JPH09501706A - 水を含まない窒素含有化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の冷水への溶解性または分散性を改良した水を含まない窒素含有化合物は、４級化アンモニウム化合物、エステルクォートもしくは脂肪酸アミドの水溶液および／またはアルコール溶液あるいは分散液を、過熱蒸気の存在下、噴霧乾燥に付すことによって得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 水を含まない窒素含有化合物の製造方法 発明の分野 本発明は、冷水への溶解性または分散性を改良した水を含まない窒素含有化合 物の製造方法であって、好ましくは、４級アンモニウム化合物、エステルクォー トまたは脂肪酸アミドの水溶液あるいはアルコール溶液を過熱蒸気による乾燥に 付する方法、および界面活性剤を製造するための乾燥した材料の使用に関する。 先行技術 種々の化合物または化合物の混合物が、繊維製品、糸もしくは織物の処理用に 提案されてきた。このような化合物または化合物の混合物は、望ましい特性を有 するように加工した繊維製品を供給するかまたは繊維保護剤の成分となる。使用 する活性物質の種類によって、繊維製品の加工特性および摩耗特性、さらにはそ の保護を高めることができる。例えばジステアリルジメチルアンモニウムクロラ イド（ＤＳＤＭＡＣ）のような４級アンモニウム化合物[クォート(QUATS)]、さ らには４級化脂肪酸トリエタノールアミンエステル塩、いわゆる「エステルクォ ート」が、一般に、このための活性物質として使用されている。この活性物質の 概説は、例えばオー・ポンサティ(O.Ponsati)著、シー・アール・シー・イー・ ディー・コングレス(C.R．CED Congress)、バルセロナ、１９９２年、１６７頁 およびアール・プクタ(R.Puchta)ら著、シー・アール・シー・イー・ディー・コ ングレス、シックセ(Sitges)、１９９３年、５９頁に記載されている。最後に、 脂肪酸アミドも活性物質として使用されてよい。 従来法によるクォートおよびエステルクォートの乾燥は、相当な装置上の経費 を伴い、そのことに加えて、こうして乾燥したクォートおよびエステルクォート は、水への溶解性が乏しい。そこで、それらは、通常、希水溶液または分散液あ るいはアルコール系濃厚物として市販されている。脂肪酸アミドの乾燥に伴う技 術上の問題が少ないので、フレーク状の物品が典型的な商品である。冷水への不 十分な分散性の問題は、上記３種類の窒素含有化合物すべてに当てはまるが、特 に、脂肪酸アミドについての考え得る多数の解決方法が、先行技術から知られて いる。 例えば、米国特許第２,３４０,８８１号には、処理された繊維製品の表面スリ ップ性と柔軟性を改良する、ヒドロキシアルキルポリアミンと脂肪酸グリセリド から調製された縮合生成物の水性分散液が記載されている。米国特許第３,４５ ４,４９４号は、分散性ポリグリコールエーテルをさらに含有する脂肪酸縮合生 成物に関する。ドイツ特許第１９２２０４６号には、製造に由来する分散性脂肪 酸グリセリドを含む脂肪酸縮合生成物を含有する洗剤が記載されている。ドイツ 特許第１９２２０４７には、これらの物質が、洗濯物の後処理剤、特に液体の製 剤についての繊維柔軟剤としても記載されている。これらおよび同様の組成物は 、熱水中に導入して、一般には激しい剪断力を加えることによりまたはその製造 からの未だ溶融状態の縮合生成物を水中に分散させることにより、水に分散させ ることができる。すなわち、それに要する経費の故に、一般には製造者が分散を 請け負って使用者に分散液を供給しているが、そのことは、相当な量の水の貯蔵 や輸送を引き起こすため、経済的にはムダである。