脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及び乳化剤
【課題】反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及びこれにより得られる脂肪族第１級アミンのアルキレンオキサイド付加物を含有する乳化剤の提供。
【解決手段】脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含むことを特徴とする脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
【解決手段】脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含むことを特徴とする脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンのアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及びこれにより得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有する乳化剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
脂肪族第１級アミンのエチレンオキサイド付加体は、通常、脂肪族第１級アミンにアルカリ触媒、アミン触媒、金属触媒等の触媒を用いて、エチレンオキサイドを付加させて得られる（特許文献１参照）。しかし、反応当初から触媒を用いてエチレンオキサイドを付加反応させると、１モルのエチレンオキサイドが付加して２級アミンとなった後、２級アミンのままＯＨ基末端の付加反応が進行する。その結果、２級アミンのままエチレンオキサイド付加反応が進行した成分、及び３級アミンでエチレンオキサイド付加反応が進行した成分のそれぞれが幅広い付加モル分布を持ち、最終生成物の外観や形態が悪化する。また、乳化剤として用いた場合、乳化性能が不良となる。
【０００３】
無触媒でエチレンオキサイドを付加させて３級アミンの含有率を高める技術も提案されているが（特許文献２参照）、分岐構造をもつ３級アルキル基とアミンとが結合した、高度に分岐した脂肪族第１級アミンの場合、エチレンオキサイドの付加モル数が２モルに近づくにつれ付加反応が著しく遅くなり、製品色調が劣化するという問題や、反応時間が長時間を要して製造コストが高くなるという問題があった。色調の劣化に対しては、原料アミンを蒸留処理した後にエチレンオキサイドを付加する方法も提案されているが、工程数が増えることによりコストが高くなるという問題があった（特許文献３及び４参照）。更に、１００℃以下の低温でエチレンオキサイドを付加させることにより色調を改善する方法も提案されているが（特許文献５参照）、分岐構造をもつ３級アルキル基とアミンの結合した高度に分岐した脂肪族第１級アミンの場合、１００℃以下の低温ではエチレンオキサイド付加反応は非常に進行しにくいという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１０４５６７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３８５０３号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８５０９号公報
【特許文献４】特開平１１−１５８１２５号公報
【特許文献５】特開２００３−９６１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及びこれにより得られる脂肪族第１級アミンのアルキレンオキサイド付加物を含有する乳化剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 下記構造式（１）で表される脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含むことを特徴とする脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
【化２】
但し、前記構造式（１）において、Ｒ１は炭素原子数が５〜１８のアルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ炭素原子数が１〜５のアルキル基を表す。
該＜１＞に記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法によれば、分岐脂肪族第１級アミンのアルキレンオキサイドの付加に際し、まず該アルキレンオキサイドを無触媒で付加させることで３級アミンの含有率を高め、かつ、その付加を該アミン１モルに対して０．５〜１．８モルで止めることにより、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を得ることができる。
＜２＞ 無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して２〜５０モルである前記＜１＞に記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
＜３＞ 無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して３〜２０モルである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
＜４＞ アルキレンオキサイドがエチレンオキサイドである請求項１から３のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
【０００７】
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法により得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有することを特徴とする乳化剤である。
該＜５＞に記載の乳化剤は、本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法により得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有するため、良好な乳化性能を示すことができる。
＜６＞ 金属加工油に用いられる前記＜５＞に記載の乳化剤である。
＜７＞ 金属加工油が金属圧延油である前記＜６＞に記載の乳化剤である。
＜８＞ 金属加工油が金属切削油である前記＜６＞に記載の乳化剤である。
【０００８】
＜９＞ 前記＜５＞に記載の乳化剤を含むことを特徴とする金属加工油である。
＜１０＞ 金属圧延油である前記＜９＞に記載の金属加工油である。
