(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 一般式（Ｉ）
【化１】
0004230004.tif 000010
（式中、R1及びR2は同一又は異なって炭素数１〜２のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数２〜３のアルキレン基又はヒドロキシアルキレン基を示し、X はOH又はNH2 を示す。）
で表される第３級アミノアルコール又は第３級アミノアルキルアミンと、(b) 一般式（II）
【化２】
0004230004.tif 000011
（式中、R4及びR5は同一又は異なって炭素数２〜３のヒドロキシアルキル基又はアミノアルキル基を示す。）
で表される第２級アミノアルコール又は第２級アミノアルキルアミン、あるいはグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトールから選ばれるポリオールと、(c) コハク酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸及びアジピン酸から選ばれるジカルボン酸と、(d) 炭素数８〜36の脂肪酸又はそのエステルとを反応させて得られるアミノ化合物を４級化剤で４級化してなる、一般式(III) 又は (IV) で表される第４級アンモニウム塩（但し、一般式(III) において、R6がテレフタル酸からカルボキシル基を除いた残基、A, B1 及びB2が -O-CO- である第４級アンモニウム塩、及び一般式（IV）において、R1、R2及びR10がメチル基、R3がエチレン基、R6がコハク酸からカルボキシル基を除いた残基、Aが -O-CO- 、Zがグリセリンから水酸基を除いた残基、R9がオレイン酸からカルボキシル基を除いた残基である第４級アンモニウム塩を除く）。
【化３】
0004230004.tif 000012
（式中、R1, R2及びR3は前記の意味を示す。R6はコハク酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸及びアジピン酸から選ばれるジカルボン酸からカルボキシル基を除いた残基、R7及びR8は同一又は異なって、炭素数２〜３のアルキレン基、R9は炭素数８〜36の脂肪酸からカルボキシル基を除いた残基、R10 は炭素数１〜３のアルキル基、A, B1 及びB2は同一又は異なって -O-CO- 又は -NH-CO-、Z はグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びソルビトールから選ばれるポリオールから水酸基を除いた残基、n はポリオールの水酸基の数より１少ない数、 Y−は陰イオン基を示す。）
【請求項２】
(c) 成分１モルに対し、(a) 成分を 0.1〜10モル、(b) 成分を 0.1〜10モル、および(d) 成分を(b) 成分１モルに対して 0.5〜３モル反応させる請求項１記載の第４級アンモニウム塩の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の一般式(III) 又は (IV) で表される第４級アンモニウム塩からなる界面活性剤。
【請求項４】
請求項１記載の一般式(III) 又は (IV) で表される第４級アンモニウム塩を含有する繊維用柔軟剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な第４級アンモニウム塩及びその製造法、並びにそれからなる界面活性剤及びそれを含有する繊維用柔軟剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在、繊維用柔軟剤として市販されている商品はほとんどが、ジ（長鎖アルキル）ジメチルアンモニウムクロライドに代表されるような１分子中に２つの長鎖アルキル基を有する第４級アンモニウム塩を含む組成物である。
しかしながら、上記第４級アンモニウム塩は、河川などの自然界に放出された場合、ほとんどが生分解されずに蓄積されるという問題点がある。
【０００３】
このような問題点の改良品としてＮ−メチル−Ｎ，Ｎ−ビス（長鎖アルカノイルオキシエチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムメチルサルフェートや、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ，Ｎ−ビス（アルカノイルオキシエチル）アンモニウムクロライドなどが市販されているが、上記第４級アンモニウム塩に比べ、生分解性は改善されているものの、柔軟性が充分満足できる基剤とは言えない。
【０００４】
従って、本発明の課題は、柔軟性に優れ、かつ生分解性の良好な柔軟基剤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(a) 一般式（Ｉ）
【０００６】
【化４】
0004230004.tif 000002
【０００７】
（式中、R1及びR2は同一又は異なって炭素数１〜６のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を示し、R3は炭素数２〜６のアルキレン基又はヒドロキシアルキレン基を示し、X はOH又はNH2 を示す。）
