패널 (30대 연령)에 의해 비교하여, 하기의 기준으로 연화 성능을 평가하고 평균을 수득하였다: 평균값이 0 이상 내지 0.3 미만의 범위인 것을 ◎, 평균값이 0.3 이상 내지 1 미만의 범위인 것을, 평균값이 1 이상 내지 1.5 미만의 범위인 것을 △, 평균값이 1.5 이상의 범위인 것을 Ⅹ로 판정하였다.
0 ... 매우 부드러운 마무리
1 ... 부드러운 마무리
2 ... 약간 부드러운 마무리
3 ... 부드러운 마무리가 없음
연화제 조성물 연화성 평가
연화제 조성물 A ◎
연화제 조성물 B ◎
연화제 조성물 C ◎
연화제 조성물 D ◎
연화제 조성물 E ◎
연화제 조성물 F ◎
연화제 조성물 G ◎
연화제 조성물 H
연화제 조성물 I
연화제 조성물 J
실시예 18
스테아릴 알콜 및 팔미틸 알콜 (6/4 중량비)의 지방 알콜 혼합물을 SO3기체로 황산화시켜 황산화 화합물을 수득하였다. 수득된 황산화 화합물 23 g을, 20℃의 수조에서 냉각시키면서, N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 60 g 및 페녹시에탄올 102 g을 50 ℃에서 교반 혼합하여 수득된 용액에 부었다. 10 분 동안 계속 교반하여, 담갈색의 계면활성제 혼합물을 수득하였다.
이어서, 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4 ㎝의 위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커에, 60 ℃의 이온교환수 560 g을 붓고, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 상기 공정에서 수득된 계면활성제 혼합물 185 g을 15 초에 걸쳐 여기에 첨가하였다. 첨가 후, 배합물을 추가로 3 분 동안 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하였다. 이어서, 양이 800 g이 되도록 60 ℃의 이온교환수를 배합물에 첨가한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물 K를 수득하였다.
본 실시예에서는, 제조 동안 점도 증가 및 겔화가 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 19
라우릴 알데히드의 게르베 반응에 의해 수득된 2-데실-1-테트라데칸올을 황산화시켜 황산화 화합물을 수득하였다.
수득된 황산화 화합물 55 g을, 20 ℃의 수조에서 냉각시키면서 N-(3-스테아로일아미노프로필)-N,N-디메틸아민 145 g 및 페녹시에탄올 145 g을 50 ℃에서 교반 혼합하여 수득된 용액에 부었다. 10 분 동안 계속 교반하여, 담갈색의 계면활성제 혼합물을 수득하였다.
이어서, 직경 3.5 ㎝의 3날 교반날 두 세트가 비커의 바닥에서 1.5 ㎝ 및 4㎝의 위치에 각각 부착된 1000 ㎖ 비커에, 60 ℃의 이온교환수 290 g, 60 ℃의 트리에틸렌글리콜 모노페닐에테르 55 g, 60 ℃의 50 % 시트르산 수용액 10 g 및 60 ℃에서 용융된 라우릴 알콜의 에틸렌 옥시드 (20 몰) 부가물 40 g을 도입하고, 이온교환수를 200 r/분으로 교반하면서, 상기 공정에서 수득된 계면활성제 혼합물 345 g을 15 초에 걸쳐 여기에 첨가하였다. 첨가 후, 배합물을 추가로 3 분 동안 교반하였다. 그후, 배합물의 pH 값을 6N 염산 용액으로 4.5로 조정한 후, 다시 2 분 동안 교반하였다. 이어서, 양이 800 g이 되도록 60 ℃의 이온교환수를 배합물에 첨가한 후, 20 ℃의 수조에서 교반하면서 배합물을 30 ℃로 냉각시켜, 연화제 조성물 L을 수득하였다.
실시예 20
연속식 박막 반응기에서, C24게르베 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 122.1 g을, 80 ℃에서 용융 교반하면서, 중화를 위해 3-옥타데카노일 아미도프로필(N,N-디메틸)아민 (C18APA) 100.4 g에 부어, 갈색을 띠는 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체 상태, 융점 31 ℃). 수득된 갈색을 띠는 투명한 액체는 실시예 1의 화학식 I-1로 표시되는 화합물 88.5 %, 자유 아민 4.4 % 및 게르베 알콜 7.1 %의 혼합물이었다.
실시예 21
연속식 박막 반응기에서, C24게르베 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 147.0 g을, 80 ℃에서 용융 교반하면서, 중화를 위해 디메틸스테아릴 아민 (Kao Corporation의 Farmin DM8098) 100.3 g에 부어, 담황색의 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체 상태, 융점 33 ℃). 수득된 황색의 투명한 액체는 하기 화학식으로 표시되는 화합물 87.5 %, 자유 아민 5.7 % 및 게르베 알콜 6.7 %의 혼합물이었다.
실시예 22
연속식 박막 반응기에서, C24게르베 알콜을 SO3기체로 황산화시켜 수득한 황산화 화합물 127.9 g을, 80 ℃에서 용융 교반하면서, 중화를 위해 디메틸-모노 장쇄 (C16-22)알킬 아민 (Kao Corporation의 Farmin DM2285) 100.4 g에 부어, 담황색의 투명한 액체를 수득하였다 (실온에서는 고체 상태, 융점 27 ℃). 수득된 황색의 투명한 액체는 하기 화학식으로 표시되는 화합물 88.1 %, 자유 아민 3.2 % 및 게르베 알콜 8.6 %의 혼합물이었다.