＜１１＞ 金属切削油である前記＜９＞に記載の金属加工油である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及びこれにより得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有する乳化剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法）
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【００１１】
−脂肪族第１級アミン−
前記脂肪族第１級アミンは、下記構造式（１）で表される。
【００１２】
【化３】
前記Ｒ１は、炭素原子数が５〜１８のアルキル基又はアルケニル基であることが必要であり、前記炭素原子数は８〜１６であることが好ましい。前記炭素原子数が５未満であると乳化性能が劣り、１８を超えると高粘度或いは固体となり、乳化剤として使用する際のハンドリング性が低下する。
具体的には、ｎ-ペンチル、ｎ-オクチル、ｎ-ドデシル、ｎ-テトラデシル、ｎ-ヘキサデシル、ｎ-ステアリル、ｎ-オレイル、などが好適に挙げられる。
前記Ｒ２、Ｒ３は、いずれも炭素原子数が１〜５のアルキル基であることが必要であり、前記炭素原子数は１〜３であることが好ましい。前記炭素原子数が５を超えると立体障害が大きくなるためアミノ基へのアルキレンオキサイド付加反応が進行しにくくなる。
前記構造式（１）で表される脂肪族第１級アミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ターシャリーオクチルアミン、ターシャリードデシルアミン、ターシャリーステアリルアミン、などが好適に挙げられる。
【００１３】
−アルキレンオキサイド−
前記アルキレンオキサイドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でもエチレンオキサイドが好ましい。
【００１４】
−アルカリ触媒−
前記アルカリ触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、ナトリウム金属、などが挙げられる。これらの中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。
【００１５】
−無触媒付加工程−
前記無触媒付加工程において、脂肪族第１級アミン１モルに付加させるアルキレンオキサイドの量は、上述のように、該脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルであることが必要であり、１．２〜１．８モルが好ましい。前記アルキレンオキサイドの量が０．５モル未満であると、最終的に得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の外観や形態、乳化性能が劣るなど品質面で問題を生じる。前記アルキレンオキサイドの量が１．８モルを超えると、前記脂肪族第１級アミンに結合した分岐構造をもつ３級アルキル基の立体障害により付加反応速度が著しく遅くなり、製品色調の劣化が生じたり、反応時間が長時間を要して製造コストが高くなる弊害がある。
【００１６】
前記無触媒付加工程において、脂肪族第１級アミン１モルにアルキレンオキサイドを付加させる方法としては、アルキレンオキサイドの量以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該脂肪族第１級アミンをオートクレーブに仕込み、該オートクレーブの釜内を窒素で置換した後、攪拌しながら昇温して、アルキレンオキサイドを徐々に添加して系内に仕込みながら付加反応させることが好ましい。
前記昇温時の温度は、１００〜２００℃が好ましく、１２０〜１８０℃がより好ましい。
前記付加反応させる際の圧力は、特に制限はなく、常圧であってもよいし、加圧下であってもよいが、例えば、０．６ＭＰａ以下が好ましい。
【００１７】
−アルカリ触媒下付加工程−
前記アルカリ触媒下付加工程において、脂肪族第１級アミンに付加させるアルキレンオキサイドの量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して２〜５０モルであることが好ましく、乳化性能とハンドリング性の両立の観点から、３〜２０モルであることがより好ましい。該モル数が２モル未満であると、乳化性能が十分に発現されないことがあり、５０モルを超えると、ハンドリング性が悪化してワックス状の固体になることがある。
【００１８】
前記アルカリ触媒下付加工程において、脂肪族第１級アミンにアルキレンオキサイドを付加させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、上述した無触媒付加工程の昇温時の温度により、所定時間熟成してから、冷却した後、アルカリ触媒を添加して、必要に応じて減圧脱水を行い、昇温して、アルキレンオキサイドを付加反応させることが好ましい。
前記熟成させる時間は、３０分〜２時間が好ましい。前記冷却した際の温度は、１００℃以下が好ましい。
前記アルカリ触媒の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して１００〜２，０００ｐｐｍが好ましい。
前記昇温時の温度は、１００〜２００℃が好ましく、１２０〜１８０℃がより好ましい。
【００１９】
−その他の工程−
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、前記無触媒付加工程及びアルカリ触媒下付加工程以外に、必要に応じて適宜その他の工程を含んでいてもよい。
前記その他の工程としては、例えば、前記アルカリ触媒下付加工程における昇温時の温度で３０分〜２時間熟成した後、５０〜１００℃で未反応のアルキレンオキサイドを２〜２０ｋＰａの圧力で蒸留後、１００℃以下に冷却して付加させる工程などが挙げられる。
また、前記脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物は、後処理として、例えば、酢酸、硫酸、等の酸による中和処理や、無機系吸着剤により吸着をした後、濾過を行う吸着濾過処理、などを行ってもよい。
前記無機系吸着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ・アルミナ系吸着剤などが挙げられる。前記シリカ・アルミナ系吸着剤の、具体的な市販品としては、例えば、キヨーワードシリーズ（協和化学製）が好適に挙げられる。
また、本発明の効果を阻害しない範囲で酸化防止剤、抗菌剤等の添加剤を必要に応じて配合することもできる。
【００２０】
−用途−
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、反応時間が短く、また、得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物が、色調が良好で、かつ各種天然油・合成油と水との乳化性に優れるので、例えば、金属加工時の加工油用乳化剤等に好適に用いられ、中でも、圧延油用乳化剤、切削油用乳化剤に特に好適に用いられる。また、その他の工業用各種乳化剤、家庭品化粧品の各種乳化剤としても有用である。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
−脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の調製−
内容積４ｌのオートクレーブに、脂肪族第１級アミン（以下、単に「原料アミン」ともいう。）としての下記構造式（１）で表されるターシャリードデシルアミン（ローム＆ハース（株）製、プライメン８１−Ｒ、平均分子量１９０）１，６３０ｇを仕込み、窒素置換後、１６０℃まで昇温した。その後、同温度でエチレンオキサイド６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）を圧力０．２〜０．５ＭＰａに保ちながら導入して無触媒でエチレンオキサイド付加反応を行なった（無触媒付加工程）。
【００２２】
【化４】
但し、前記構造式（１）において、Ｒ１はｎ−デシル基、Ｒ２、Ｒ３はいずれもメチル基である。
【００２３】
エチレンオキサイドの導入終了後、前記無触媒付加工程の昇温時の温度で１時間熟成した後、６０℃に冷却した。次いで、アルカリ触媒としての３０％水酸化ナトリウム水溶液６ｇ（原料アミン１モルに対して５００ｐｐｍ）を添加した。窒素置換後、１１０℃まで昇温し、圧力３ｋＰａ以下に１時間保って水分を系内より除去した。次いで１６０℃まで昇温した後、エチレンオキサイド１，３３５ｇ（原料アミン１モルに対して３．５３モル)を圧力０．２〜０．５ＭＰａに保ちながら導入してエチレンオキサイド付加反応を行なった（アルカリ触媒下付加工程）。
エチレンオキサイドの導入終了後、同温度で３０分熟成した後、８０℃で未反応エチレンオキサイドを３ｋＰａの圧力で蒸留後、６０℃に冷却して付加させ、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物３６００ｇを得た。
【００２４】
（実施例２）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を５１３ｇ（原料アミン１モルに対して１．３５モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を５１６２ｇ（原料アミン１モルに対して１３．６５モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド１５モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物７，３０５ｇを得た。
【００２５】
（実施例３）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を３８０ｇ（原料アミン１モルに対して１モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド２．６７モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物２，６４５ｇを得た。
【００２６】
（実施例４）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を１０，７７２ｇ（原料アミン１モルに対して２８．３３モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド３０モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物１３，０３７ｇを得た。
【００２７】
（実施例５）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を５０ｇ（原料アミン１モルに対して０．１３モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド１．８モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物２，３１５ｇを得た。
【００２８】
（実施例６）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を２２，１７９ｇ（原料アミン１モルに対して５８．３３モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド６０モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物２４，４４４ｇを得た。
【００２９】
（実施例７）
実施例１において、アルキレンオキサイドとして、エチレンオキサイドの代わりに、プロピレンオキサイドを使用し、該プロピレンオキサイドを、無触媒付加工程において８３７ｇ導入（原料アミン１モルに対して１．６７モル）し、更に、アルカリ触媒下付加工程において１，７６０ｇ（原料アミン１モルに対して３．５３モル）導入した以外は実施例１と同様にして、プロピレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりプロピレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンプロピレンオキサイド付加物４，２２７ｇを得た。
【００３０】
（比較例１）
実施例１において、無触媒付加工程を行わず、かつエチレンオキサイド導入量を１，９７０ｇ（原料アミン１モルに対して５．２モル）にした以外は、実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物３，６００ｇを得た。
【００３１】
（比較例２）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を１１３ｇ（原料アミン１モルに対して０．３モル)に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を１，８５７ｇ（原料アミン１モルに対して４．９モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物３，６００ｇを得た。
【００３２】
（比較例３）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を７５０ｇ（原料アミン１モルに対して１．９６モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を１，９４５ｇ（原料アミン１モルに対して５．０４モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド７モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物４，３２５ｇを得た。
【００３３】
〔評価〕