で表される第３級アミノアルコール又は第３級アミノアルキルアミンと、(b) 一般式（II）
【０００８】
【化５】
0004230004.tif 000003
【０００９】
（式中、R4及びR5は同一又は異なって炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基又はアミノアルキル基を示す。）
で表される第２級アミノアルコール又は第２級アミノアルキルアミン、あるいはポリオールと、(c) 炭素数３〜10のポリカルボン酸と、(d) 炭素数８〜36の脂肪酸又はそのエステルとを反応させて得られるアミノ化合物を４級化剤で４級化してなる第４級アンモニウム塩、その製造方法並びにそれを含有した柔軟剤組成物である。
【００１０】
また、本発明は、一般式(III) 又は (IV) で表される第４級アンモニウム塩からなる界面活性剤である。
【００１１】
【化６】
0004230004.tif 000004
【００１２】
（式中、R1, R2及びR3は前記の意味を示す。R6は炭素数３〜10のポリカルボン酸からカルボキシル基を除いた残基、R7及びR8は同一又は異なって、炭素数１〜６のアルキレン基、R9は炭素数８〜36の脂肪酸からカルボキシル基を除いた残基、R10 は炭素数１〜３のアルキル基、A, B1 及びB2は同一又は異なって -O-CO- 又は -NH-CO-、Z はポリオールから水酸基を除いた残基、n はポリオールの水酸基の数より１少ない数、 Y- は陰イオン基を示す。）
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコール又は第３級アミノアルキルアミンにおいて、R1及びR2は同一又は異なって炭素数１〜６のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を示すが、好ましくは炭素数１〜２のアルキル基又はヒドロキシアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。R3は炭素数２〜６のアルキレン基又はヒドロキシアルキレン基を示すが、好ましくは炭素数２〜３のアルキレン基である。X はOH又はNH2 を示す。
【００１４】
一般式（Ｉ）で表される第３級アミノアルコール又は第３級アミノアルキルアミンとしては、例えば、２−（ジメチルアミノ）エタノール、２−（ジメチルアミノ）プロパノール、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−メチルプロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）プロパンジアミン等が挙げられる。
【００１５】
一般式（II）で表される第２級アミノアルコール又は第２級アミノアルキルアミンにおいて、R4及びR5は同一又は異なって炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基又はアミノアルキル基を示すが、好ましくは炭素数２〜３のヒドロキシアルキル基又はアミノアルキル基である。
【００１６】
一般式（II）で表される第２級アミノアルコール又は第２級アミノアルキルアミンとしては、例えば、ジエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、アミノプロピルエタノールアミン等が挙げられる。
【００１７】
ポリオールとしては、分子内に３個以上のヒドロキシル基を含むものが好ましく、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。
【００１８】
炭素数３〜10のポリカルボン酸としては、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、アジピン酸等が好ましい。本発明においてポリカルボン酸には、それから誘導されるものでアルコールやアミンとの反応性の誘導体、例えばその低級アルキルエステル、酸無水物、酸塩化物等も含まれる。
【００１９】
炭素数８〜36の脂肪酸又はそのエステルのアルキル基としては、直鎖でも分岐鎖でも、また飽和でも不飽和でも良い。好ましくは炭素数12〜22の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和脂肪酸であり、牛脂脂肪酸、硬化牛脂脂肪酸、パーム脂肪酸、硬化パーム脂肪酸、パームステアリン酸、硬化パームステアリン酸及びこれらのメチルエステルなどが好ましい。反応に際してはグリセリンエステル、すなわち油脂の状態で用いてもよい。
【００２０】
本発明において上記(a)〜(d) 成分の反応モル比は、特に限定されないが、(c)成分１モルに対し、(a) 成分を0.1〜10モル、特に 0.5〜２モル、(b) 成分を0.1〜10モル、特に 0.5〜２モル、および(d) 成分を(b) 成分１モルに対して 0.5〜３モル、特に１〜2.5 モル反応させるのが好ましい。
【００２１】
