JP2004143119A - ウンデセン基を有する化合物、重合物、および組成物 - Google Patents

ウンデセン基を有する化合物、重合物、および組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】ウンデセン基を有しているにもかかわらず、ウンデセン基内の二重結合を残したままで樹脂骨格に組み入れることを可能とすることで抗菌防カビ性が損なれることのないウンデセン基を有する新規化合物を提供することを目的とする。
【解決手段】多価アルコールと、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸とによって合成され、下記の一般式(I):
(CH=CH(CHCOO)−(B1)−(OOCC(R)=CH         (I)
(式(I)中、B1は多価アルコール骨格をもつアルコール残基を示し、RはH又はCHを示し、aは1〜5の整数であり、bは1〜5の整数であり、a+bは2〜6の整数である。)で表される構成とした。
構成とした。
【選択図】   なし

Description

【0001】
【発明の属する利用分野】
本発明は、抗菌剤、防カビ剤、皮膚病改善作用組成物などに利用される新規化合物に関し、詳しくはウンデシレン酸、ウンデセノール、またはそれらの変性物から合成されるウンデセン基を有する新規な化合物、これら化合物の重合物、これら化合物または重合物を含んでなる組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、身近な生活環境におけるカビ・細菌の繁殖抑制・死滅により衛生的生活環境を保つための抗菌剤・殺菌剤として、石炭酸、クレゾールや逆性石鹸(4級アンモニウム塩)などが知られている。しかし、石炭酸やクレゾールは皮膚刺激性や特有の悪臭がありさらにその有毒性から、直ちに清水でこれらを洗い落とす必要があり、一般に好まれない。また、逆性石鹸も皮膚をヌルヌルとさせ不快感があり、同様に好まれない。また、身近なところでは、台所、浴室、トイレなどのカビ防止には、塩素系薬剤が販売されているが、強い毒性ガスを発生させるだけに取り扱いには十分な注意が必要である。一方、水虫などのように、カビや細菌に基づく皮膚糸状菌症は、靴を履く習慣と共に多くの人が感染するようになった一種の文明病である。水虫の治療には、軟膏や水性塗布液を使う外用療法と内服療法(飲み薬)があり、前者には、アメリカ陸軍が第2次世界大戦中に実用化したと言われるウンデシレン酸軟膏、その後開発されたイミダゾール系、トリアゾール系やトルナフタート系の薬剤の配合された軟膏があり、後者にはペニシリウム・グリセオフルブムから得られるグリセオフルビンとトリアゾール系のイトラコナゾールが使用されている。
【0003】
ところで、ウンデシレン酸またはその誘導体、例えばそのエステルおよび金属塩、特にアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩はその多様な特性で知られている。例えば、ウンデシレン酸またはその誘導体、特に低級アルキルエステル誘導体の有する殺シラミ(pediculicidal)作用は特許第3127289号公報、特開平10−53522号公報などで報告されている。ウンデシレン酸の殺菌(fungicidal)作用についても特開平10−158162号公報などに報告されている。また、特公平7−116359号公報などでは脱臭作用、すなわち、このウンデシレン酸は空気から不快な匂いを除去することができるということが報告されている。このウンデシレン酸またはその誘導体を担持するマトリクスまたは担体があれば、例えば上記脱臭作用の場合には脱臭棒にして使い易くなる。フランス国特許(第FR−A−2,579,983 号公報)にはポリエーテルエステルアミド(PEEA)をベースとしたポリマー樹脂を香料の支持体にして、香料を除々に放出させる方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上述したウンデシレン酸またはその誘導体がウンデセン基内に存在する二重結合に優れた抗菌作用があることを見出した。
しかし、上述したウンデシレン酸またはその誘導体の場合は、樹脂骨格に組み入れようとしても、ウンデセン基以外の重合基がないため、ウンデセン基における優れた抗菌性を示す部位である二重結合が重合基として使用され、抗菌抗カビ性が損なわれるので、組み入れることができない。
【0005】
一方、抗菌防カビ性を維持させるためにウンデセン基の二重結合を重合基として使用しないように、ウンデシレン酸またはその誘導体を樹脂に混合させることも考えられるが、この場合、混合させる量の調整が難しく、使用量を適切に調整しないと不純物となり異臭が生じるもととなったり、樹脂の濁りや樹脂成形体表面へのブリードが生じたりするという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ、ウンデセン基を有しているにもかかわらず、ウンデセン基内の二重結合を残したままで樹脂骨格に組み入れることを可能とすることで抗菌防カビ性が損なれることなく、その結果、過剰に用いる必要がなくなり、樹脂の濁りを生じさせたり、悪臭を生じさせたりすることのないウンデセン基を有する新規化合物を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、抗菌性、防カビ性のあるウンデシレン酸またはその誘導体を原料とし、ウンデシレン酸またはその誘導体そのものが有する不快臭を抑え、且つ抗菌性、防カビ性、殺菌性を失わない方法を幅広く調べ本発明の完成に至った。
すなわち、ウンデシレン酸およびウンデセノールなどのウンデシレン酸誘導体の分子内に存在する二重結合に優れた抗菌作用があるが、この抗菌作用は、ウンデシレン酸またはウンデセノールをそのまま従来の利用方法で使用した場合、ウンデセン基の二重結合を重合基として使用して樹脂骨格に組み入れるために抗菌作用が落ちてしまう。逆に、抗菌作用を維持させるためにウンデセン基の二重結合を重合基として使用しない場合は、必要以上に多量に使用しなければならず、このとき過剰なウンデシレン酸またはウンデセノールが不純物となって液の濁り、樹脂成形体表面へのブリード、臭いなどを生じるなどの問題点を発生していた。
そこで、反応性に優れた(メタ)アクリロイル基を同一化合物に導入することにより、前記の課題を解決できたのである。
【0008】
まず、本発明の請求項1にかかるウンデセン基を有する化合物(以下、「請求項1の化合物」と記す。)は、多価アルコールと、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸とによって合成され、下記の一般式(I):
(CH=CH(CHCOO)−(B1)−(OOCC(R)=CH         (I)
(式(I)中、B1は多価アルコール骨格をもつアルコール残基を示し、RはH又はCHを示し、aは1〜5の整数であり、bは1〜5の整数であり、a+bは2〜6の整数である。)で表される構成とした。
【0009】
尚、この明細書中で「(メタ)アクリル−」とは、「アクリル−」または「メタクリル−」のいずれかを表す。
上記構成において、多価アルコールとしては、特に限定されないが、たとえば、2価のアルコールとなるジオール類としては、1,6ヘキサンジオールなどの脂肪族アルキレン類、ポリエチレングリコールなどに代表させるアルキレンオキサイド類、ポリエステルなどに代表させる縮重合物類、ベンゼン環を有するビスフェノールAや、それらの組み合わせ物である脂肪族アルキレン類などにアルキレンオキサイド類を反応させたものなどが挙げられる。
また、3価のアルコールとなるトリオール類としては、トリメチロールプロパン、グリセリンなどやこれらにアルキレンオキサイド類を反応させたものなどが挙げられる。
さらに、4価以上のアルコールとなるテトラオール類以上のアルコール類としては、上記ジオール類、トリオール類の縮合体やこれらの組み合わせ材料のほかに、ソルビトールなどの糖アルコール類などが挙げられる。
【0010】
また、アルコール残基とは、多価アルコールの水酸基が、ウンデシレン酸のカルボキシル基および(メタ)アクリル酸のカルボキシル基とエステル化反応をしたあとの残基をいう。
【0011】
請求項1の化合物の合成方法については、エステル化反応によって行われる。このエステル化反応は、ウンデシレン酸または(メタ)アクリル酸をカルボン酸として用いるとともに、2価〜6価の多価アルコールをアルコールとして用いることにより行われる。
【0012】
上述したエステル化反応を行う際、ウンデシレン酸を使用する量は、理論的には1モルに対して他方が1モルの反応となるが、どちらか一方が1モルに対して他方が1.0モル以上10.0モル未満の割合で使用することが好ましい。さらには、どちらか一方が1モルに対して他方が1.0モル以上3.0モル未満の割合で使用することが、反応速度的にも経済的にも最も好ましい。すなわち、一方が1モルに対して他方が1.0モル未満の割合で使用して反応させた場合は、不純物ができる可能性があり、逆に1モルに対して10モル以上の割合で使用した場合は、経済的な損失が大きいなどの欠点がある。
多価アルコールの水酸基は、全てがエステル化反応をしていても良いし、一部がエステル化反応をしていても良い。
【0013】