実施例１〜７及び比較例１〜３の、脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物又は脂肪族第１級プロピレンオキサイド付加物（以下、アルキレンオキサイド付加物ともいう。）について、無触媒付加工程及びアルカリ触媒下付加工程で要した時間（反応所要時間）を測定すると共に、以下に示す方法で、各例で得られた脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物の乳化性及び色調を評価した。その結果を表１に示す。
【００３４】
＜乳化性の評価方法＞
−圧延油乳化性−
各実施例及び比較例で得られたアルキレンオキサイド付加物を１ｍｌ、水９３ｍｌ、及びトリメチロールプロパントリカプリレート（ライオン（株）製、加工油ルビノールＦ−３１０Ｎ）６ｍｌを１００ｍｌトールビーカー内に配合した。ホモミキサーに取りつけたタービン羽にてこの液を５００ｒｐｍで３分間攪拌した。攪拌後、混合液を２４時間静置し、外観を観察した。該外観は、白濁した乳化層が底部に生成した状態を乳化状態とみなし、「◎：均一な乳化状態」、「○：上層部に一部、不均一な箇所がある乳化状態」、「×：２層が分離し、乳化していない状態」の３段階に分けて評価を行った。
【００３５】
−切削油乳化性−
ＪＩＳＫ２２４１に基づき調製した硬水（塩化カルシウム２水塩０．７５７ｇを蒸留水１Ｌに溶解させた水）に、流動性パラフィン（関東化学製）と、各実施例及び比較例で得られたアルキレンオキサイド付加物とを、各１質量％ずつ配合し、混合液１００ｍｌを、１００ｍｌトールビーカー内に調製した。得られた混合液を、ホモミキサーに取りつけたタービン羽にて、５００ｒｐｍで３分間、攪拌した。攪拌後、混合液を２４時間静置して、ビーカーの背後に印刷物を置いた時の混合液の透明性を観察し、下記の３段階に分けて評価を行った。
「◎：印刷物の文字が判読できる」
「○：印刷物の文字は判読できないが、色は判断できる」
「×：乳白色に濁り、印刷物が全く見えない」
【００３６】
＜色調の評価方法＞
各例で得られたアルキレンオキサイド付加物の試料をガードナー・ホルト試料管（内径１０．６５ｍｍ、外径１２．３ｍｍ、長さ１１４ｍｍの平底硬質ガラス管）に入れ、測定用器具にセットして、試料と標準色を比較し、試料に最も近似したガードナー標準色番号を色調の値とする、いわゆるガードナー・ヘーリゲ法により、２０℃における色調（Ｇ／Ｈ）を評価した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１から明らかなように、本発明の製造方法によって製造された実施例１〜７の脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物は、比較例１〜３の脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物に比して、短い反応時間で、良好な色調、及び良好な乳化性が得られた。特に、無触媒工程で付加されるエチレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるエチレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して３〜２０モルである実施例１及び２では非常に優れた乳化性が得られた。
本発明の製造方法により、乳化性能が良好となる原因は定かではないが、実施例１〜６では、無触媒付加工程のエチレンオキサイド付加において、アミンの２個の水素にエチレンオキサイドが各々１モルずつ付加した３級アミンが大部分を占めるため、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド付加において、この３級アミンの末端の、２つのオキシエチレン基の水酸基にほぼ均等に付加した構造の化合物が得られ、良好な乳化性能を示すものと思われる。一方、比較例１及び２では、２級アミンのままエチレンオキサイド付加反応が進行した成分が多く生成したものと考えられ、その結果、最終生成物はワックス状の固体となった。また、比較例３の場合は、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量が１.９６モルと多いため、無触媒付加工程において付加反応を完結するのに要する時間が長すぎてしまい、乳化性能は良好であるが色調が劣化してしまう結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、反応時間が短く、また、得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物が、色調が良好で、かつ各種天然油・合成油と水との乳化性に優れるので、例えば、金属加工時の加工油用乳化剤等に好適に用いられ、中でも、圧延油用乳化剤、切削油用乳化剤に特に好適に用いられる。また、その他の工業用各種乳化剤、家庭品化粧品の各種乳化剤としても有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンのアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及びこれにより得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有する乳化剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
脂肪族第１級アミンのエチレンオキサイド付加体は、通常、脂肪族第１級アミンにアルカリ触媒、アミン触媒、金属触媒等の触媒を用いて、エチレンオキサイドを付加させて得られる（特許文献１参照）。しかし、反応当初から触媒を用いてエチレンオキサイドを付加反応させると、１モルのエチレンオキサイドが付加して２級アミンとなった後、２級アミンのままＯＨ基末端の付加反応が進行する。その結果、２級アミンのままエチレンオキサイド付加反応が進行した成分、及び３級アミンでエチレンオキサイド付加反応が進行した成分のそれぞれが幅広い付加モル分布を持ち、最終生成物の外観や形態が悪化する。また、乳化剤として用いた場合、乳化性能が不良となる。
【０００３】
無触媒でエチレンオキサイドを付加させて３級アミンの含有率を高める技術も提案されているが（特許文献２参照）、分岐構造をもつ３級アルキル基とアミンとが結合した、高度に分岐した脂肪族第１級アミンの場合、エチレンオキサイドの付加モル数が２モルに近づくにつれ付加反応が著しく遅くなり、製品色調が劣化するという問題や、反応時間が長時間を要して製造コストが高くなるという問題があった。色調の劣化に対しては、原料アミンを蒸留処理した後にエチレンオキサイドを付加する方法も提案されているが、工程数が増えることによりコストが高くなるという問題があった（特許文献３及び４参照）。更に、１００℃以下の低温でエチレンオキサイドを付加させることにより色調を改善する方法も提案されているが（特許文献５参照）、分岐構造をもつ３級アルキル基とアミンの結合した高度に分岐した脂肪族第１級アミンの場合、１００℃以下の低温ではエチレンオキサイド付加反応は非常に進行しにくいという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１０４５６７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３８５０３号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８５０９号公報