反応温度は 150〜250 ℃が好ましく、 170〜220 ℃が更に好ましい。反応圧力は常圧から減圧で行われ、好ましくは27〜2.7kPaである。反応中、窒素ガスやスチームなどの不活性ガスを反応液に流通させると更に好ましい。
(d) 成分として脂肪酸の低級アルキルエステルを用いる場合には、反応温度は 100〜200 ℃が好ましく、 120〜170 ℃が更に好ましい。また触媒としてナトリウムメチラート、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの塩基性物質が用いられる。
本発明において、上記(a) 〜(d) 成分は一度に混合してから反応させても良いし、順次反応させても良い。
【００２２】
得られたアミノ化合物は、有機溶媒に溶解し、アミノ化合物に対して0.8〜1.5当量、好ましくは 0.9〜1.2 当量の４級化剤を用いて４級化される。
用いられる有機溶媒は、低級アルコール、グリコール、ポリオール類が好ましく、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等が特に好ましい。４級化剤としては、メチルクロライド、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸が好ましい。
４級化の反応温度は50〜120 ℃が好ましく、70〜100 ℃が更に好ましい。
【００２３】
４級化剤としてメチルクロライドを用いた場合、反応終了後、常圧又は減圧下で未反応のメチルクロライドを除去するのが好ましい。窒素などの不活性ガスを流通させると効果的である。
【００２４】
上記のような製造法により得られる本発明の第４級アンモニウム塩としては、上記一般式(III) 又は (IV) で表される化合物が挙げられる。
本発明で提供される第４級アンモニウム塩は界面活性剤、特に繊維用柔軟基剤として有用である。
【００２５】
本発明の柔軟剤組成物は、上記のようにして得られる第４級アンモニウム塩を必須成分として含有するが、更に柔軟性能を向上させるために高級アルコール、高級脂肪酸を、保存安定剤としてエタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、グリコール、ポリオール、又はそれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物、公知のカチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、無機塩、ｐＨ調製剤、ハイドロトロープ剤、香料、消泡剤、顔料等を必要に応じて添加することができる。
本発明の柔軟剤組成物中の上記第４級アンモニウム塩の含有量は３〜50重量％が好ましい。
【００２６】
【実施例】
実施例１
攪拌機、脱水管、温度計、窒素吹き込み管をつけた４つ口フラスコにジエタノールアミン84.1ｇ、アジピン酸116.9 ｇ、２−（ジメチルアミノ）エタノール71.3ｇ、硬化牛脂脂肪酸436.8 ｇを仕込み、 180℃で７時間、反応水を系外に除きながら反応させた。ジエタノールアミン：アジピン酸：２−（ジメチルアミノ）エタノール：硬化牛脂脂肪酸の反応モル比は 1.0：1.0：1.0：2.0 である。アミノ化合物が652.5 ｇ得られた。このアミノ化合物はアミン価67.3、酸価 4.8、水酸基価 4.5、けん化価 275.2であり、反応の進行したことを確認した。
次に、上記アミノ化合物 308.7ｇ、イソプロパノール84.5ｇをオートクレーブに仕込み、メチルクロライド38.0ｇを反応させ、第４級アンモニウム塩を得た。アミン価は 0.1であり４級化が進行したことを確認した。
【００２７】
実施例２〜５
反応原料及びそれらのモル比を表１の様に変更した以外は実施例１と同様に反応させて、アミノ化合物及び第４級アンモニウム塩を得た。アミノ化合物及び第４級アンモニウム塩の分析値を表２に示す。
【００２８】
実施例６
実施例１と同様の４つ口フラスコにジエタノールアミン85.6ｇ、アジピン酸 119.0ｇを仕込み、 140℃で１時間反応させた。続いて、３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン83.2ｇ、硬化牛脂脂肪酸 428.9ｇを仕込み、 180℃で７時間、反応水を系外に除きながら反応させた。ジエタノールアミン：アジピン酸：３−（ジメチルアミノ)プロピルアミン：硬化牛脂脂肪酸の反応モル比は1.0：1.0：1.0：1.9 である。アミノ化合物が 676.5ｇ得られた。このアミノ化合物はアミン価68.5、酸価 3.4、水酸基価12.9、けん化価 203.1であり、反応の進行したことを確認した。
次に、アミノ化合物 332.3ｇ、イソプロパノール89.3ｇをオートクレーブに仕込み、メチルクロライド33.4ｇを反応させ、第４級アンモニウム塩を得た。アミン価は 0.1であり４級化が進行したことを確認した。
【００２９】
実施例７〜10
反応原料及びそれらのモル比を表１の様に変更した以外は実施例６と同様に反応させて、アミノ化合物及び第４級アンモニウム塩を得た。アミノ化合物及び第４級アンモニウム塩の分析値を表２に示す。
【００３０】
【表１】
0004230004.tif 000005
【００３１】
注）
略号はそれぞれ次の意味を示す。
【００３２】