上記反応は、無溶剤でも溶剤を用いても行うことができるが、エステル化反応の場合は反応の進行と共に水が生成するので、水を共沸除去できる溶剤を用いることが反応速度を高める上で好ましい。かかる溶剤としては、例えばトルエン、ベンゼン、キシレン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、メチルイソブチルケトンなどを用いることができる。これらの溶媒の使用量は反応原料に対して重量比で0.1〜10倍であり、好ましくは2〜5倍である。
【0014】
反応温度は、反応時間の短縮と重合防止の点から65〜150℃、好ましくは75〜120℃とするのが有利である。65℃以下であると反応速度が遅すぎ、収率が悪いなどの不都合を生じ、150℃以上であると(メタ)アクリル酸またはそのエステルの熱重合が起こるため望ましくない。
【0015】
また、本発明に係るエステル化物の合成反応において、反応途中は酸素の存在下で反応させることが望ましい。当該反応は常圧かあるいは若干減圧した状態で行うのが好適である。また、反応に先立って、(メタ)アクリル酸またはそのエステルの熱重合を防止するために重合禁止剤を添加しておくことが好ましい。使用される重合禁止剤としては、例えばハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエ−テル、P−メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、3−ヒドロキシチオフェノール、α−ニトロソ−β−ナフトール、p−ベンゾキノン、2,5−ジヒドロキシ−p−キノン、銅塩などが挙げられる。重合禁止剤の添加量は原料の(メタ)アクリル酸またはそのエステルに対して0.001〜5.0wt%、好ましくは0.01〜1.0wt%である。添加量が0.001wt%未満の場合は重合禁止効果が小さすぎる反面、5.0wt%以上であっても効果は向上しないため不経済となる。
【0016】
反応で得られたエステル化反応粗液は、過剰の(メタ)アクリル酸または触媒などの不純物を含むため、反応粗液を水洗、あるいは中和して不純物成分を除去する方が好ましい。中和に用いるアルカリ水溶液としては、例えば、NaOH、KOH、KCO、NaCO、NaHCO、KHCO、NHなどのような塩基性化合物の水溶液を使用することができ、その際の濃度は広い範囲内で自由に選択できる。中和した後、水洗せずに低沸分を除去し製品化すると製品中に中和塩が残存することになるので、中和後に水洗することが好ましい。中和あるいは水洗を行った反応粗液から低沸分を除去するには薄膜式蒸発器などを用いるのが良い。
【0017】
また、ウンデシレン酸は、アクリル酸と同様にカルボン酸を有している為に同様な反応(エステル化反応)を行うことができる。例えば、エチレングリコールジウンデシレン酸などの2官能アルコールとの反応物、トリメチロールプロパントリウンデシレン酸、テトラメチロールメタンテトラウンデシレン酸などの3官能以上の多官能アルコールとの反応物が得られる。さらに、ウンデセノールと、マロン酸などの2官能カルボン酸化合物をはじめ、多官能カルボン酸との反応物も同様に得られ、同様な効果を発揮すると考えられる。
また、工業的に行う合成方法では、上述したような反応物の純度は100%目的の物質とはかぎらず、部分的に反応したものなどが混入しても問題なく成分として使用されていればよい。
【0018】
また、本発明の請求項2にかかるウンデセン基を有する化合物(以下、「請求項3の化合物」と記す。)は、複数のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸とによって合成され、下記の一般式(II):
(CH=CH(CHCOO)−(B2)−(OOCC(R)=CH    (II)
(式中、B2はエポキシ樹脂残基を示し、RはH又はCHを示し、cは1〜5の整数であり、dは1〜5の整数であり、c+dは2〜6の整数である。)で表される構成とした。
【0019】
上記構成において、エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、たとえば、上述した請求項1の化合物を合成する2価以上の多価アルコールなどにエピクロールヒドリンなどのエポキシ化剤を反応させてエポキシ化させた化合物や、不飽和基である二重結合を持つ化合物を酸化させてエポキシ化させた化合物、このようにして合成したエポキシ樹脂に様々な反応物を反応させて得られる部分的にエポキシ環を持つ誘導体などが挙げられる。
また、エポキシ残基とは、エポキシ基がウンデシレン酸のカルボキシル基および(メタ)アクリル酸のカルボキシル基と反応した後の残基をいう。
【0020】
また、請求項2の化合物では、複数のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を用いるため、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸との反応比率を変えることで合成した樹脂の物性を変えることができ、用途に応じて用いることができる。
こうして得られたエポキシウンデシレン(メタ)アクリレートは、それぞれの官能基を成分として持つ樹脂であり、多種の物性を有する。
例えば、ウンデセン基は、(メタ)アクリル基に比べて、アルキル成分を有する為に希釈能力があり、低粘度化合物などを合成することができる。
【0021】
請求項2の化合物は、エポキシ環を持つエポキシ樹脂と、カルボン酸化合物である(メタ)アクリル酸、ウンデシレン酸を使用する。(メタ)アクリル酸、ウンデシレン酸の量は、エポキシ当量(エポキシ樹脂中に1つエポキシ環に対する量)に対して理論的には1モルに対して他方が1モルの反応となるが、エポキシ当量で1モルに対して1.0〜1.5モルの範囲で使用することが好ましい。さらにはエポキシ当量で1モルに対して1.0〜1.2モルの範囲で使用することが、反応速度的にも経済的にも最も好ましい。すなわち、エポキシ当量で1モルに対してウンデシレン酸の使用量が1.0モル未満で反応させた場合は、十分反応せずに不純物ができる可能性があり、逆に1.5モル以上の場合は、経済的な損失が大きいなどの欠点がある。
(メタ)アクリル酸、ウンデシレン酸の量は、エポキシ当量で1モルに対して割合を変えることができる。
【0022】
因みに、請求項2の化合物は、上述したような合成方法で製造したが、たとえば、ウンデシレン酸、(メタ)アクリル酸をエポキシ成分として置き換え、ウンデセノール、(メタ)アクリルエポキシ化合物として、カルボン酸成分を多官能カルボン酸としても、請求項2の化合物と同等の性質を有する化合物を製造することができると考えられる。
【0023】
また、本発明の請求項3にかかるウンデセン基を有する化合物(以下、「請求項3の化合物」と記す。)は、ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と、水酸基を持つアクリル系モノマーと、複数のイソシアネート基(−NCO)を有するイソシアネートとによって合成され、下記の一般式(III):
(CH=CH(CHCHO−(−RO−)−(B3)−(−(−OR−)−OOCC(R)=CH(III)
(式中、R,Rは、炭素数2〜5のアルキレン基を示し、B3はイソシアネート残基を示し、RはH又はCHを示し、fは1〜5の整数であり、hは1〜5の整数であり、f+hは2〜6の整数であり、eおよびgは0〜20の整数である。)で表される構成とした。
【0024】
上記構成において、イソシアネートとしては、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3′−ジメチル−4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3′−ジメチルフェニレンジイソシアネート、4,4′−ビフェニレンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(2−イソシアネートエチル)フマレート、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネート、4−ジフェニルプロパンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物が挙げられ、2,4−トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が好ましい。これらイソシアネートは単独でも二種以上を組合せて用いてもよい。
【0025】
トリイソシアネート以上の多官能イソシアネート基を有するイソシアネートとしては、先にあげたジイソシアネート化合物と多価アルコールの反応物や、イソシアネートモノマーに代表されるジイソシアネートのイソシアネート部分が3モル結合した重合体である3量体(トリマー体)などが用いられる。ここで、多価アルコールとしては、前述した請求項1の化合物を合成する多価アルコールなどが挙げられる。
【0026】
また、イソシアネート残基とは、イソシアネート基がウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物および水酸基を持つアクリル系モノマーと反応した後の残基をいう。
【0027】