【特許文献４】特開平１１−１５８１２５号公報
【特許文献５】特開２００３−９６１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及びこれにより得られる脂肪族第１級アミンのアルキレンオキサイド付加物を含有する乳化剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 下記構造式（１）で表される脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含むことを特徴とする脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
【化２】
但し、前記構造式（１）において、Ｒ１は炭素原子数が５〜１８のアルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ炭素原子数が１〜５のアルキル基を表す。
該＜１＞に記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法によれば、分岐脂肪族第１級アミンのアルキレンオキサイドの付加に際し、まず該アルキレンオキサイドを無触媒で付加させることで３級アミンの含有率を高め、かつ、その付加を該アミン１モルに対して０．５〜１．８モルで止めることにより、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を得ることができる。
＜２＞ 無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して２〜５０モルである前記＜１＞に記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
＜３＞ 無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して３〜２０モルである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
＜４＞ アルキレンオキサイドがエチレンオキサイドである請求項１から３のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法である。
【０００７】
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法により得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有することを特徴とする乳化剤である。
該＜５＞に記載の乳化剤は、本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法により得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有するため、良好な乳化性能を示すことができる。
＜６＞ 金属加工油に用いられる前記＜５＞に記載の乳化剤である。
＜７＞ 金属加工油が金属圧延油である前記＜６＞に記載の乳化剤である。
＜８＞ 金属加工油が金属切削油である前記＜６＞に記載の乳化剤である。
【０００８】
＜９＞ 前記＜５＞に記載の乳化剤を含むことを特徴とする金属加工油である。
＜１０＞ 金属圧延油である前記＜９＞に記載の金属加工油である。
＜１１＞ 金属切削油である前記＜９＞に記載の金属加工油である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、反応時間が短く、かつ色調が良好で、例えば、乳化剤として用いた場合に良好な乳化性能を示す脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法、及びこれにより得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有する乳化剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法）
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【００１１】
−脂肪族第１級アミン−
前記脂肪族第１級アミンは、下記構造式（１）で表される。
【００１２】
【化３】
前記Ｒ１は、炭素原子数が５〜１８のアルキル基又はアルケニル基であることが必要であり、前記炭素原子数は８〜１６であることが好ましい。前記炭素原子数が５未満であると乳化性能が劣り、１８を超えると高粘度或いは固体となり、乳化剤として使用する際のハンドリング性が低下する。
具体的には、ｎ-ペンチル、ｎ-オクチル、ｎ-ドデシル、ｎ-テトラデシル、ｎ-ヘキサデシル、ｎ-ステアリル、ｎ-オレイル、などが好適に挙げられる。
前記Ｒ２、Ｒ３は、いずれも炭素原子数が１〜５のアルキル基であることが必要であり、前記炭素原子数は１〜３であることが好ましい。前記炭素原子数が５を超えると立体障害が大きくなるためアミノ基へのアルキレンオキサイド付加反応が進行しにくくなる。
前記構造式（１）で表される脂肪族第１級アミンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ターシャリーオクチルアミン、ターシャリードデシルアミン、ターシャリーステアリルアミン、などが好適に挙げられる。
【００１３】
−アルキレンオキサイド−
前記アルキレンオキサイドとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でもエチレンオキサイドが好ましい。
【００１４】
−アルカリ触媒−
前記アルカリ触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、ナトリウム金属、などが挙げられる。これらの中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。
【００１５】
−無触媒付加工程−