ドイツ特許出願公開第３５３ ０３０２号、同第３７３０７９２号、同第３９０１８２０号および同第４１１１ ６４８号［ヘンケル(Henkel)］の教示によれば、上記のような物質の分散性は、 適する分散促進剤（例えばグルコース、ソルビトール、マンニトール、ペンタエ リトリトール、アルキルポリグルコシド、ソルビタンエステル、ゼラチン、さら には不飽和脂肪アルコールおよび脂肪酸）を添加することにより高めることがで きる。分散促進剤として高エトキシル化牛脂アルコールと１,２-プロピレングリ コールとの混合物を含有する製品も、市場では確立されている。 例えば冷水への溶解性または分散性が改良されたエステルクォートを得る別法 は、脂肪酸成分を注意深く選択することと、アルコキシル化反応における溶媒と してイソプロピルアルコールの代わりに乳化剤もしくは分散剤（例えば脂肪アル コールもしくは非イオン界面活性剤）を用いることにあり、未公開の特許出願の 主題である。 それにもかかわらず、実際には、既知の方法で製造された窒素含有化合物は、 十分には溶解または分散し得ないことが、繰り返し見い出されてきた。製品の質 の面からのこの不確実さは、例えば重用される繊維製品処理剤としての、上述の 化合物の有用性を制限する、主な経済上の不利益である。もう一つの課題は、十 分な溶解性または分散性を示すこれらの既知の製品でさえ、空気中で貯蔵すると きに、しばしばその特性を不可逆的に損なうということである。 したがって、本発明の解決すべき課題は、改良された冷水への溶解性または分 散性と上述のような不利益のない改良された貯蔵安定性を有する水を含まない窒 素含有化合物の新しい製造方法を提供することであった。 発明の説明 本発明は、冷水への溶解性または分散性を改良した水を含まない窒素含有化合 物の製造方法であって、４級化アンモニウム化合物、エステルクォートもしくは 脂肪酸アミドの水溶液および／またはアルコール溶液あるいは分散液を、過熱蒸 気の存在下、噴霧乾燥に付する方法に関する。 驚くべきことに、上記化合物の過熱蒸気の存在下での噴霧乾燥が、優れた流動 特性と低塵性を示しかつ水によく溶解または分散する、特に有利な粒状構造の乾 燥物質を導くことが見い出された。特に、従来法（ロータリーエバポレーター、 噴霧乾燥）によって製造された同等の乾燥製品よりも、その特性がかなり優れて いる。本発明の方法のもう一つの利点は、本発明の方法が完全に閉塞した系内で 行われるため、非水性の溶媒でさえ、プルーミング(Pluming)も環境汚染もなく 、乾燥プロセスで除去できることである。さらに、本発明は、例えば痕跡量の未 反応のアルキル化剤、アルキルエーテルおよび臭気を放つ物質のような問題のあ る蒸気揮発性不純物がほぼ定量的に除去されるため、窒素含有化合物を、乾燥工 程で脱臭しかつ精製もするという観察も包含する。得られる乾燥物質は、貯蔵安 定性が高く、例えば化粧用製品について規定されているような最も厳しい品質要 求も満たす。４級化アンモニウム化合物（クォート） 適する４級化アンモニウム化合物は、式（Ｉ）： （式中、Ｒ¹およびＲ²は、互いに独立して、６〜２２個の炭素原子を含有する脂 肪族アルキル基またはベンジル基を表し、Ｒ³は、１〜４個の炭素原子を含有す るアルキル基またはヒドロキシアルキル基、Ｒ⁴はメチル基であり、並びにＸは 、ハロゲン、アルキルスルフェートまたはアルキルホスフェートである。） で表される４級化テトラアルキルアンモニウム塩である。 式（Ｉ）で表される化合物は、好ましくは、６〜２２個、好ましくは１６〜１ ８個の炭素原子を有する２個の脂肪アルキル基と２個のメチル基を含む通常のカ チオン界面活性剤である。最も重要な例は、ジステアリルジメチルアンモニウム クロライドである。