また、請求項3の化合物において、ウンデセノールポリオキシアルキレン付加物とは、ウンデセノールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの一種以上を1モル以上付加反応させてオキシアルキレン基を導入することにより末端が水酸基となった化合物をいい、例えば、ウンデセノールポリオキシエチレン、ウンデセノールポリオキシプロピレン、ウンデセノールポリオキシブチレン、ウンデセノールポリオキシエチレンポリオキシブチレン、ウンデセノールポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、ウンデセノールポリオキシプロピレンポリオキシブチレンなどの化合物が挙げられる。
また、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどのオキシアルキレン基としては、系内のアルキル基を構成する炭素の数が2〜5のものが用いられる。
オキシアルキレン基の繰り返し単位数は、1〜20であることが望ましい。すなわち、繰り返し単位数が20を超えると得られるエステル化物の分子量が大きくなりすぎて抗菌性を利用し得る価値が減少する。尚、オキシアルキレン基の繰り返し単位数は、得られた個々の化合物において画一的にならないため、平均値を用いている。
【0028】
また、水酸基を有するアクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸の変性物、(メタ)アクリレート化合物や(メタ)アクリル酸の変性アルコールなどが挙げられる。
(メタ)アクリル酸の変性物としては、(メタ)アクリル酸にカプロラクトンなどを反応させたエステル付加物や、請求項1の化合物に用いられる多価アルコールに(メタ)アクリル酸を反応させたものなどが挙げられる。
【0029】
上記エステル付加物としては、たとえば、カプロラクトン変性アクリル酸ヒドロキシエチル、シクロへキサンジメタノールモノアクリル、他にアルコールと部分的に反応してアルコールが残存したアクリルオール、すなわちグリセロールジメタクリレート、グリセロールメタクリレートアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレートなどの化合物が挙げられる。
【0030】
(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルホスフェート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
【0031】
また、(メタ)アクリル酸の変性アルコールとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレン、(メタ)アクリル酸ポリオキシプロピレン、(メタ)アクリル酸ポリオキシブチレン、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンポリオキシブチレン、(メタ)アクリル酸ポリオキシプロピレンポリオキシブチレンなどが挙げられる。
【0032】
さらに、本発明の請求項4にかかるウンデセン基を有する化合物(以下、「請求項4の化合物」と記す。)は、複数のイソシアネート基を有するイソシアネートと多価アルコールとを反応させたウレタン化合物と、ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と、水酸基を持つアクリル系モノマーとによって合成され、下記の一般式(IV):
Figure 2004143119
(式中、R、Rは炭素数2〜5のアルキレン基を示し、i、jは0〜20の整数であり、t≧1の整数、B4はイソシアネート残基を、B5は多価アルコール骨格を持つアルコール残基を、R=H、又はCHを示す)で表される構成とした。
【0033】
上記構成において、イソシアネートとしては、上述した請求項3に記載のイソシアネートが用いられ、多価アルコールとしては、請求項1に記載の多価アルコールが用いられ、水酸基を持つアクリル系モノマーとしては、請求項3に記載のアクリル系モノマーが用いられる。
【0034】
また、多価アルコール、イソシアネートおよび水酸基を持つアクリル系ポリマーのそれぞれの使用割合は、多価アルコールに含まれる水酸基1当量に対してイソシアネートに含まれるイソシアネート基が1.1〜2当量、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物の水酸基が0.2〜1.5当量となるようにするのが好ましい。
【0035】
イソシアネートと、ウンデセノール、ウンデセノールオキシアルキレン付加物などのアルコール成分とは、イソシアネートに対してアルコール成分を理論的には1.0モルに対して1.0モルの割合で反応させることとなるが、イソシアネート1モルに対してアルコール成分の量を1.0モル以上10.0モル未満の割合で使用することが好ましい。さらには、イソシアネート1モルに対してアルコール成分の量を1.0モル以上1.2モル未満の割合で使用することが、反応速度的にも経済的にも最も好ましい。すなわち、イソシアネート1モルに対してアルコール成分の量が1モル未満で反応させた場合は、十分反応せずに不純物ができる可能性があり、逆に1.2モル以上の割合で使用した場合は過剰のアルコール、カルボン酸が物性を低下させるおそれがあり経済的な損失が大きい。
【0036】
ウレタン化合物としては、上述したイソシアネ−ト成分と(メタ)アクリル酸変性物、ウンデセノール、ウンデセノール付加物を反応させたものなどが挙げられるが、ウンデシレン酸、(メタ)アクリル酸をイソシアネ−ト成分として置き換え、ウンデセノール変性イソシアネート、(メタ)アクリルエポキシ変性イソシアネートとして、イソシアネート変性物をイソシアネートとしても同様な反応ができる。
また、ウンデシレン酸と多価アルコールと部分的に反応してOH基が残存したウンデシレンオール、すなわち、グリセロールジウンデシレート、グリセロールウンデシレートアクリレート、テトラメチロールメタントリウンデシレートなどの化合物もウレタン化のアルコール成分に挙げられる。
【0037】
また、ウレタン化合物は、イソシアネートとアルコールとの反応比率を変えることで合成した樹脂の物性を変えることができ、用途に応じて用いることができる。
こうして得られたウレタンウンデシレン(メタ)アクリレートは、それぞれの官能基を成分として持つ樹脂であり、多種の物性を有する。
例えば、ウンデセン基は、(メタ)アクリル基に比べて、アルキレン成分を有する為に希釈能力があり、低粘度化合物を合成することができる。
【0038】
また、本発明の請求項5にかかるウンデセン基を有する化合物(以下、「請求項5の化合物」と記す。)は、ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と複数のイソシアネート基を有するイソシアネートとによって合成された反応物と、多価アルコールとによって合成され、下記の一般式(V):
Figure 2004143119
(R、Rは炭素数2〜5のアルキレン基を示し、k、mは0〜20の整数であり、lは1〜5の整数であり、nは1〜5の整数であり、l+nは2〜6の整数であり、B6はイソシアネート残基を、B7は多価アルコール骨格を持つアルコール残基を、R=H、又はCHを示す)で表される構成とした。
【0039】
上記構成において、ウンデセノールポリオキシアルキレン付加物、イソシアネート、多価アルコールは、それぞれ請求項1〜請求項4の化合物と同様のものを使用する。
【0040】
なお、上述した化合物は、全てウンデセン基と、ウンデセン基よりも反応性の強い二重結合部分を備えた基(アクリル系モノマー)とが付加されることにより製造されたものである。
したがって、上述した化合物に限らず、ウンデセン基、(メタ)アクリロイル基を持つ成分同士を反応させたものでも同様の効果を有すると考えられる。これらウンデシレン酸、(メタ)アクリル酸に反応させて得られる「ウンデシレン酸変性物」、「(メタ)アクリル酸変性物」としては、エステル反応で酸成分(ウンデシレン酸、(メタ)アクリル酸)をアルコール性末端とする為に、オキシアルキレン基が付加されている化合物などが挙げられる。
【0041】
例えば、ウンデシレン酸変性物では、ウンデシレン酸ヒドロキシエチル、ウンデシレン酸ヒドロキシプロピル、ウンデシレン酸ポリオキシエチレン、ウンデシレン酸ポリオキシプロピレン、ウンデシレン酸ポリオキシブチレン、ウンデシレン酸ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、ウンデシレン酸ポリオキシエチレンポリオキシブチレン、ウンデシレン酸アクリル酸ポリオキシプロピレンポリオキシブチレンなどが挙げられる。
【0042】
また、アルコール類と、部分的に、ウンデシレン酸、ウンデシレン酸変性物、ウンデセノール、ウンデセノール付加物とアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸変性物、メタクリル酸変性物、を原料にして反応させて(メタ)アクリル系モノマー、オリゴマ−などからなる化合物を得るようにしても良い。
また、分子内部の全ての反応基がウンデシレン系のみでは、本発明の樹脂の様な抗菌効果が発揮されるように硬化させて部分的に樹脂化にのみ重合できない。(メタ)アクリル系のみでも、抗菌効果は今回の樹脂と同じようにその二重結合によって発揮されるため、硬化される時に未反応基を残すようにすれば抗菌効果のある樹脂化の重合ができる。
【0043】
(メタ)アクリル系のみでは、抗菌効果は今回の樹脂と同じ様に二重結合があるため抗菌効果が発揮され、硬化させるときに、未反応基を残すようにすれば部分的に抗菌効果があり、樹脂化ができて重合する。