前記無触媒付加工程において、脂肪族第１級アミン１モルに付加させるアルキレンオキサイドの量は、上述のように、該脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルであることが必要であり、１．２〜１．８モルが好ましい。前記アルキレンオキサイドの量が０．５モル未満であると、最終的に得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の外観や形態、乳化性能が劣るなど品質面で問題を生じる。前記アルキレンオキサイドの量が１．８モルを超えると、前記脂肪族第１級アミンに結合した分岐構造をもつ３級アルキル基の立体障害により付加反応速度が著しく遅くなり、製品色調の劣化が生じたり、反応時間が長時間を要して製造コストが高くなる弊害がある。
【００１６】
前記無触媒付加工程において、脂肪族第１級アミン１モルにアルキレンオキサイドを付加させる方法としては、アルキレンオキサイドの量以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該脂肪族第１級アミンをオートクレーブに仕込み、該オートクレーブの釜内を窒素で置換した後、攪拌しながら昇温して、アルキレンオキサイドを徐々に添加して系内に仕込みながら付加反応させることが好ましい。
前記昇温時の温度は、１００〜２００℃が好ましく、１２０〜１８０℃がより好ましい。
前記付加反応させる際の圧力は、特に制限はなく、常圧であってもよいし、加圧下であってもよいが、例えば、０．６ＭＰａ以下が好ましい。
【００１７】
−アルカリ触媒下付加工程−
前記アルカリ触媒下付加工程において、脂肪族第１級アミンに付加させるアルキレンオキサイドの量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して２〜５０モルであることが好ましく、乳化性能とハンドリング性の両立の観点から、３〜２０モルであることがより好ましい。該モル数が２モル未満であると、乳化性能が十分に発現されないことがあり、５０モルを超えると、ハンドリング性が悪化してワックス状の固体になることがある。
【００１８】
前記アルカリ触媒下付加工程において、脂肪族第１級アミンにアルキレンオキサイドを付加させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、上述した無触媒付加工程の昇温時の温度により、所定時間熟成してから、冷却した後、アルカリ触媒を添加して、必要に応じて減圧脱水を行い、昇温して、アルキレンオキサイドを付加反応させることが好ましい。
前記熟成させる時間は、３０分〜２時間が好ましい。前記冷却した際の温度は、１００℃以下が好ましい。
前記アルカリ触媒の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して１００〜２，０００ｐｐｍが好ましい。
前記昇温時の温度は、１００〜２００℃が好ましく、１２０〜１８０℃がより好ましい。
【００１９】
−その他の工程−
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、前記無触媒付加工程及びアルカリ触媒下付加工程以外に、必要に応じて適宜その他の工程を含んでいてもよい。
前記その他の工程としては、例えば、前記アルカリ触媒下付加工程における昇温時の温度で３０分〜２時間熟成した後、５０〜１００℃で未反応のアルキレンオキサイドを２〜２０ｋＰａの圧力で蒸留後、１００℃以下に冷却して付加させる工程などが挙げられる。
また、前記脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物は、後処理として、例えば、酢酸、硫酸、等の酸による中和処理や、無機系吸着剤により吸着をした後、濾過を行う吸着濾過処理、などを行ってもよい。
前記無機系吸着剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ・アルミナ系吸着剤などが挙げられる。前記シリカ・アルミナ系吸着剤の、具体的な市販品としては、例えば、キヨーワードシリーズ（協和化学製）が好適に挙げられる。
また、本発明の効果を阻害しない範囲で酸化防止剤、抗菌剤等の添加剤を必要に応じて配合することもできる。
【００２０】
−用途−
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、反応時間が短く、また、得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物が、色調が良好で、かつ各種天然油・合成油と水との乳化性に優れるので、例えば、金属加工時の加工油用乳化剤等に好適に用いられ、中でも、圧延油用乳化剤、切削油用乳化剤に特に好適に用いられる。また、その他の工業用各種乳化剤、家庭品化粧品の各種乳化剤としても有用である。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
−脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の調製−
内容積４ｌのオートクレーブに、脂肪族第１級アミン（以下、単に「原料アミン」ともいう。）としての下記構造式（１）で表されるターシャリードデシルアミン（ローム＆ハース（株）製、プライメン８１−Ｒ、平均分子量１９０）１，６３０ｇを仕込み、窒素置換後、１６０℃まで昇温した。その後、同温度でエチレンオキサイド６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）を圧力０．２〜０．５ＭＰａに保ちながら導入して無触媒でエチレンオキサイド付加反応を行なった（無触媒付加工程）。
【００２２】
【化４】
但し、前記構造式（１）において、Ｒ１はｎ−デシル基、Ｒ２、Ｒ３はいずれもメチル基である。
【００２３】
エチレンオキサイドの導入終了後、前記無触媒付加工程の昇温時の温度で１時間熟成した後、６０℃に冷却した。次いで、アルカリ触媒としての３０％水酸化ナトリウム水溶液６ｇ（原料アミン１モルに対して５００ｐｐｍ）を添加した。窒素置換後、１１０℃まで昇温し、圧力３ｋＰａ以下に１時間保って水分を系内より除去した。次いで１６０℃まで昇温した後、エチレンオキサイド１，３３５ｇ（原料アミン１モルに対して３．５３モル)を圧力０．２〜０．５ＭＰａに保ちながら導入してエチレンオキサイド付加反応を行なった（アルカリ触媒下付加工程）。
エチレンオキサイドの導入終了後、同温度で３０分熟成した後、８０℃で未反応エチレンオキサイドを３ｋＰａの圧力で蒸留後、６０℃に冷却して付加させ、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物３６００ｇを得た。
【００２４】
（実施例２）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を５１３ｇ（原料アミン１モルに対して１．３５モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を５１６２ｇ（原料アミン１モルに対して１３．６５モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド１５モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物７，３０５ｇを得た。