DMAE：２−（ジメチルアミノ）エタノール
MDEA：メチルジエタノールアミン
TEA ：トリエタノールアミン
DMAPA：３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン
HEMPDA：Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−メチルプロパンジアミン
DHEPDA：Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）プロパンジアミン
DEA ：ジエタノールアミン
AEEA：アミノエチルエタノールアミン
ADPA：アジピン酸
SA  ：コハク酸
TPA ：テレフタル酸
HT  ：硬化牛脂脂肪酸
T   ：牛脂脂肪酸
HP  ：硬化パーム脂肪酸
HPS ：硬化パームステアリン酸
DMS ：ジメチル硫酸
【００３３】
【表２】
0004230004.tif 000006
【００３４】
実施例11
実施例１と同様の４つ口フラスコにグリセリン73.6ｇ、アジピン酸 116.9ｇ、２−（ジメチルアミノ）エタノール71.3ｇ、硬化牛脂脂肪酸 436.8ｇを仕込み、 180℃で７時間、反応水を系外に除きながら反応させた。グリセリン：アジピン酸：２−（ジメチルアミノ）エタノール：硬化牛脂脂肪酸の反応モル比は 1.0：1.0：1.0：2.0 である。アミノ化合物が 642.3ｇ得られた。このアミノ化合物はアミン価68.6、酸価 5.2、水酸基価 4.5、けん化価 275.2であり、反応の進行したことを確認した。
次に、アミノ化合物 310.5ｇ、イソプロパノール84.0ｇをオートクレーブに仕込み、メチルクロライド28.0ｇを反応させ、第４級アンモニウム塩を得た。アミン価は 0.1であり４級化が進行したことを確認した。
【００３５】
実施例12〜15
反応原料及びそれらのモル比を表３の様に変更した以外は実施例11と同様に反応させてアミノ化合物及び第４級アンモニウム塩を得た。アミノ化合物及び第４級アンモニウム塩の分析値を表４に示す。
【００３６】
実施例16
実施例１と同様の４つ口フラスコに３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン81.7ｇ、アジピン酸 116.9ｇを仕込み、 140℃で１時間反応させた。続いて、グリセリン73.6ｇ、硬化牛脂脂肪酸 416.5ｇを仕込み、180 ℃で７時間、反応水を系外に除きながら反応させた。３−（ジメチルアミノ）プロピルアミン：アジピン酸：グリセリン：硬化牛脂脂肪酸の反応モル比は 1.0：1.0：1.0：1.9 である。アミノ化合物が654.1ｇ得られた。このアミノ化合物はアミン価70.7、酸価 3.5、水酸基価11.0、けん化価 207.3であり、反応が進行したことを確認した。
次に、アミノ化合物 345.3ｇ、イソプロパノール90.9ｇをオートクレーブに仕込み、メチルクロライド25.6ｇを反応させ、第４級アンモニウム塩を得た。アミン価は 0.1であり、４級化が進行したことを確認した。
【００３７】
実施例17〜20
反応原料及びそれらのモル比を表３の様に変更した以外は実施例16と同様に反応させて第４級アンモニウム塩を得た。アミノ化合物及び第４級アンモニウム塩の分析値を表４に示す。
【００３８】
【表３】
0004230004.tif 000007
【００３９】
注）
略号のうち、DMAE, MDEA，TEA, DMAPA, HEMPDA, DHEPDA, ADPA, SA, TPA, HT, T, HP, HPS, DMSは前記の意味を示し、その他は次の意味を示す。
GLY ：グリセリン
TMP ：トリメチロールプロパン
PEL ：ペンタエリスリトール
SOL ：ソルビトール
【００４０】
【表４】
0004230004.tif 000008
【００４１】
応用例
実施例１〜20で得られた第４級アンモニウム塩を用い、以下の方法で柔軟性の評価を行なった。結果を表５に示す。
【００４２】
＜柔軟性の評価方法＞
▲１▼  実施例で製造した第４級アンモニウム塩、及び比較対照としてジ硬化牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライドを用い、それぞれ融解したものを、攪拌しながら水中に滴下し、固形分濃度が５重量％になるようにして、それぞれの分散液を調製した。
【００４３】
▲２▼  処理方法
市販の木綿タオル２kgを、30リットル洗濯機を用い、3.5 °DH硬水にて市販洗剤アタック(花王株式会社製、登録商標)で５回繰り返し洗濯した後、上記第４級アンモニウム塩分散液を25ml投入し、25℃、１分間攪拌下で処理した。
【００４４】
▲３▼  柔軟性評価方法
上記方法で処理した布を室温で風乾後、25℃、65％RHの恒温、恒湿室にて24時間放置した。これらの布について柔軟性の評価を行った。評価はジ硬化牛脂アルキルジメチルアンモニウムクロライドで処理した布を対照にして一対比較を行った。評価は次の基準で表す。
【００４５】
３；対照よりかなり柔らかい
２；対照より柔らかい
１；対照よりやや柔らかい
０；対照と柔らかさが同等
【００４６】
【表５】
0004230004.tif 000009