しかし、この場合は、反応性が全て同じとなる為に、分子内重合や、未反応で残存する成分が安定にならず、得られる樹脂が不安定で確実に目的とした樹脂をえることができない。
【0044】
今回検討した上述の化合物は、いずれも副生成物として全ての官能基がウンデシレート化したものも合成できている。
分子内のアクリロイル基、ウンデセン基の比率についての有益な効果として、部分的にウンデシレート化されたモノマー、オリゴマ−は、全てアクリレート化されたものよりは、低粘度化することができる。
アクリル化成分はエステル基(COO)を含有するので高粘度となるが、ウンデシレン酸などのアルキレン基を含むことで、エステル基の含有率が下がる為に、希釈能力が上がり低粘度化できるが、分子内にウンデシレン基が多くなるとアクリル基が少なくなるため、樹脂化の反応性が低下する。
【0045】
請求項3、請求項4の化合物は、アルコールとイソシアネートの組み合わせにより得られた末端アルコールをイソシアネートと反応させたとき、又は末端イソシアネートとなった成分にウンデセノール、ウンデセノールアルキレンオキサイド付加物を反応させたときの何れであっても、ウンデセン基を有しているので、効果があると考えられる。
【0046】
また、本発明の請求項6にかかるウンデセン基を有する化合物(以下、「請求項6の化合物」と記す。)は、多塩基酸と、ウンデシレン酸の変性物、ウンデセノールまたはウンデセノールの付加物と、(メタ)アクリル酸の変性物とによって合成されてなる、下記の一般式(VI):
(CH=CH(CHa`−(B’1)−(C(R’)=CHb`         (VI)
(式中、B’1は複数のカルボキシル基を有する多塩基酸を示し、RはH又はCHを示し、a’は1〜5の整数であり、b’は1〜5の整数であり、a+bは2〜6の整数である。)で表される構成とした。
【0047】
尚、請求項1の化合物は、上述したようにエステル化反応によって製造されているが、ウンデシレン酸、ウンデシレン酸変性物、ウンデセノール、ウンデセノール付加物、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸変性物を原料にして、アジピン酸などに代表されるポリカルボン酸類などとの間でエステル化したエステル化物間のエステル交換によっても同様の性質を有する化合物を製造することができると考えられる。
【0048】
上記構成において、「変性物」とは、(メタ)アクリル酸、ウンデシレン酸などの末端酸成分にエチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加させて末端をアルコール基として性質を変えたものをいう。
また、「付加物」とは、ウンデセノールなどの末端アルコール成分にアルキレンオキサイドなどの付加物を付加させてアルコールとしたものをいう。
また、本発明の請求項7にかかる重合物(以下、「請求項7の重合物」は、請求項1から請求項6の化合物のいずれかを重合させてなる構成とした。
さらに、本発明の請求項8にかかる組成物(以下、「請求項8の組成物」という。)は、請求項1から請求項6の化合物、または、請求項7の重合物の少なくとも一種を含んでなる構成とした。
【0049】
本発明に係る化合物を得る反応に使用する触媒は、エステル化、エステル交換、ウレタン化、またはエポキシ化などの反応に用いる公知のものを使用できる。具体的には、P−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、フルオロ硫酸などの有機スルホン酸、硫酸、リン酸、過塩素酸などの無機酸、ナトリウムアルコラート、水酸化リチウム、アルミニウムアルコラート、水酸化ナトリウム、ピリジン、アミンなどの塩基類、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、モノブチルスズオキシド、塩化第一スズなどのスズ化合物、テトラブチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネートなどのチタン化合物、ビスマス化合物、あるいは四級アンモニュウム塩などが用いられる。
【0050】
これら触媒のうち、エステル化またはエステル交換触媒については、反応速度を大きくする点で、p−トルエンスルホン酸などの有機スルホン酸類が望ましい。これらの触媒量は出発原料に対して1ppm〜10wt%、好ましくは5ppm〜1.0wt%である。触媒の使用量が1ppm以下では、反応速度が遅かったり収率が低いなどの不都合があり、逆に10wt%以上にすると生成物が着色したり、副反応によりゲル化物の発生などが起こるおそれがある。
【0051】
ウレタン化、エポキシ化用の触媒については、スズ化合物、四級アンモニウム塩が特に良い結果をもたらすので望ましい。これらの触媒量は出発原料に対して1ppm〜10wt%、好ましくは1.0〜5.0wt%である。触媒の使用量が1.0wt%以下では、反応速度が遅かったり収率が低いなどの不都合があり、逆に5wt%以上にすると生成物が着色したり、副反応によりゲル化物の発生などが起こるおそれがある。
【0052】
このようにして得られた化合物は、このままでも抗菌性を有するのはもちろんのこと、請求項7のような重合物であっても、請求項8のような組成物であっても抗菌性を呈する。
したがって、本発明の化合物、重合物、および組成物は、樹脂成形品や繊維材料として使用することができる。
【0053】
本発明の化合物は、以下に示す紫外線硬化を行うことにより重合することができる。以下、紫外線硬化について(フイルム化方法)示す。
紫外光ラジカル重合開始剤としては紫外光の照射により、励起されてラジカルを発生するタイプの通常の光重合開始剤が用いられる。
一般にベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、グリオキシエステル系化合物や、アシルホスフィンオキサイド系化合物のようにP1型光開始剤と呼ばれる化合物はそれ単独でも使用可能であるが、P2型光開始剤であるベンゾフェノン系等の紫外光ラジカル重合開始剤は水素供与性化合物と併用して用いられる。
【0054】
紫外光ラジカル重合開始剤は単独または2種類以上を混合して用いることもできる。
紫外光ラジカル重合開始剤は、エチレン性不飽和結合を有する化合物100重量部に対し0.01〜10重量部用いることにより本発明を達成することができる。0.01重量部以下であると空気中での硬化が不可能になり、10重量部を越えると硬化物の物性の低下、残留紫外光ラジカル重合開始剤による硬化物の劣化、黄変が起こるので好ましくない。好ましくは0.1〜5重量部の範囲である。
本発明の光硬化性材料は、保存時の重合を防止する目的で、熱重合防止剤を添加することが可能である。本発明の光硬化性材料に添加可能な熱重合防止剤の具体例としては、p−メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキル置換ハイドロキノン、カテコール、t−ブチルカテコール、フェノチアジン等をあげることができる。
【0055】
400〜740nmの可視光を発する光源としては、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ショートアークメタルハライドランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、白熱電球、太陽光、半導体レーザー等が例示される。高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ショートアークメタルハライドランプ、キセノンランプ等のように200〜400nmの紫外光と400〜740nmの可視光を高出力で同時に発する光源を用いる場合、1種の光源で完全に硬化することも可能である。
【0056】
上記光源のうち、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ショートアークメタルハライドランプ、キセノンランプは電球、もしくは発光管中に光等の電磁波を放射しやすい原子構造をもつ物質を加熱して蒸気状にし、外部から放電等により大きなエネルギーを与えることにより光を発生する光源である。詳しくは「紫外線硬化システム」(加藤 清視著 学会出版センター 1989年刊)p375〜394、「光工学ハンドブック」(朝倉書店 1986年刊)p465〜469に記載されている。
【0057】
一方白熱電球、ハロゲンランプは電球、もしくは発光管中の発熱体を電流によって白熱状態に加熱して光を放射するタイプの光源である。通常前記発熱体としてはタングステンフィラメントが使用されている。詳しくは「光工学ハンドブック」(朝倉書店 1986年刊)p462〜463に記載されている。本発明の光硬化性材料及び光硬化方法は、塗料、接着剤、粘着剤はもちろんのこと、バインダーその他とともに基板上に塗布して各種インキ、電子写真、ホログラム材料等の感光材料やマイクロカプセル等の各種記録媒体にも使用することができる。
【0058】
【作用】
本発明にかかるウンデセン基を有する化合物、重合物、および組成物は、抗菌性防カビ性のある、ウンデシレン酸、ウンデセノール、それらの変性物を原料として新規な(メタ)アクリルモノマーを合成することで、(メタ)アクリロイル基の高反応性を利用することができる。これにより、樹脂骨格に組み入れられない、量を調整しないと液の濁りを生じる、不純物となって臭いなどを生じるといった従来の実用上の問題点が改善された安定した抗菌カビ性効果を持つ樹脂材料を提供することが可能となる。