【００２５】
（実施例３）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を３８０ｇ（原料アミン１モルに対して１モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド２．６７モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物２，６４５ｇを得た。
【００２６】
（実施例４）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を１０，７７２ｇ（原料アミン１モルに対して２８．３３モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド３０モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物１３，０３７ｇを得た。
【００２７】
（実施例５）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を５０ｇ（原料アミン１モルに対して０．１３モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド１．８モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物２，３１５ｇを得た。
【００２８】
（実施例６）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を６３５ｇ（原料アミン１モルに対して１．６７モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を２２，１７９ｇ（原料アミン１モルに対して５８．３３モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド６０モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物２４，４４４ｇを得た。
【００２９】
（実施例７）
実施例１において、アルキレンオキサイドとして、エチレンオキサイドの代わりに、プロピレンオキサイドを使用し、該プロピレンオキサイドを、無触媒付加工程において８３７ｇ導入（原料アミン１モルに対して１．６７モル）し、更に、アルカリ触媒下付加工程において１，７６０ｇ（原料アミン１モルに対して３．５３モル）導入した以外は実施例１と同様にして、プロピレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりプロピレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンプロピレンオキサイド付加物４，２２７ｇを得た。
【００３０】
（比較例１）
実施例１において、無触媒付加工程を行わず、かつエチレンオキサイド導入量を１，９７０ｇ（原料アミン１モルに対して５．２モル）にした以外は、実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物３，６００ｇを得た。
【００３１】
（比較例２）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を１１３ｇ（原料アミン１モルに対して０．３モル)に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を１，８５７ｇ（原料アミン１モルに対して４．９モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド５．２モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物３，６００ｇを得た。
【００３２】
（比較例３）
実施例１において、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量を７５０ｇ（原料アミン１モルに対して１．９６モル）に、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド導入量を１，９４５ｇ（原料アミン１モルに対して５．０４モル）にした以外は実施例１と同様にして、エチレンオキサイド付加反応を行ない、原料アミン１モル当たりエチレンオキサイド７モルの脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物４，３２５ｇを得た。
【００３３】
〔評価〕
実施例１〜７及び比較例１〜３の、脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物又は脂肪族第１級プロピレンオキサイド付加物（以下、アルキレンオキサイド付加物ともいう。）について、無触媒付加工程及びアルカリ触媒下付加工程で要した時間（反応所要時間）を測定すると共に、以下に示す方法で、各例で得られた脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物の乳化性及び色調を評価した。その結果を表１に示す。
【００３４】
＜乳化性の評価方法＞
−圧延油乳化性−
各実施例及び比較例で得られたアルキレンオキサイド付加物を１ｍｌ、水９３ｍｌ、及びトリメチロールプロパントリカプリレート（ライオン（株）製、加工油ルビノールＦ−３１０Ｎ）６ｍｌを１００ｍｌトールビーカー内に配合した。ホモミキサーに取りつけたタービン羽にてこの液を５００ｒｐｍで３分間攪拌した。攪拌後、混合液を２４時間静置し、外観を観察した。該外観は、白濁した乳化層が底部に生成した状態を乳化状態とみなし、「◎：均一な乳化状態」、「○：上層部に一部、不均一な箇所がある乳化状態」、「×：２層が分離し、乳化していない状態」の３段階に分けて評価を行った。
【００３５】
−切削油乳化性−
ＪＩＳＫ２２４１に基づき調製した硬水（塩化カルシウム２水塩０．７５７ｇを蒸留水１Ｌに溶解させた水）に、流動性パラフィン（関東化学製）と、各実施例及び比較例で得られたアルキレンオキサイド付加物とを、各１質量％ずつ配合し、混合液１００ｍｌを、１００ｍｌトールビーカー内に調製した。得られた混合液を、ホモミキサーに取りつけたタービン羽にて、５００ｒｐｍで３分間、攪拌した。攪拌後、混合液を２４時間静置して、ビーカーの背後に印刷物を置いた時の混合液の透明性を観察し、下記の３段階に分けて評価を行った。
「◎：印刷物の文字が判読できる」
「○：印刷物の文字は判読できないが、色は判断できる」
「×：乳白色に濁り、印刷物が全く見えない」
【００３６】
＜色調の評価方法＞