본 발명의 황산 아민 염 또는 술폰산 아민 염은 특정 거동을 나타내는 계면 활성을 갖고, 연화제로서 유용하며, 본 발명의 조성물은 연화제 조성물로서 유용하다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 따라, 아민 화합물 및 음이온성 계면활성제를 함유하는 연화제 조성물을 점도 증가 및 겔화를 야기하지 않으면서 제조할 수 있고, 수득된 연화제 조성물은 연화 효과를 충분하게 발휘할 수 있다.

Claims (13)

  1. 하기 화학식 I로 표시되는 황산 아민 염 I의 제조 방법으로, 하기 화학식 II로 표시되는 알콜 (이하 알콜 II로 칭함)을 황산화시킴으로써 수득된 하기 화학식 III으로 표시되는 화합물 (이하 화합물 III으로 칭함)을 하기 화학식 IV로 표시되는 용융 아민 (이하 아민 IV로 칭함)과 혼합하여 중화시키는 것을 포함하는 방법:
    [화학식 I]
    [식중, R31은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 화학식 R36-(OA)n- (식중 R36은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기이고, OA는 탄소수 2 내지 4의 옥시알킬렌 기이고 n은 평균 0.1 내지 10의 수이다)으로 표시되는 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, R34는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R5-[B-R6]b- (식중 R5는 선형 또는분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이다)로 표시되는 기이고, R35는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, m은 0 또는 1의 수이다]
    [화학식 II]
    R31-OH
    [식중 R31은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
    [화학식 III]
    R31-OSO2OH
    [식중 R31은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
    [화학식 IV]
    [식중 R32, X, R33, R34, R35및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다].
  2. 제 1 항에 있어서, 화합물 III의 첨가량이 아민 IV의 몰량 이하인 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 화합물 III을 용매와 미리 혼합된 아민 IV에 첨가하는 방법.
  4. 제 1 항에 따른 방법에 의해 수득되는 황산 아민 염 I.
  5. 하기 화학식 I"으로 표시되는 황산 아민 염 (이하 황산 아민 염 I"으로 칭함):
    [화학식 I"]
    [식중, R41은 선형 또는 분지형 C18-36알킬 또는 알케닐 기 또는 화학식 R36-(OA)n- (식중 R36은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기이고, OA는 탄소수 2 내지 4의 옥시알킬렌 기이고, n은 평균 0.1 내지 10의 수이다)으로 표시되는 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, 각각의 R44및 R45는 서로 독립적으로 수소 원자, 선형 또는 분지형 C1-6알킬, 알케닐 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R32-X-R33- (식중 R32, X 및 R33은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다)로 표시되는 기이다].
  6. 제 4 항에 따른 황산 아민 염 I 또는 제 5 항에 따른 황산 아민 염 I", 및 용매를 함유하는 조성물.
  7. 제 4 항에 따른 황산 아민 염 I 또는 제 5 항에 따른 황산 아민 염 I"의 연화제로서의 용도.
  8. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 a와 C12-36탄화수소 기 1개 및 -SO3H 및 -OSO3H로 구성되는 군으로부터 선택되는 기 1개를 갖는 화합물 b를 서로 미리 혼합하여 계면활성제 혼합물을 수득하는 단계 (이하 단계 A로 칭함); 및 이렇게 수득된 계면활성제 혼합물을 물에 용해 및/또는 분산시키는 단계 (이하 단계 B로 칭함)를 포함하는 연화제 조성물의 제조 방법:
    [화학식 1]
    [식중 R1은 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R2는 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, A는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, a는 0 또는 1의 수이고, R3는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기 또는 화학식 R5-[B-R6]b-로 표시되는 기이고, R4는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, R5는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이다].
  9. 제 8 항에 있어서, 단계 A에서 유기 용매가 성분 c로서 추가로 혼합되는 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 단계 A에서 성분 d / [성분 a + 성분 b]의 질량비가 0.5/99.5 내지 20/80 범위이도록 물이 추가로 성분 d로서 혼합되는 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 연화제 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된 조성물의 연화제로서의 용도.
  13. 하기 화학식 I'으로 표시되는 술폰산 아민 염의 제조 방법으로, 하기 화학식 II'로 표시되는 화합물 II'을 술폰화시킴으로써 수득된 하기 화학식 III'으로 표시되는 화합물 (이하 화합물 III'으로 칭함)을 하기 화학식 IV로 표시되는 용융 아민 (이하 아민 IV로 칭함)과 혼합하여 중화시키는 것을 포함하는 방법:
    [화학식 I']
    [식중, R51은 선형 또는 분지형 C12-36알킬 또는 알케닐 기, 또는 C12-36알킬아릴 기이고, R32는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, X는 -CONH-, -NHCO-, -COO- 또는 -OCO-이고, R33은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, R34는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기, 또는 화학식 R5-[B-R6]b- (식중 R5는 선형 또는 분지형 C10-36알킬 또는 알케닐 기이고, R6은 선형 또는 분지형 C1-6알킬렌 기이고, B는 -COO-, -OCO-, -CONH- 및 -NHCO-로 구성되는 군으로부터 선택되는 기이고, b는 0 또는 1의 수이다)로 표시되는 기이고, R35는 선형 또는 분지형 C1-6알킬 또는 히드록시알킬 기이고, m은 0 또는 1의 수이다]
    [화학식 II']
    R51-H
    [식중 R51은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
    [화학식 III']
    R51-SO3OH
    [식중 R51은 상기와 동일한 의미를 나타낸다]
    [화학식 IV]
    [식중 R32, X, R33, R34, R35및 m은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다].
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