また、本発明にかかる化合物は、ウンデセン基を有する多官能の(メタ)アクリレートにすることで、多官能オリゴマーであるウレタン樹脂やエポキシ樹脂として、また、高機能性を有するモノマーなどとして、従来の成分を変えずに、一般の(メタ)アクリレートと配合させた配合物を重合することで、抗菌防カビ効果を有する樹脂を提供することが可能となる。
【0059】
【実施例】
以下に実施例を示し本発明の効果を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
なお、以下に示す実施例においては、以下に示す機器を使用した。
Figure 2004143119
【0060】
実施例1から実施例8は、多価アルコールと、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸とによって合成され、下記の一般式(I):
(CH=CH(CHCOO)−(B1)−(OOCC(R)=CH         (I)
(式中、B1は多価アルコール骨格をもつアルコール残基を示し、RはH又はCHを示し、aは1〜5の整数であり、bは1〜5の整数であり、a+bは2〜6の整数である。)で表されるウンデセン基を有する化合物(請求項1の化合物)に関する例示である。
【0061】
[実施例1]
トリメチロールプロパンエチレンオキサイド3モル付加物モノアクリレートジウンデシレート(以下、「A−TMPT−3EO−1AA−2Ud」と記す。)の合成
攪拌機、空気バブリング管、脱水管及び冷却管を備えた2Lの四つ口フラスコにTMP−30U(トリメチロールプロパンエチレンオキサイド3モル付加物)(分子量266)(日本乳化剤製)74g、アクリル酸(分子量72)(東亞合成製)24.1g、ウンデシレン酸(分子量184)(豊国製油製)102.4gを加え、さらにトルエン1000g、p−トルエンスルホン酸6g、ハイドロキノンモノメチルエ−テル0.4gを加え、フラスコジャケット温度130〜140℃で脱水反応を行った。
反応は約6時間で終了した。反応粗液をアルカリ水溶液で洗浄し、さらに水洗を2回行った後、空気をバブリングしながらエバポレーターで脱溶剤化した。これにより、収量165.1g(理論分子量652 収率91%)で精製物を得た。
【0062】
[実施例2]
トリメチロールプロパンエチレンオキサイド3モル付加物ジアクリレートモノウンデシレート(以下、略号の「A−TMPT−3EO−2AA−1Ud」と記す。)の合成
TMP−30U、アクリル酸、ウンデシレン酸の配合をTMP−30U86g、アクリル酸55.9g、ウンデシレン酸59.5gの割合で加えたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、収量176.7g(理論分子量594 収率92%)で生成物を得た。
【0063】
[実施例3]
トリメチロールプロパンエチレンオキサイド9モル付加物モノアクリレートジウンデシレート(以下、略号の「A−TMPT−9EO−1AA−2Ud」と記す。)の合成
実施例1で使用したTMP−30Uに代えて、TE−530(トリメチロールプロパンエチレンオキサイド9モル付加物)(分子量530)(東邦化学製)108gを使用し、これにアクリル酸(分子量72)(東亞合成製)17.6g、とウンデシレン酸(分子量184)(豊国製油製)75gを加えたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、収量168g(理論分子量916 収率90%)で生成物を得た。
【0064】
[実施例4]
トリメチロールプロパンエチレンオキサイド9モル付加物ジアクリレートモノウンデシレート(以下、略号の「A−TMPT−9EO−2AA−1Ud」と記す。)の合成
実施例1で使用したTMP−30Uの代わりにTE−530(分子量530)(東邦化学製)120gを使用し、これにアクリル酸(分子量72)(東亞合成製)39.2g、とウンデシレン酸(分子量184)(豊国製油製)41.7gを加えたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、収量165.7g(理論分子量804 収率91%)で生成物を得た。
【0065】
[実施例5]
ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド6モル付加物モノアクリレートペンタウンデシレート(以下、略号の「A−DPE−6EO−5AA−1Ud」と記す。)の合成。
実施例1で使用したTMP−30Uの代わりにDPE−60X(ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド6モル付加物)(分子量643)(明成化学製)102.1gを使用し、これにアクリル酸(分子量72)(東亞合成製)68.6g、とウンデシレン酸(分子量184)(豊国製油製)29.2gを加えたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、収量152.5g(理論分子量1079 収率89%)で生成物を得た。
【0066】
[実施例6]
ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド6モル付加物トリアクリレートトリウンデシレート(以下、略号の「A−DPE−6EO−3AA−3Ud」と記す。)の合成
実施例1で使用したTMP−30Uの代わりにDPE−60X(分子量643)(明成化学製)88.4gを使用し、これにアクリル酸(分子量72)(東亞合成製)35.6g、とウンデシレン酸(分子量184)(豊国製油製)75.9gを加えたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、収量157.6g(理論分子量1303 収率88%)で生成物を得た。
【0067】
[実施例7]
ジペンタエリスリトールモノアクリレートペンタウンデシレート(以下、略号の「A−DPE−5AA−1Ud」と記す。)の合成
実施例1で使用したTMP−30Uの代わりにDPE(ジペンタエリスリトール)(分子量254)(広栄化学製)58.4gを使用し、これにアクリル酸(分子量72)(東亞合成製)99.3g、とウンデシレン酸(分子量184)(豊国製油製)42.3gを加えたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、収量134.9g(理論分子量690 収率85%)で生成物を得た。
【0068】
[実施例8]
ジペンタエリスリトールトリアクリレートトリウンデシレート(以下、略号の「A−DPE−3AA−3Ud」と記す。)の合成
攪拌機、空気バブリング管、脱水管及び冷却管を備えた2Lの四つ口フラスコに[実施例1]のTMP−30Uの代わりにDPE(ジペンタエリスリトール)(分子量254)(広栄化学製)47.7gを使用し、これにアクリル酸(分子量72)(東亞合成製)48.7g、とウンデシレン酸(分子量184)(豊国製油製)103.7gを加えたことを除いて[実施例1]と同様の操作を行い、収量147.6g(理論分子量914 収率86%)で生成物を得た。
【0069】
[比較例1]
実施例1〜実施例8の生成物の代わりに、NKエステルA−TMPT−3EO(新中村化学工業(株)製:3モル付加エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート)を使用した。
[比較例2]
実施例1〜実施例8の生成物の代わりに、NKエステルA−TMPT−9EO(新中村化学工業(株)製:9モル付加エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート)を使用した。
【0070】
以下に、実施例1〜実施例8までの生成物をIRにより組成分析した結果を化1および表1に実施例1〜実施例4、比較例1および比較例2について示し、これらのガスクロマト分析の結果を表2および表3に示し、実施例5〜実施例8までの生成物をIRにより組成分析した結果を化2および表3に示す。
【0071】
【化1】
Figure 2004143119
【0072】
【表1】
Figure 2004143119
【0073】
【表2】
Figure 2004143119
【0074】
【化2】
Figure 2004143119
【0075】
【表3】
Figure 2004143119
【0076】
次に、複数のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸とによって合成され、下記の一般式(II):
(CH=CH(CHCOO)−(B2)−(OOCC(R)=CH    (II)
(式中、B2はエポキシ樹脂残基を示し、RはH又はCHを示し、cは1〜5の整数であり、dは1〜5の整数であり、c+dは2〜6の整数である。)で表されるウンデセン基を有する化合物(請求項2の化合物)に関する例を実施例9、実施例10に示す。
【0077】
〔実施例9〕
ウンデシレン酸含有エポキシアクリレートオリゴマー(以下、略号の「EA−5922−1AA−1Ud」と記す。)の合成
