本発明に係る界面活性剤(以下、「本発明� ��面活性剤」と称する場合がある。)は、式(1) で示されるアルキル第四級アンモニウムの脂 肪酸塩(以下、「第四級アンモニウム塩」と� �する場合がある。)である。
 

(式中、R1は炭素数6~10のアルキル基、または� �ンジル基を表し、
R2は水素原子、メチル基、ベンジル基、また� ��式(2)

で示される置換基を表し、
X ^- は炭素数6~10の脂肪酸イオンを表し、
kは0~22の整数である。)

 式(1)において、R1、及びX ^- は、下記の基が挙げられる。
 R1で示される炭素数6~10のアルキル基として� ��、例えば、n-ヘキシル基、1,2-ジメチルブチ� ��基等のヘキシル基の構造異性体、n-ヘプチ� �基、1-メチルヘキシル基等のヘプチル基の構 造異性体、n-オクチル基、2-エチルヘキシル� �等のオクチル基の構造異性体、n-ノニル基、 1,2,3-トリメチルヘキシル基等のノニル基の構 造異性体、n-デシル基、1,2-ジエチルヘキシル 基等のデシル基の構造異性体が挙げられる。

 X ^- で示される炭素数6~10の脂肪酸イオンとして� �、例えば、カプロン酸イオン(ヘキサン酸イ� ��ン)、2,2-ジメチルブタン酸イオン等のカプ� �ン酸イオンの構造異性体、エナント酸イオ� �(ヘプタン酸イオン)、2-メチルカプロン酸イ� ��ン等のエナント酸イオンの構造異性体、カ� ��リル酸イオン(オクタン酸イオン)、2-エチル カプロン酸イオン等のカプリル酸イオンの構 造異性体、ペラルゴン酸イオン(ノナン酸イ� �ン)、3-メチルカプリル酸イオン等のペラル� �ン酸イオンの構造異性体、カプリン酸イオ� �(デカン酸イオン)、2,3-ジメチルカプリル酸� �オン等のカプリン酸イオンの構造異性体が� �げられる。また、脂肪酸イオンとしては、� �和脂肪酸イオンに限らず、不飽和脂肪酸イ� �ンも適用可能である。

 式(1)に示される第四級アンモニウム塩の態� ��としては、例えば、以下のアンモニウム塩� ��挙げられる。
 式(1)において、R1が、炭素数6~10のアルキル� ��、またはベンジル基であるアンモニウム塩� ��
 式(1)において、R1が、n-ヘキシル基、n-オク� ��ル基、またはn-デシル基であるアンモニウ� �塩、
 式(1)において、R2が、水素原子、メチル基� �ベンジル基、または式(2)で示される置換基� �あるアンモニウム塩、
 式(1)において、R2が、メチル基、または式(2 )で示される置換基であるアンモニウム塩、
 式(1)において、R2が、式(2)で示される置換� �であり、kが0~22のいずれかであるアンモニウ ム塩、
 式(1)において、R2が、式(2)で示される置換� �であり、kが1~4のいずれかであるアンモニウ� ��塩、
 式(1)において、R2が、式(2)で示される置換� �であり、kが1または2であるアンモニウム塩� �
 式(1)において、R1が、n-ヘキシル基、n-オク� ��ル基、またはn-デシル基であり、R2が、メチ ル基、または式(2)で示される置換基であり、 kが1または2であるアンモニウム塩、
 式(1)において、X ^- が、カプロン酸イオン、カプリル酸イオン、 またはカプリン酸イオンであるアンモニウム 塩、
 式(1)において、R1が、n-ヘキシル基、n-オク� ��ル基、またはn-デシル基であり、R2が、メチ ル基、または式(2)で示される置換基であり、 kが1または2であり、X ^- が、カプロン酸イオン、カプリル酸イオン、 またはカプリン酸イオンであるアンモニウム 塩。

 尚、式(1)において、R2が式(2)で示される� �換基である場合、本発明界面活性剤は、カ� �オン性(陽イオン性)とノニオン性(非イオン� �)の両方の性質を有する。ノニオン性の度合� ��はkの数によって決まり、kが大きくなると� �ニオン性が強くなる。このため、本発明界� �活性剤は、kが大きくなると、水溶性が高ま� ��炭素数の多い脂肪酸イオンを対イオンとし� ��使用可能になるが、カチオン性は弱くなる� ��め、洗浄力、油分離性、pH緩衝作用等は低� �する。したがって、kは0~22の範囲に設定する 。