エステルクォート 適する４級化脂肪酸トリエタノールアミンエステル塩（エステルクォート）は 、式（II）： （式中、Ｒ⁵ＣＯは、６〜２２個の炭素原子を含有するアシル基、Ｒ⁶およびＲ⁷ は、互いに独立して、水素またはＲ¹ＣＯを表し、Ｒ⁸は、１〜４個の炭素原子を 含有するアルキル基または(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_qＨ基であり、ｍ、ｎおよびｐは、合 計で、０または１〜１２の数、ｑは１〜１２の数であり、並びにＸは、ハロゲン 化物、アルキルスルフェートまたはアルキルホスフェートである。） で表される化合物である。 上記化合物は、関連する有機化学調製法によって得られてよい既知の化合物で ある。この点については、国際特許出願公開第９１／０１２９５号［ヘンケル(H enkel)］が参照され、それによれば、トリエタノールアミンを、ホスフィン酸の 存在下、脂肪酸で部分エステル化し、空気を通した後、反応生成物をジメチル スルフェートまたはエチレンオキサイドで４級化する。 エステルクォートの脂肪酸成分の例は、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸 、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、イソステアリン酸、ステアリン酸 、オレイン酸、エライジン酸、アラキン酸、ベヘン酸およびエルカ酸、並びに、 例えば天然油脂の加圧加水分解において得られるそれらの混合物である。工業用 Ｃ_12/18ヤシ油脂肪酸、特に部分水素化したＣ_16/18牛脂またはパーム核油脂肪酸 さらにエライジン酸が豊富なＣ_16/18脂肪酸留分をベースとするエステルクォー トを、好ましく使用して乾燥する。 ４級化エステルを製造するために、脂肪酸とトリエタノールアミンは、１.１ ：１〜３：１のモル比で使用されてよい。エステルクォートの性能特性を考慮す ると、１.２：１〜２.２：１、好ましくは１.５：１〜１.９：１の比が特に有利 であることが分かった。好ましいエステルクォートは、平均エステル化度が１. ５〜１.９のモノエステル、ジエステルおよびトリエステルの工業用混合物であ り、工業用Ｃ_16/18牛脂またはパーム油脂肪酸から誘導される（ヨウ素価０〜４ ０）。脂肪酸アミド 適する脂肪酸アミドは、式（III）： （式中、Ｒ⁹ＣＯは、８〜２２個の炭素原子と０および／または１〜３つの二重 結合を含有する脂肪族アシル基、Ｒ¹⁰は、水素、メチル基、エチル基、ヒドロキ シエチル基または-(ＣＨ₂)_n-ＮＨＲ¹¹基、Ｒ¹¹は、水素、メチル基、エチル基ま たはヒドロキシエチル基であり、ｘは２〜４の数、並びにｙは１〜４の数である 。） で表される化合物である。式（III）で表される好ましい脂肪酸アミドは、Ｒ⁹Ｃ Ｏが、１６〜１８個の炭素原子を含有する飽和および／またはモノ不飽和のアシ ル基、Ｒ¹⁰が、ヒドロキシエチル基または(ＣＨ₂)₂ＮＨ₂基、Ｒ¹¹が水素、ｘ＝ ２ならびにｙ＝１または２である脂肪酸アミドである。 脂肪酸またはそのエステルと多官能アミンは、脂肪酸アミドの製造において、 １：１〜２.５：１、好ましくは１.３：１〜１.７：１のモル比で使用されてよ い。脂肪酸または脂肪酸エステルがほぼ完全に反応するまで、成分を、１７０〜 ２１０℃、好ましくは１８０〜２００℃の温度で０.５〜５時間、好ましくは１ 〜２時間加熱した後、その混合物を、さらに５〜６０分間、好ましくは１５〜３ ０分間反応温度で後反応させておく。特に薄色の製品を製造することが望ましい のであれば、酸素雰囲気の不存在下、場合により還元剤（例えばホスフィン酸） の存在下で縮合を行うのが望ましい。 縮合後、未反応のアミノ基を、例えば酢酸、乳酸またはリン酸のような低分子 量の有機カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸または無機酸を用い、例えば脂肪酸 縮合生成物の溶融物を計算量の酸と混合して塩を形成することにより、または反 応生成物を有機酸もしくは水中の有機酸の溶液に溶解あるいは分散してアミン塩 を形成することによって中和する。