JP2006206855A - Aqueous titanium composition and antistatic treatment agent - Google Patents

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Takaharu Hashimoto
隆治 橋本
Tsutomu Omashoda
勉 大豆生田
Yoshiteru Kobayashi
芳照 小林
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Matsumoto Seiyaku Kogyo KK
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Matsumoto Seiyaku Kogyo KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous titanium composition which can be mixed with water at any ratio, is stable over a long period without causing muddiness and precipitation, and furthermore has reactivity with functional groups other than a hydroxy group and a carboxy group, and an antistatic treatment agent composed of the aqueous titanium composition and an antistatic agent, particularly the antistatic treatment agent capable of forming a film having extremely superior water resistance and washing resistance. <P>SOLUTION: The aqueous titanium composition which can be mixed with water at any ratio and is stable to the water containing an electrolyte is obtained by bringing a reaction product of a titanium alkoxide with an aliphatic amine or an hydroxy acid into contact with an hydroxy acid to mix each other, and further bringing the resulting mixture into contact with a compound having two or more hydroxy groups to mix them at a molar number of the hydroxy group of the compound having two or more hydroxy groups to the titanium of 0.05-5.0. By utilizing this aqueous titanium composition, an antistatic film having resistance to water and a detergent liquid can be formed by bringing the aqueous titanium composition into contact with a specific antistatic agent. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水系チタン組成物及び水系チタン組成物用いた帯電防止処理剤に関するものであり、特に水と任意の割合で混合する事のできる安定した水系チタン組成物に関するものである。これを使用し、水系樹脂の架橋剤として塗料、インキ、接着剤、バリヤーコート剤などに、表面処理剤として高屈折率膜などの酸化チタン含有薄膜、アンカーコート剤、カップリング剤などに、紙や繊維のコーティング剤などに、触媒としてエステル化、シリコーン硬化などに、無機バインダーとして防錆処理剤用バインダー、セラミックス焼結剤などに、その他に光触媒前駆体、強誘電体原料などに利用できる。また、本水系チタン組成物と帯電防止剤を組み合わせた帯電防止処理液にて耐水性、耐洗濯性に非常に優れた帯電防止膜を形成する事ができる。本帯電防止処理液は、帯電防止性を必要とするポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂等を用いた繊維、フィルム、シートや容器等のプラスチック製品、EPDM、NBR、フッ素ゴム等を用いた各種ゴム製品、表面を樹脂加工した紙や木製品、さらにはガラス製品等帯電しやすい全ての材料の表面処理に好適に適用できる。  The present invention relates to an aqueous titanium composition and an antistatic treatment agent using the aqueous titanium composition, and more particularly to a stable aqueous titanium composition that can be mixed with water at an arbitrary ratio. Using this as a cross-linking agent for water-based resin, paint, ink, adhesive, barrier coating agent, etc., as surface treatment agent for titanium oxide-containing thin film such as high refractive index film, anchor coating agent, coupling agent, paper etc. It can be used as a catalyst for esterification and silicone curing as a coating agent for fibers and fibers, as a binder for rust preventive agent as an inorganic binder, as a ceramic sintering agent, and as a photocatalyst precursor and a ferroelectric material. Further, an antistatic film having excellent water resistance and washing resistance can be formed by using an antistatic treatment liquid in which the present water-based titanium composition and an antistatic agent are combined. This antistatic treatment liquid is used for plastic products such as fibers, films, sheets and containers using polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride resin, polystyrene, ABS resin, etc. that require antistatic properties, EPDM, NBR, It can be suitably applied to surface treatments of various rubber products using fluororubber, paper and wood products whose surfaces are resin-processed, and all materials that are easily charged, such as glass products.