 次に、式(1)で示される第四級アンモニウム� ��を構成する第四級アンモニウムの具体例を� ��す。
 式(1)において、R2が水素原子であるアルキ� �第四級アンモニウムとしては、例えば、2,3-� ��ヒドロキシプロピルジメチルヘキシルアン� ��ニウム、2,3-ジヒドロキシプロピルジメチル -2-エチルヘキシルアンモニウム、2,3-ジヒド� �キシプロピルジメチルオクチルアンモニウ� �、2,3-ジヒドロキシプロピルジメチルデシル� ��ンモニウム、2,3-ジヒドロキシプロピルジメ チルベンジルアンモニウムが挙げられる。

 式(1)において、R2がメチル基である第四� �アンモニウムとしては、例えば、3-メトキシ -2-ヒドロキシプロピルジメチルヘキシルアン モニウム、3-メトキシ-2-ヒドロキシプロピル� ��メチル-2-エチルヘキシルアンモニウム、3-� �トキシ-2-ヒドロキシプロピルジメチルオク� �ルアンモニウム、3-メトキシ-2-ヒドロキシプ ロピルジメチルデシルアンモニウム、3-メト� ��シ-2-ヒドロキシプロピルジメチルベンジル� ��ンモニウムが挙げられる。

 式(1)において、R2がベンジル基である第� �級アンモニウムとしては、例えば、3-ベンジ ルオキシ-2-ヒドロキシプロピルジメチルヘキ シルアンモニウム、3-ベンジルオキシ-2-ヒド� ��キシプロピルジメチル-2-エチルヘキシルア� ��モニウム、3-ベンジルオキシ-2-ヒドロキシ� �ロピルジメチルオクチルアンモニウム、3-ベ ンジルオキシ-2-ヒドロキシプロピルジメチル デシルアンモニウム、3-ベンジルオキシ-2-ヒ� ��ロキシプロピルジメチルベンジルアンモニ� ��ムが挙げられる。

 式(1)において、R2が式(2)で示される置換� �であり、kが1である第四級アンモニウムとし ては、例えば、3,3’-オキシエチレンオキシ-� ��ス(2-ヒドロキシプロピルジメチルヘキシル� ��ンモニウム)、3,3’-オキシエチレンオキシ-� ��ス(2-ヒドロキシプロピルジメチル-2-エチル� ��キシルアンモニウム)、3,3’-オキシエチレ� �オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチル� ��クチルアンモニウム)、3,3’-オキシエチレ� �オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチル� ��シルアンモニウム)、3,3’-オキシエチレン� �キシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチルベ� ��ジルアンモニウム)が挙げられる。

 式(1)において、R2が式(2)で示される置換� �であり、kが2である第四級アンモニウムとし ては、例えば、3,3’-ジ(オキシエチレン)オキ シ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチルヘキ� �ルアンモニウム)、3,3’-ジ(オキシエチレン)� ��キシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチル-2- エチルヘキシルアンモニウム)、3,3’-ジ(オキ シエチレン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピ� ��ジメチルオクチルアンモニウム)、3,3’-ジ(� ��キシエチレン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプ� �ピルジメチルデシルアンモニウム)、3,3’-ジ (オキシエチレン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプ ロピルジメチルベンジルアンモニウム)が挙� �られる。

 式(1)において、R2が式(2)で示される置換� �であり、kが4である第四級アンモニウムとし ては、例えば、3,3’-テトラ(オキシエチレン) オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチル� �キシルアンモニウム)、3,3’-テトラ(オキシ� �チレン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジ メチル-2-エチルヘキシルアンモニウム)、3,3� �-テトラ(オキシエチレン)オキシ-ビス(2-ヒド� ��キシプロピルジメチルオクチルアンモニウ� ��)、3,3’-テトラ(オキシエチレン)オキシ-ビ� �(2-ヒドロキシプロピルジメチルデシルアン� �ニウム)、3,3’-テトラ(オキシエチレン)オキ� ��-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチルベンジ ルアンモニウム)が挙げられる。