本発明によれば、塩形成に要する酸を、２０ 〜８０モル％、好ましくは３０〜６０モル％の中和を達成するのに要する量で使 用してよい。過熱蒸気による乾燥 本発明において、「過熱蒸気による乾燥」は、雰囲気酸素の不存在下および過 熱蒸気の存在下での噴霧乾燥の特別な形態である。この新しい工業用プロセスの 原理は、出願人により、ドイツ特許出願公開第４０３０６８８号に開示された。 「過熱蒸気による乾燥」または「蒸気乾燥」として知られる方法は、冷たい出 発材料上での過熱蒸気の凝縮と乾燥しようとしている材料への凝縮熱の放出によ って、プロセス条件下、含水滴を自発的に水の沸点温度に（すなわち常圧で約１ ００℃に）加熱する原理に基づいている。この沸点を、乾燥プロセスの間中、材 料の液滴の最低温度として維持する。窒素含有化合物を過熱蒸気で乾燥すること の望ましい効果は、内部表面の大きな乾燥した材料が得られ、特に、水に溶解ま たは分散するのが容易であることである。 基本的に、本発明の方法は、乾燥される材料から蒸発した水を除去すると同時 に、特に乾燥工程の間に放出されるエネルギーを蒸気循環に戻す蒸気回路を有す る閉塞した系内で行う。従来の噴霧乾燥では、比較的高温での操作が、常に、乾 燥される材料の部分炭化の危険をもたらすが、蒸気乾燥では、雰囲気酸素の不存 在によって、２００〜２５０℃の乾燥温度を容易に可能になる。運ばれる材料の 粒子が無くなった後、除去した蒸気を、プロセス蒸気としての更なる使用へ供給 する。 蒸気乾燥プロセス中に、水を含まない窒素含有化合物が、少なくとも１５０ｇ ／Ｌの見掛け密度を有する低塵性易流動性粉末の形態で得られる。助剤および添加物 過熱蒸気による乾燥は、乾燥される材料の固体含量基準で０.５〜１５重量％ の量、好ましくは１〜１０重量％の量で使用されてよい他の助剤および添加物の 存在下で行うことができる。 そのような助剤および添加物の例は、特に、例えばＣ_12/18ヤシ油脂肪アルコ ール、Ｃ_16/18牛脂肪アルコールまたはＣ_16/18パーム油脂肪アルコールへの、平 均してエチレンオキサイド１モルとプロピレンオキサイド２モル、エチレンオキ サイド２モルとプロピレンオキサイド４モル、エチレンオキサイド５モルとプロ ピレンオキサイド１モル、および２〜３モルのプロピレンオキサイドの付加生成 物、アルドースおよびケトース系の単糖類、水素化によってそれらから誘導され るポリヒドロキシ化合物、ペンタエリトリトール、トリメチロールプロパン、ア ルキルオリゴグルコシド、ソルビタンエステル、ポリソルベート、さらには炭水 化物または不飽和アルコールもしくはカルボン酸系の親水性ポリマーのような分 散促進剤である 産業上の利用 本発明の方法によって得られる水を含まない窒素含有化合物は、優れた易流動 特性と低塵性を示し、水への溶解性または分散性が高い。それは、界面活性剤、 特に繊維柔軟剤、ヘアーコンディショナーおよび繊維コンディショナー、さらに は静電防止剤の製造に適しており、それらの製品中に、特定の製品基準で、特に 、１〜７５重量％、好ましくは３〜５０重量％の量で存在してよい。 以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 実施例１ メチルスルフェート塩の形態でのメチル-４級化ジ牛脂肪酸トリエタノールア ミンエステル［デヒクォルト(Dehyquart、登録商標)AU-36、８０重量％イソプロ ピルアルコール溶液、プルクラ・エス・エー(Pulcra S.A.)、バルセロナ、スペ イン］を、ニロ・アトマイザー(NIRO ATOMIZER)噴霧乾燥塔内において過熱蒸気 で乾燥した。プロセスデータを表１にまとめる。 得られた製品は、乾燥物含量９８.９重量％および比体積３５０ｇ／Ｌであっ た。 