攪拌機、温度調節器、温度計及び凝縮器を備えた2リットルの四つ口フラスコに、デナコールEX−920(トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル)(エポキシ当量176) (ナガセケムテック(株)製)170g、アクリル酸(分子量72) (東亜合成製)39.1gとウンデシレン酸(分子量184) (豊国製油製)99.7g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.2g、トリエチルアンモニウムクロライド(TEBAC、淀化学製)6.2gを入れ、80〜90℃で5時間反応させ、トルエン溶剤を加えて過剰な酸成分や不純物を取り除いた後、脱溶剤して、収量249.6g(理論分子量608 収率80%)で生成物を得た。
【0078】
〔実施例10〕
ウンデシレン酸含有エポキシアクリレートオリゴマー(以下、略号の「EA−5323−3AA−3Ud」と記す。)の合成
実施例9で使用したデナコールEX−920に代えて、デナコールEX−614B(ソルビトールヘキサグリシジルエーテル)(エポキシ当量178) (ナガセケムテック(株)製)175gを使用し、これにアクリル酸(分子量72) (東亜合成製)39.0gとウンデシレン酸(分子量184) (豊国製油製)99.5gを加えたことを除いて、実施例9と同様の操作を行い、収量246.7g(理論分子量1836 収率82%)で生成物を得た。
【0079】
以下に、実施例9、実施例10の生成物をIRにより組成分析した結果を化3、化4について示す。
【0080】
【化3】
Figure 2004143119
【0081】
【化4】
Figure 2004143119
【0082】
次に、ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と、水酸基を持つアクリル系モノマーと、複数のイソシアネート基(−NCO)を有するイソシアネートとによって合成され、下記の一般式(III):
(CH=CH(CHCHO−(−RO−)−(B3)−(−(−OR−)−OOCC(R)=CH(III)
(式中、R,Rは、炭素数2〜5のアルキレン基を示し、B3はイソシアネート残基を示し、RはH又はCHを示し、fは1〜5の整数であり、hは1〜5の整数であり、f+hは2〜6の整数であり、eおよびgは0〜20の整数である。)で表されるウンデセン基を有する化合物(請求項3の化合物)に関する例を実施例11〜実施例19に示す。
【0083】
〔実施例11〕
ウンデセノール骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー((AP−800)2−(UA)1−(TPA−100)1)の合成
攪拌機、温度調節器、温度計及び凝縮器を備えた2リットルの四つ口セパラブルフラスコに、ウンデセノール(分子量170) (シグマアルドリッチ製)73gとブレンマ−AP−800(分子量811) (日本油脂(株)製)694g、デ
ュラネートTPA−100(NCO23.1 分子量545)(旭化成(株)製)233gを加えて、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.2gを入れ、40〜50℃でジラウリン酸ジ−nブチルスズ0.3gを加えて30分間反応させる。反応温度を80〜90℃に上げ、2時間反応した後、メタノール(分子量32) (シグマアルドリッチ製)13g、同温度で更に1時間反応し、過剰のメタノールを乾燥して生成物(ウンデシエニルアルコール骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0084】
〔実施例12〕
ウンデシエニルアルコール骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下「(AE−400)2−(UA)1−(TPA−100)1」と記す。)の合成。
実施例11で使用したブレンマ−AP−800の代わりにブレンマ−AE−400 (分子量422) (日本油脂(株)製)361gを使用したことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセール骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0085】
〔実施例13〕
ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、(以下、「(AP−800)2−(UA−12EO)1−(TPA−100)1」と記す。)の合成
実施例11で使用したウンデセノールとブレンマ−AP−800の代わりにウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加(分子量698) (明成化学製)293.2gとHPA(分子量130) (大阪有機製)111.2gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0086】
〔実施例14〕
ウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、「(HPA)2−(UA−12EO)1−(TPA−100)1」と記す。)の合成
実施例11で使用したウンデセノールとブレンマ−AP−800の代わりにウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加(分子量752) (明成化学製)315.9gとHPA(分子量130) (大阪有機製)111.2gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0087】
〔実施例15〕
ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー((AP−800)2−(UA−12EO)1−(TPA−100)1)の合成
実施例11で使用したウンデセノールの代わりにウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加(分子量698) (明成化学製)293.2gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0088】
〔実施例16〕
ウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、「(AP−800)2−(UA−12PO)1−(TPA−100)1」と記す。)の合成
実施例11で使用したウンデセノールの代わりにウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加(分子量752) (明成化学製)315.8gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0089】
〔実施例17〕
ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、「(AE−400)2−(UA−12PO)1−(TPA−100)1」と記す。)の合成
実施例11のウンデセノールとブレンマ−AP−800の代わりにウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加(分子量698)(明成化学製)293.2gとブレンマ−AE−400(分子量553)(日本油脂(株)製)472.8gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0090】
〔実施例18〕
ウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、「(AE−400)2−(UA−12PO)1−(TPA−100)1」と記す。)の合成
実施例11で使用したウンデセノールとブレンマ−AP−800の代わりにウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加(分子量752) (明成化学製)321.6gとブレンマ−AE−400(分子量553)(日本油脂(株)製)472.8gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセノールプロピレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0091】
〔実施例19〕
ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、「(HPA)1−(UA−12EO)1−(IPDI)1」と記す。)の合成
実施例11で使用したウンデセノールとブレンマ−AP−800の代わりウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加(分子量698)(明成化学製)596gとHPA(分子量130)(大阪有機(株)製)166gを加えたこと、実施例11のTPA−100の代わりにイソホロンジイソシアネート(分子量222)(旭硝子(株)製)237gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0092】
〔比較例3〕
アクリル酸プロピレンオキサイド12モル変性物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、「(AE−400)3−(TPA−100)1」と記す。)の合成