 式(1)において、R2が式(2)で示される置換� �であり、kが9である第四級アンモニウムとし ては、例えば、3,3’-ノナ(オキシエチレン)オ キシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチルヘ� �シルアンモニウム)、3,3’-ノナ(オキシエチ� �ン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチ ル-2-エチルヘキシルアンモニウム)、3,3’-ノ� ��(オキシエチレン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシ� ��ロピルジメチルオクチルアンモニウム)、3,3 ’-ノナ(オキシエチレン)オキシ-ビス(2-ヒド� �キシプロピルジメチルデシルアンモニウム)� ��3,3’-ノナ(オキシエチレン)オキシ-ビス(2-ヒ ドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニ ウム)が挙げられる。

 式(1)において、R2が式(2)で示される置換� �であり、kが13である第四級アンモニウムと� �ては、例えば、3,3’-トリデカ(オキシエチレ ン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチ� ��ヘキシルアンモニウム)、3,3’-トリデカ(オ� ��シエチレン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロ� �ルジメチル-2-エチルヘキシルアンモニウム)� ��3,3’-トリデカ(オキシエチレン)オキシ-ビス (2-ヒドロキシプロピルジメチルオクチルアン モニウム)、3,3’-トリデカ(オキシエチレン)� �キシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチルデ� ��ルアンモニウム)、3,3’-トリデカ(オキシエ� ��レン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジ� �チルベンジルアンモニウム)が挙げられる。

 式(1)において、R2が式(2)で示される置換� �であり、kが22である第四級アンモニウムと� �ては、例えば、3,3’-ドコサ(オキシエチレン )オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチル� ��キシルアンモニウム)、3,3’-ドコサ(オキシ� ��チレン)オキシ-ビス(2-ヒドロキシプロピル� �メチル-2-エチルヘキシルアンモニウム)、3,3� ��-ドコサ(オキシエチレン)オキシ-ビス(2-ヒド ロキシプロピルジメチルオクチルアンモニウ ム)、3,3’-ドコサ(オキシエチレン)オキシ-ビ� ��(2-ヒドロキシプロピルジメチルデシルアン� ��ニウム)、3,3’-ドコサ(オキシエチレン)オキ シ-ビス(2-ヒドロキシプロピルジメチルベン� �ルアンモニウム)が挙げられる。

 これらの第四級アンモニウムは、例えば� ��カプロン酸イオン、カプリル酸イオン、ま� ��はカプリン酸イオンと、アルキル第四級ア� ��モニウムの脂肪酸塩を構成する。

 式(1)で示される第四級アンモニウム塩は、� ��えば、以下の方法により製造することがで� ��る。すなわち、下記式で示すように、水を� ��媒として、アルキルジメチルアミン(第三級 アミン)と脂肪酸とを室温で等モル混合し、� �ルキルジメチルアミンの脂肪酸塩を生成さ� �る。その後、生成したアルキルジメチルア� �ンの脂肪酸塩に対し、グリシジルアルコー� �またはアルキルグリシジルエーテルをエポ� �シ当量で等モル加え、室温(25℃)~80℃で1~10時 間攪拌することにより第四級アンモニウム塩 を製造することができる。

(式中、R1は炭素数6~10のアルキル基、または� �ンジル基を表し、HXは炭素数6~10の脂肪酸を� �し、X ^- は炭素数6~10の脂肪酸イオンを表す。)

(式中、R1は炭素数6~10のアルキル基、または� �ンジル基を表し、R2は水素原子、メチル基、 またはベンジル基を表し、X ^- は炭素数6~10の脂肪酸イオンを表す。)

 また、式(1)において、R2が式(2)で示される� �換基である第四級アンモニウム塩の場合に� �、下記式で示すように、生成したアルキル� �メチルアミンの脂肪酸塩に対し、(オキシエ� ��レン) _k ジグリシジルエーテルをエポキシ当量で等モ ル加え、室温~80℃で1~10時間攪拌することに� �り製造することができる。

(式中、R1は炭素数6~10のアルキル基、または� �ンジル基を表し、X ^- は炭素数6~10の脂肪酸イオンを表し、kは0~22の 整数である。)