各例で得られたアルキレンオキサイド付加物の試料をガードナー・ホルト試料管（内径１０．６５ｍｍ、外径１２．３ｍｍ、長さ１１４ｍｍの平底硬質ガラス管）に入れ、測定用器具にセットして、試料と標準色を比較し、試料に最も近似したガードナー標準色番号を色調の値とする、いわゆるガードナー・ヘーリゲ法により、２０℃における色調（Ｇ／Ｈ）を評価した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１から明らかなように、本発明の製造方法によって製造された実施例１〜７の脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物は、比較例１〜３の脂肪族第１級アミンエチレンオキサイド付加物に比して、短い反応時間で、良好な色調、及び良好な乳化性が得られた。特に、無触媒工程で付加されるエチレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるエチレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して３〜２０モルである実施例１及び２では非常に優れた乳化性が得られた。
本発明の製造方法により、乳化性能が良好となる原因は定かではないが、実施例１〜６では、無触媒付加工程のエチレンオキサイド付加において、アミンの２個の水素にエチレンオキサイドが各々１モルずつ付加した３級アミンが大部分を占めるため、アルカリ触媒下付加工程のエチレンオキサイド付加において、この３級アミンの末端の、２つのオキシエチレン基の水酸基にほぼ均等に付加した構造の化合物が得られ、良好な乳化性能を示すものと思われる。一方、比較例１及び２では、２級アミンのままエチレンオキサイド付加反応が進行した成分が多く生成したものと考えられ、その結果、最終生成物はワックス状の固体となった。また、比較例３の場合は、無触媒付加工程のエチレンオキサイド導入量が１.９６モルと多いため、無触媒付加工程において付加反応を完結するのに要する時間が長すぎてしまい、乳化性能は良好であるが色調が劣化してしまう結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法は、反応時間が短く、また、得られる脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物が、色調が良好で、かつ各種天然油・合成油と水との乳化性に優れるので、例えば、金属加工時の加工油用乳化剤等に好適に用いられ、中でも、圧延油用乳化剤、切削油用乳化剤に特に好適に用いられる。また、その他の工業用各種乳化剤、家庭品化粧品の各種乳化剤としても有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記構造式（１）で表される脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含むことを特徴とする脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【化１】
但し、前記構造式（１）において、Ｒ１は炭素原子数が５〜１８のアルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ炭素原子数が１〜５のアルキル基を表す。
【請求項２】
無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して２〜５０モルである請求項１に記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【請求項３】
無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して３〜２０モルである請求項１から２のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【請求項４】
アルキレンオキサイドがエチレンオキサイドである請求項１から３のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法により得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有することを特徴とする乳化剤。
【請求項６】
金属加工油に用いられる請求項５に記載の乳化剤。
【請求項７】
金属加工油が金属圧延油である請求項６に記載の乳化剤。
【請求項８】
金属加工油が金属切削油である請求項６に記載の乳化剤。
【請求項１】
下記構造式（１）で表される脂肪族第１級アミン１モルに対してアルキレンオキサイド０．５〜１．８モルを無触媒で付加させる無触媒付加工程と、該脂肪族第１級アミンに残部のアルキレンオキサイドをアルカリ触媒の存在下で付加させるアルカリ触媒下付加工程とを含むことを特徴とする脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【化１】
但し、前記構造式（１）において、Ｒ１は炭素原子数が５〜１８のアルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ炭素原子数が１〜５のアルキル基を表す。
【請求項２】
無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して２〜５０モルである請求項１に記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【請求項３】
無触媒工程で付加されるアルキレンオキサイドのモル数、及びアルカリ触媒下付加工程で付加させるアルキレンオキサイドのモル数の合計が、前記脂肪族第１級アミン１モルに対して３〜２０モルである請求項１から２のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【請求項４】
アルキレンオキサイドがエチレンオキサイドである請求項１から３のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物の製造方法により得られた脂肪族第１級アミンアルキレンオキサイド付加物を含有することを特徴とする乳化剤。
【請求項６】
金属加工油に用いられる請求項５に記載の乳化剤。
【請求項７】
金属加工油が金属圧延油である請求項６に記載の乳化剤。
【請求項８】
金属加工油が金属切削油である請求項６に記載の乳化剤。
【公開番号】特開２００７−９１７３（Ｐ２００７−９１７３Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６８２２２（Ｐ２００５−３６８２２２）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００００６７６９）ライオン株式会社 (1,816)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００００６７６９）ライオン株式会社 (1,816)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]