実施例11で使用したウンデセノールとブレンマ−AP−800の代わりにブレンマ−AP−800(分子量811)(日本油脂(株)製)1034gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(アクリル酸プロピレンオキサイド12モル変性物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0093】
〔比較例4〕
アクリル酸エチレンオキサイド9モル変性物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(以下、「(AP−800)3−(TPA−100)1」と記す。)の合成
実施例11で使用したウンデセノールとブレンマ−AP−800の代わりにブレンマ−AE−400(分子量553)(日本油脂(株)製)705.1gを加えたことを除いて、実施例11と同様の操作を行い、生成物(アクリル酸エチレンオキサイド9モル変性物系骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0094】
以下に、実施例11〜18の生成物、比較例3、および比較例4をIRにより組成分析した結果を化5および表4に示すとともに、実施例39の生成物の組成分析した結果を化6に示す。
【0095】
【化5】
Figure 2004143119
【0096】
【表4】
Figure 2004143119
【0097】
【化6】
Figure 2004143119
【0098】
実施例20から実施例22は、複数のイソシアネート基を有するイソシアネートと多価アルコールとを反応させたウレタン化合物と、ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と、水酸基を持つアクリル系モノマーとによって合成されてなり、下記の一般式(IV):
Figure 2004143119
(式中、R、Rは炭素数2〜5のアルキレン基を示し、i、jは0〜20の整数であり、t≧1の整数、B4はイソシアネート残基を、B5は多価アルコール骨格を持つアルコール残基を、R=H、又はCHを示す)で表されるウンデセン基を有する化合物(請求項4の化合物)に関する例を示している。
【0099】
〔実施例20〕
ウンデセールエチレンオキサイド4モル付加骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(UA−4EO−IPDI−BA−10S−IPDI−4HBA)の合成
攪拌機、温度調節器、温度計及び凝縮器を備えた2リットルの四つ口セパラブルフラスコに、BA−10S(分子量868)(日本乳化剤(株)製)520.8g、イソホロンジイソシアネート(分子量222)(旭硝子(株)製)266.4g、40〜50℃でジラウリン酸ジ−nブチルスズ0.3gを加えて30分間反応させ、発熱がなくなれば反応温度を80〜90℃に上げ2時間反応させ、その後、ウンデセールエチレンオキサイド4モル付加物(分子量347.6)(青木油脂製)208.6gと4HBA(分子量144)(三菱化学(株)製)86.4g、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.2gを入れ、反応温度を80〜90℃に上げ、2時間反応させた後、メタノール(分子量32)(シグマアルドリッチ製)13gを加え、同温度で更に1時間反応させ、過剰のメタノールを乾燥して、生成物(ウンデセールアルコールエチレンオキサイド4モル付加骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0100】
〔実施例21〕
ウンデセールアルコールエチレンオキサイド12モル付加骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー(UA−12EO−IPDI−BA−10S−IPDI−4HBA)の合成
実施例20で使用したウンデセールエチレンオキサイド4モル付加物の代わりに、ウンデセールエチレンオキサイド12モル付加物(分子量698)(明成化学製)418.8gを加えたことを除いて、実施例20と同様の操作を行い、生成物(ウンデセールエチレンオキサイド4モル付加骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマー)を得た。
【0101】
〔実施例22〕
▲1▼ウンデセノール骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマーのハーフ体の合成((UA−12EO)1−(IPDI)1)
攪拌機、温度調節器、温度計及び凝縮器を備えた2リットルの四つ口セパラブルフラスコに、ウンデセノールエチレンオキサイド12モル付加(分子量698) (明成化学製)596g、イソホロンジイソシアネート(分子量222) (旭硝子(株)製)237gを加えて、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.2gを入れ、40〜50℃でジラウリン酸ジ−nブチルスズ0.3gを加えて30分間反応させる。反応温度を80〜90℃に上げ、2時間反応し、ウンデセノール骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマーを得た。
【0102】
▲2▼カプロラクトン骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマーのハーフ体の合成((HPA)1−(IPDI)1)
攪拌機、温度調節器、温度計及び凝縮器を備えた2リットルの四つ口セパラブルフラスコに、HPA(分子量130) (大阪有機(株)製)596g、イソホロンジイソシアネート(分子量222) (旭硝子(株)製)5gを加えたことを除いて、▲1▼
と同様の操作を行い、カプロラクトン骨格含有ウレタンアクリレートオリゴマーを得た。
【0103】
▲3▼カプロラクトン骨格ウンデセノール骨格含有ウレタン多官能アクリレートオリゴマーの合成((DPE−60X)1−((IPDI)6−(HPA)3−( UA−12EO)3)
攪拌機、温度調節器、温度計及び凝縮器を備えた2リットルの四つ口セパラブルフラスコに、▲1▼の工程で得られたオリゴマ−を576.6g、▲2▼の工程で得られたオリゴマ−を286.8g、ジペンタエリスリトールエチレンオキサイド6モル付加(DPE−60X)(分子量643)(明成化学製)136gを加えたことを除いて、〔実施例11〕と同様に行い、カプロラクトン骨格ウンデセノール骨格含有ウレタン多官能アクリレートオリゴマーを得た。
【0104】
[比較例5]
ウレタンアクリレートオリゴマーの合成
実施例20で使用したウンデセールエチレンオキサイド4モル付加物の代わりに、4HBA(分子量144)(三菱化学(株)製)68gを加えたことを除いて、
〔実施例20〕と同様の操作を行い、ウレタンアクリレートオリゴマーを得た。
【0105】
以下に、実施例20、21の生成物、および比較例5の生成物をIRにより組成分析した結果を化7および表5に示すとともに、実施例22の生成物の組成分析した結果を化8に示す。
【0106】
【化7】
Figure 2004143119
【0107】
【表5】
Figure 2004143119
【0108】
【化8】
Figure 2004143119
【0109】
実施例23から実施例25は、ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と複数のイソシアネート基を有するイソシアネートとによって合成された反応物と、多価アルコールとによって合成され、下記の一般式(V):
Figure 2004143119
(R、Rは炭素数2〜5のアルキレン基を示し、k、mは0〜20の整数であり、lは1〜5の整数であり、nは1〜5の整数であり、l+nは2〜6の整数であり、B6はイソシアネート残基を、B7は多価アルコール骨格を持つアルコール残基を、R=H、又はCHを示す)で表されるウンデセン基を有する化合物(請求項5の化合物)に関する例を示している。
【0110】
[実施例23]
[比較例3]で得られた化合物70gに、[実施例2]で得られた化合物30gを加えて、撹拌して配合した。
[実施例24]
[実施例17]で得られた化合物70gに、[実施例2]で競られた化合物30gを加えて、撹拌して配合した。
[実施例25]
[比較例3]で得られた化合物70gに、ウンデセノールエチレンオキサイド4モル付加物アクリレート30gを加えて、撹拌して十分配合した。
【0111】
[比較例6]
[比較例3]で得られた化合物70gに、[比較例1]の化合物30gを加えて、撹拌して十分配合した。
【0112】
次に、実施例1〜実施例25により得られた生成物の抗菌性を調べた。
抗菌性は、それぞれの実験で得られたモノマー、ウレタンオリゴマーまたは配合物100gに、イルガキュアー1173(チバスペシャリティケミカル社製の重合開始剤:2―ヒドロキシー2−メチルー1―フェニループロパンー1―オン)を全体の3wt%である3gを入れ、かき混ぜたのち、ガラス板上にフイルム状に塗布して、紫外線照射により硬化させたフイルムを使用した。
【0113】
また、防カビ性は白癬菌で調べるとともに、抗菌性は、耐黄色ブドウ状球菌で調べた。菌の摂取及び培養は、以下のようにして行った。
【0114】
(1)菌の接種および培養:
※1 白癬菌:
☆1標準寒天培地(日水製薬(株))を塩酸でpH6にあわせ、滅菌、溶解後、0.005%スルホコハク酸ジ−エチルへキシルナトリウムを含む殺菌水で10倍に希釈し40℃に保持した。そこへ、(白癬菌Trechophyton mentagrophytes IFO 5466)を懸濁した。その懸濁液(0.3ml)を試料上に置き、27℃湿度95%に放置した。7日間後、試料上の観察を肉眼および顕微鏡下で行った。菌の生育度を+の数で表示した。
☆2また、菌の生育度を+の数で表示しずらい場合は、抗菌効力試験として、生菌数は検体に接触した菌懸濁液中の個数に換算した。
方法:「抗菌製品技術協議会のフイルム密着法」に従い、供試片の表面に1/500普通ブイヨンで調製した菌液を滴下し、フイルムで密着させ、35℃で保存。測定は供試片上の菌液について生菌数測定した。
【0115】
※2 黄色ブドウ状球菌:
肉エキス、ペプトン培地(0.5%肉エキス・1%ペプトン)を0.85%食塩を含む殺菌水で50倍に希釈した。
そこへ普通ブイヨンで培養した黄色ブドウ状球菌(Staphlococcus aureus、FDA209PIAM 12082)を懸濁した。この菌懸濁液(0.5ml)を試料上におき、菌懸濁液をポリエチレンシートで覆った後、容器を30℃に放置した。接種直後および24時間後に試料上の菌懸濁液を4.5mlの0.85%食塩を含む殺菌水中に回収し、10倍ずつに3段階希釈を行った。これらの菌懸濁液0.5ml中の生菌数の測定をした。対照として菌懸濁液をプラスチック製シャーレ上に置き、同様の操作を行った。生菌数の測定は、衛生試験法・注解(1990)微生物試験法(3)菌数測定1)混釈平板培養法(P148)によって行った。ただし微生物の培養には普通寒天培地を用いた。生菌数は検体に接触した菌懸濁液中の個数に換算した。
Figure 2004143119
【0116】
抗菌性・防カビ試験の結果を表6〜表10に記す。なお、各表における◎は、ほとんど菌の生育が見られなかったもの(生菌数が<10のもの)を示し、○は、対照品(抗菌処理を行わないもの)との比較において、10倍から1000倍生菌数が少ないものを示し、×は、対照品との比較において、10倍以下の効果しかなかったものを示す。
【0117】
【表6】
Figure 2004143119
【0118】
【表7】
Figure 2004143119
【0119】
【表8】
Figure 2004143119
【0120】
【表9】
Figure 2004143119
【0121】
【表10】
Figure 2004143119
【0122】
また、本発明における生成物の臭気についても調べ、その結果を表11に示した。臭気の測定は、複数人の官能検査により行い、全く臭気を感じなかったものを臭気なしとし、若干名が臭気を感じたものを臭気が少量ありとし、全てのものが臭気を感じたものを臭気ありとした。
なお、比較例7として、ウンデシレン酸メチル単体を使用し、比較例8として、ウンデシレン酸単体を比較物として使用した。
【0123】
【表11】
Figure 2004143119
【0124】
以上の結果から明らかなように、実施例1〜25の化合物または組成物は、全てある程度以上の防カビ性・抗菌性を有しており、特に、実施例1〜実施例4、実施例6〜実施例16の化合物は、白癬菌、黄色ブドウ状球菌の生育数が<10と特に優れた抗菌性を有していることが分かる。
これに対し、比較例1〜比較例6の何れもが、防カビ性・抗菌性を有していないことが分かる。
さらに、表11から明らかなように、これらは、ウンデシレン酸特有の異臭が全く感じられず、使用により不快感をもたらすこともない。
加えて、全ての実施例により合成された化合物、この化合物を配合してなる組成物はいずれも濁りがなく極めて透明であり、しかも硬化後のブリード現象も観察されなかった。
【0125】
本発明にかかるウンデセン基を有する化合物、重合物、および組成物は、繊維分野(不織布分野を含む)、塗料分野、プラスチック分野、建材分野、その他抗菌紙分野、抗菌砂分野など、様々な抗菌加工製品に利用することができ、特に医療用関連、繊維関連の抗菌加工製品に使用することができる。
抗菌加工製品を具体的に以下に例示する。
1.衣料用・寝具
(1)抗菌・防臭繊維
(2)衣料用・寝具:a)寝具、b)肌着、c)衣料品、d)靴下、e)タオル
2.建材・住設機器・インテリア製品
(1)壁紙
(2)カーテン・ロールスクリーン
(3)床材:a)木質系床材、b)タイルカーペット、c)塩ビシート
(4)樹脂
(5)便座他
(6)その他建材
3.塗料
4.容器・フイルム製品
(1)ラップフイルム
(2)その他容器・フイルム
5.文具用品(ボールペン、ファイル他)
6.家庭用品
(1)台所用品、洗面・浴用品
(2)玩具
(3)歯ブラシ
(4)抗菌砂
7.工業用品
(1)自動車部品
(2)樹脂
(3)抗菌鋼板
8.家電品、業務用電気機器
9.その他製品
【0126】
【発明の効果】
上記のようにして得られた本発明の化合物は、そのままでも抗菌防カビ性を有することは無論のこと、重合物、配合物となっても抗菌防カビ性を呈する。従って、本発明の化合物は、モノマーとしてのみならず、得られる樹脂成形品や繊維材料などとしても好適に提供される。また、本発明の化合物およびその重合物は不快臭を発しない。

Claims (8)

  1. 多価アルコールと、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸とによって合成され、下記の一般式(I):
    (CH=CH(CHCOO)−(B1)−(OOCC(R)=CH         (I)
    (式(I)中、B1は多価アルコール骨格をもつアルコール残基を示し、RはH又はCHを示し、aは1〜5の整数であり、bは1〜5の整数であり、a+bは2〜6の整数である。)で表されるウンデセン基を有する化合物。
  2. 複数のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、ウンデシレン酸と、(メタ)アクリル酸とによって合成され、下記の一般式(II):
    (CH=CH(CHCOO)−(B2)−(OOCC(R)=CH    (II)
    (式(II)中、B2はエポキシ樹脂残基を示し、RはH又はCHを示し、cは1〜5の整数であり、dは1〜5の整数であり、c+dは2〜6の整数である。)で表されるウンデセン基を有する化合物。
  3. ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と、水酸基を持つアクリル系モノマーと、複数のイソシアネート基(−NCO)を有するイソシアネートとによって合成され、下記の一般式(III):
    (CH=CH(CHCHO−(−RO−)−(B3)−(−(−OR−)−OOCC(R)=CH(III)
    (式(III)中、R,Rは、炭素数2〜5のアルキレン基を示し、B3はイソシアネート残基を示し、RはH又はCHを示し、fは1〜5の整数であり、hは1〜5の整数であり、f+hは2〜6の整数であり、eおよびgは0〜20の整数である。)で表されるウンデセン基を有する化合物。
  4. 複数のイソシアネート基を有するイソシアネートと多価アルコールとを反応させたウレタン化合物と、ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と、水酸基を持つアクリル系モノマーとによって合成されてなり、下記の一般式(IV):
    Figure 2004143119
    (式(IV)中、R、Rは炭素数2〜5のアルキレン基を示し、i、jは0〜20の整数であり、t≧1の整数、B4はイソシアネート残基を、B5は多価アルコール骨格を持つアルコール残基を、R=H、又はCHを示す)で表されるウンデセン基を有する化合物。
  5. ウンデセノールまたはウンデセノールポリオキシアルキレン付加物と複数のイソシアネート基を有するイソシアネートとによって合成された反応物と、多価アルコールとによって合成され、下記の一般式(V):
    Figure 2004143119
    (式(V)中、R、Rは炭素数2〜5のアルキレン基を示し、k、mは0〜20の整数であり、lは1〜5の整数であり、nは1〜5の整数であり、l+nは2〜6の整数であり、B6はイソシアネート残基を、B7は多価アルコール骨格を持つアルコール残基を、R=H、又はCHを示す)で表されるウンデセン基を有する化合物。
  6. 多塩基酸と、ウンデセノールまたはウンデセノールの付加物と、(メタ)アクリル酸の変性物とによって合成されてなる、下記の一般式(VI):
    (CH=CH(CHa`−(B’1)−(C(R’)=CHb`         (VI)
    (式(VI)中、B’1は複数のカルボキシル基を有する多塩基酸を示し、RはH又はCHを示し、a’は1〜5の整数であり、b’は1〜5の整数であり、a+bは2〜6の整数である。)で表されるウンデセン基を有する化合物。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のウンデセン基を有する化合物を重合させてなる重合物。
  8. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のウンデセン基を有する化合物、または請求項7に記載の重合物の少なくとも一種以上を含んでなる組成物。
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