 本発明界面活性剤の製造に用いるアルキル� ��メチルアミンとしては、例えば、N,N-ジメチ ルヘキシルアミン、N,N-ジメチルカプリルア� �ン(N,N-ジメチルオクチルアミン)、N,N-ジメチ� ��デシルアミン等が挙げられ、これらは公知� ��方法によって製造することができる。
 アルキルグリシジルエーテルとしては、例� ��ば、グリシジルメチルエーテル、ベンジル� ��リシジルエーテル等が挙げられる。アルキ� ��グリシジルエーテル及びグリシジルアルコ� ��ルは公知の方法によって製造することがで� ��る。
 (オキシエチレン) _k ジグリシジルエーテルとしては、例えば、オ キシエチレンジグリシジルエーテル(エチレ� �グリコールジグリシジルエーテル)、ジオキ� ��エチレンジグリシジルエーテル(ジエチレン グリコールジグリシジルエーテル)等が挙げ� �れ、これらは公知の方法によって製造する� �とができる。

 本発明界面活性剤は、例えば、水と混合� ��た洗浄液として用いることができる。この� ��合、本発明界面活性剤は、特に限定はされ� ��いが、洗浄液の0.05~5重量%(質量%)含有させる ことが好ましく、0.1~5重量%含有させることが より好ましい。

 本発明界面活性剤を水と混合した洗浄液� ��、例えば、鉄鋼製品等の金属部材の洗浄に� ��用することができる。金属部材の洗浄とし� ��は、焼き入れ等の熱処理を施す場合に、金� ��部材の表面に防炭剤等の水溶性の液剤を塗� ��できるように切削工程等で付着した加工油� ��を除去するための洗浄、熱処理の工程にお� ��て使用された急冷油を除去するための洗浄� ��熱処理後の防炭剤の除去やショットブラス� ��処理によるショット粉塵・スチールポール� ��の除去のための洗浄等が挙げられる。

 本発明界面活性剤を適用可能な洗浄方法と� ��ては、特に限定はされないが、例えば、ス� ��レー洗浄、浸漬洗浄、電解洗浄、振動洗浄� ��が例示される。本発明界面活性剤は、いず� ��の洗浄方法においても、従来の界面活性剤� ��比べて高洗浄力と低発泡性を実現可能であ� ��。金属部材等のスプレー洗浄の場合には、� ��に洗浄液の発泡が顕著であるため、本発明� ��面活性剤をスプレー洗浄用組成物として用� ��ることで、発泡に対する大きな抑制効果が� ��待でき、好ましい。
 尚、本発明界面活性剤においては、式(1)のR 1及びX ^- は、炭素数が少なくなると親油性が低下し、 洗浄力が低下する。一方、洗浄の際に形成さ れる泡は、疎水基(アルキル基)が外側、親水� ��が内側の2重構造をとると考えられ、アルキ ル基の炭素数が少ない方が、安定性が悪く、 つぶれ易くなるため、発泡に対する抑制効果 が高くなる。したがって、R1及びX ^- は、炭素数が6~10の場合に、最も効果が高く� �る。

 また、一般に、脂肪酸は、炭酸に比べて� ��解離定数(pKa)が大きいため、炭酸に優先し� �有機または無機のカチオンと塩を形成する� �このため、本発明界面活性剤を用いること� �、溶存二酸化炭素が炭酸塩を形成し難くな� �、洗浄後に金属部材等の表面に炭酸塩が残� �して白粉やシミが発生することも防止でき� �。

 洗浄に際して本発明界面活性剤を使用す� ��温度は、特に制限はなく、任意に設定可能� ��ある。一般に、界面活性剤を含む洗浄液は� ��温して使用すると脱脂力等の洗浄力が向上� ��る。一方、5~35℃の常温で使用すると洗浄力 が低下すると共に洗浄液の発泡が顕著になる 。本発明界面活性剤においても、例えば50~90� ��に加温して使用することは好ましい態様で� ��るが、本発明界面活性剤の場合には、例え� ��常温でも高洗浄力と低発泡性とを維持する� ��とができるため、好ましく使用することが� ��きる。すなわち、本発明界面活性剤であれ� ��、使用温度に制限がないため、例えば、50~9 0℃で洗浄する高温洗浄工程と、5~35℃の常温� ��洗浄する低温洗浄工程とがあるような工場� ��においても、両方の洗浄工程で本発明界面� ��性剤を含む同一の洗浄液を使用することが� ��き、洗浄液の管理等の手間を低減すること� ��できる。