実施例２および３ Ｃ_12/18パーム油脂肪酸およびＣ_16/18牛脂肪酸（部分水素化したもの）系のさ らに２つのエステルクォートを、実施例１と同様の方法で、過熱蒸気による乾燥 に付した。この製品も、乾燥物含量９８.９重量％および比体積３５０ｇ／Ｌで あった。 実施例４〜６、比較例Ｖ１およびＶ２ 溶解性を評価するために、本発明において乾燥した製品と２つの比較物質の１ ０ｇの量を１００ｍＬの水（３０℃／１６°ｄ）に溶解または分散した。３０秒 後、１２０秒後および３００秒後に、溶液または分散液を濾過し、残渣を乾燥し て秤量した。結果を表２にまとめる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フース、ヨハン・フリードリッヒ ドイツ連邦共和国デー‐41516グレーヴェ ンブロイヒ、ヘルツォクシュトラアセ 15 番 (72)発明者 ポンサティ・オビオルス、オリオール スペイン国エー‐08005バルセロナ、カ レ・アラバ 45‐クアルト・ドサ番 (72)発明者 ボナストレ、ヌリア スペイン国エー‐080210バルベラ・デル・ ヴァレ、ガリツィア ９番 (72)発明者 ビゴラ・リョサス、ホアキン スペイン国エー‐08203サバデル、カラサ ンク・ドゥラン41・エスク・エー・クアル ト・プリメラ番 (72)発明者 プラット・ケラルト、エステル スペイン国エー‐08328カレラ、カレ・ギ レラス 18番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．冷水への溶解性または分散性を改良した水を含まない窒素含有化合物の製 造方法であって、４級化アンモニウム化合物、エステルクォートもしくは脂肪酸 アミドの水溶液および／またはアルコール溶液あるいは分散液を、過熱蒸気の存 在下、噴霧乾燥に付する方法。 ２．式（Ｉ）： （式中、Ｒ¹およびＲ²は、互いに独立して、６〜２２個の炭素原子を含有する脂 肪族アルキル基またはベンジル基を表し、Ｒ³は、１〜４個の炭素原子を含有す るアルキル基またはヒドロキシアルキル基であり、Ｒ⁴はメチル基、並びにＸは 、ハロゲン、アルキルスルフェートまたはアルキルホスフェートである。） で表される４級化テトラアルキルアンモニウム塩を使用する請求項１に記載の方 法。 ３．式（II）： （式中、Ｒ⁵ＣＯは、６〜２２個の炭素原子を含有するアシル基、Ｒ⁶およびＲ⁷ は、互いに独立して、水素またはＲ¹ＣＯを表し、Ｒ⁸は、１〜４個の炭素原子を 含有するアルキル基または(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_qＨ基であり、ｍ、ｎおよびｐは、合 計で、０または１〜１２の数、ｑは１〜１２の数であり、並びにＸは、ハロゲン 化物、アルキルスルフェートまたはアルキルホスフェートである。） で表される４級化脂肪酸トリエタノールアミンエステル塩を使用する請求項１に 記載の方法。 ４．式（III）： （式中、Ｒ⁹ＣＯは、８〜２２個の炭素原子と０および／または１〜３つの二重 結合を含有する脂肪族アシル基、Ｒ¹⁰は、水素、メチル基、エチル基、ヒドロキ シエチル基または-(ＣＨ₂)_n-ＮＨＲ¹¹基、Ｒ¹¹は、水素、メチル基、エチル基ま たはヒドロキシエチル基であり、ｘは２〜４の数、並びにｙは１〜４の数である 。） で表される脂肪酸アミドを使用する請求項１に記載の方法。 ５．噴霧乾燥を２００〜２５０℃の温度で行う請求項１ないし４のいずれかに 記載の方法。 ６．水を含まない窒素含有化合物が、少なくとも１５０ｇ／Ｌの見掛け密度を 有する低塵性易流動性粉末の形態で得られる請求項１ないし５のいずれかに記載 の方法。 ７．過熱蒸気による乾燥を他の助剤および添加物の存在下で行う請求項１ない し６のいずれかに記載の方法。 ８．界面活性剤を製造するための請求項１ないし７のいずれかに記載の方法に よって得られた水を含まない窒素含有化合物の使用。