 本発明界面活性剤は、単体で用いること� ��できるが、キレート剤、アルカリ剤等を含� ��洗浄用組成物として使用することもできる� ��このような洗浄組成物は、例えば、水と混� ��した洗浄液として用いることができる。こ� ��場合、洗浄組成物は、特に限定はされない� ��、本発明界面活性剤を洗浄液の0.05~5重量%、 キレート剤を洗浄液の0.02~3重量%、アルカリ� �を0.05~5重量%含有させることが好ましい。

 アルカリ剤は、界面活性剤との相互作用� ��洗浄力を向上させるもので、洗浄液中で汚� ��を反応によって可溶性にして分散させる共� ��、界面活性剤の臨界ミセル濃度及び界面張� ��を低下させて、洗浄液の汚れへの濡れ性、� ��透性等を改善することができる。キレート� ��は、清浄な金属部材等の表面と汚れとの界� ��に存在する酸化皮膜を洗浄液中に溶解して� ��浄効果を高めると共に光輝性を出させるこ� ��ができる。また、キレート剤は、洗浄液のp Hを9~11に維持することができるため、空気中� ��ら溶け込む溶存二酸化炭素の増加を抑えて� ��炭酸塩が形成され、金属部材等の表面に析� ��して、白粉やシミ等の不具合を生じること� ��防止できる。

 キレート剤としては、例えば、アミノカル� ��ン酸型キレート剤、ポリカルボン酸型キレ� ��ト剤等が挙げられる。
 アミノカルボン酸型キレート剤は、例えば� ��式(3)

(式中、R3は水素原子、炭素数1~4のアルキル基 、炭素数1~4のヒドロキシアルケニル基、また は式(4)

で示される置換基を表し、qは0~3の整数であ� �。)
で示されるキレート剤等が挙げられる。具体 例としては、エチレンジアミン四酢酸、ジエ チレントリアミン五酢酸、ニトリロトリ酢酸 、L-アスパラギン酸-N,N-二酢酸等が挙げられ� �。

 ポリカルボン酸型キレート剤としては、例� ��ば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、アクリ� ��酸、またはマレイン酸の重合体、または共� ��合体であって、式(5)

(式中、R4~R9は水素原子、炭素数1~5のアルコキ シル基、カルボキシル基、または水酸基を表 し、Mは水素原子、炭素数1~4のアルキルアミ� �、または炭素数1~6のアルカノールアミンを� �し、r/s(共重合モル比)が0/10~10/1であり、平均 分子量が1000~100000である。)
で示される水溶性高分子カルボン酸化合物等 が挙げられる。
 尚、キレート剤は、公知の化合物であり、� ��来公知の方法によって製造可能である。ま� ��、市場から入手することもできる。

 アルカリ剤としては、無機アルカリ剤、有� ��アルカリ剤等、特に限定されないが、例え� ��、モノエタノールアミン、ジエタノールア� ��ン、トリエタノールアミン、モノイソプロ� ��ノールアミン、ジイソプロパノールアミン� ��トリイソプロパノールアミン等の式(6)

(式中、R ¹⁰ は炭素数2または3のアルキレン基を表し、mは 1~3の整数である。)
で示されるアルカノールアミン;
 エチレンジアミン、ジエチレントリアミン� ��トリエチレンテトラミン等の式(7)

(式中、nは1~5の整数である。)
で示されるエチレンアミン;
 メトキシプロピルアミン、エトキシプロピ� ��アミン等の式(8)

(式中、R ¹¹ は炭素数2または3のアルキレン基を表し、R ¹² は炭素数1~3のアルキル基を表し、tは1~3の整� �である。)
で示されるアルコキシアルキルアミン;
 オクチルアミン、デシルアミン等の式(9)

(式中、R ¹³ は炭素数4~10のアルキル基を表す。)
で示されるアルキルアミン;
 式(10)

(式中、pは分子量が300~7000の範囲となる整数� �ある。)
で示されるポリエチレンイミン等が挙げられ る。
 尚、これらのアルカリ剤は、公知の化合物� ��あり、従来公知の方法によって製造可能で� ��る。また、市場から入手することもできる� ��

 本発明界面活性剤を含む洗浄液には、本� ��明の作用を阻害しない範囲で、さらに、オ� ��シエチレンオキシプロピレンブロックポリ� ��ー、ポリオキシアルキレンアルキルエーテ� ��等のエーテル型のノニオン性界面活性剤や� ��アミンオキサイド等の両性界面活性剤、そ� ��他の従来公知のビルダー等を含有させるこ� ��もできる。