チタンアルコキシドは、架橋剤として分子中に水酸基、カルボキシル基などを有する化合物と反応するため、接着改良剤、塗料の架橋剤、塗料の耐熱向上剤などに利用されている。さらにゾルゲル法により酸化チタンの薄膜製造や、エステル化の触媒として工業的に幅広く使用されている。しかし、チタンアルコキシドは非常に高い加水分解性を有しているため、空気中の水分によっても作業中や保存中に不溶物を生じやすい。また、チタンアルコキシドを使用する際には有機溶媒を多量に使用する必要があり、環境負荷が極めて高い。このため、環境負荷が低く耐加水分解性を有するチタン化合物として、水系のチタン組成物が検討されてきた。現在市販されている水系のチタン化合物の技術はチタンアルコキシドにキレート化剤を反応させる方法がとられており、オキシ酸である乳酸とチタンアルコキシドとを反応させたチタンラクテート、アルカノールアミンであるトリエタノールアミンとチタンアルコキシドを反応させたチタントリエタノールアミネート、ジカルボン酸であるシュウ酸とチタンアルコキシドとを反応させたシュウ酸チタンなどがある。これについては、たとえば、(特許文献1)や、(非特許文献1)に記載されている。しかしこれらのうちオキシ酸である乳酸とチタンアルコキシドとを反応させたチタンラクテートは保存中に白色沈殿を生じやすい。またアルカノールアミンであるトリエタノールアミンとチタンアルコキシドを反応させたチタントリエタノールアミネートも初期は水溶性であるが、水と1対1で混合し40℃で保存すると、一ヶ月後には濁りを生じ流動性がなくなり茶色のゲル状態となる。(特許文献2)には脂肪族アミンを使用してチタン含有水溶液の製造方法が記載されているが、水溶液を作るのに長時間を要し、少量の水の添加では配合物が白色固体となり、均一で透明な液体を得る事ができない。また、表面処理剤として従来の水系チタン化合物を使用する場合、従来の水系チタン化合物は粘度が低いため、製膜性が著しく悪く、均一な塗工面を得にくかった。そこで、ポリビニルアルコール等の水系樹脂組成物を混合し、高粘度化をはかる方法もあるが、従来の水系チタン化合物は、水酸基との反応が非常に速く、常温にてゲル化してしまうため、塗工は困難であった。その他、従来の水系チタン化合物は、水酸基、カルボキシル基との反応は速やかに進行するものの、エポキシ基、イソシアナト基などとの反応性は乏しく、反応する官能基を選択して使用する必要があった。また、帯電防止剤としては、低分子量の帯電防止剤を用い帯電防止処理を行った物品は耐水性、耐洗濯性などの耐性が悪く、水による洗浄、洗剤を用いた洗濯によって、膜が取れ、短時間の暴露で帯電防止性を失なってしまう。耐水性については、アクリルモノマーなどと帯電防止剤との共重合体等で解決する例はあるが、長期にわたり水中や洗剤液中に暴露すると帯電防止性を失ってしまう。  Titanium alkoxide reacts with a compound having a hydroxyl group, a carboxyl group or the like in the molecule as a crosslinking agent, and is therefore used as an adhesion improving agent, a coating crosslinking agent, a coating heat resistance improving agent, and the like. Further, it is widely used industrially as a catalyst for titanium oxide thin film production and esterification by the sol-gel method. However, since titanium alkoxide has very high hydrolyzability, insoluble matter is likely to be generated during operation and storage even by moisture in the air. Moreover, when using titanium alkoxide, it is necessary to use a large amount of an organic solvent, and the environmental load is extremely high. For this reason, an aqueous titanium composition has been studied as a titanium compound having a low environmental load and resistance to hydrolysis. The water-based titanium compound technology currently available on the market is a method in which a chelating agent is reacted with titanium alkoxide. Examples thereof include titanium triethanolamate obtained by reacting an amine and a titanium alkoxide, and titanium oxalate obtained by reacting an oxalic acid that is a dicarboxylic acid and a titanium alkoxide. This is described in, for example, (Patent Document 1) and (Non-Patent Document 1). However, titanium lactate obtained by reacting lactic acid, which is an oxyacid, and titanium alkoxide, tends to cause white precipitation during storage. In addition, titanium triethanolaminate obtained by reacting alkanolamine triethanolamine and titanium alkoxide is initially water-soluble, but when mixed with water and stored at 40 ° C, it becomes cloudy after one month. It loses fluidity and becomes a brown gel state. (Patent Document 2) describes a method for producing a titanium-containing aqueous solution using an aliphatic amine, but it takes a long time to make the aqueous solution, and when a small amount of water is added, the composition becomes a white solid. It is impossible to obtain a uniform and transparent liquid. Moreover, when using the conventional aqueous titanium compound as a surface treating agent, since the conventional aqueous titanium compound has low viscosity, the film forming property is remarkably poor, and it is difficult to obtain a uniform coated surface. Therefore, there is a method to increase the viscosity by mixing a water-based resin composition such as polyvinyl alcohol, but the conventional water-based titanium compound reacts with a hydroxyl group very quickly and gels at room temperature. The work was difficult. In addition, the conventional water-based titanium compound, although the reaction with the hydroxyl group and the carboxyl group proceeds rapidly, the reactivity with the epoxy group, the isocyanato group, etc. is poor, and it was necessary to select and use the functional group to react. . In addition, as an antistatic agent, an article subjected to an antistatic treatment using a low molecular weight antistatic agent has poor water resistance and washing resistance, and the film can be removed by washing with water or washing with a detergent. The antistatic property is lost after a short exposure. Regarding water resistance, there is an example that can be solved by a copolymer of an acrylic monomer or the like and an antistatic agent, but when exposed to water or a detergent solution for a long time, the antistatic property is lost.

特開昭53−98393JP 53-98393 A 特開2001−322815JP 2001-322815 A 特開2001−107030JP 2001-107030 A 特開平1−230653JP-A-1-230653 杉山岩吉、「含有金属有機化合物とその利用」、M.R.機能性物質シリーズNo.5、日本、シーエムアイ株式会社、昭和58年3月18日、p.73−74Sugiyama Iwayoshi, “Contained Metal Organic Compounds and Their Use”, M.M. R. Functional substance series No. 5, Japan, CMI Co., Ltd., March 18, 1983, p. 73-74

本発明は、水と任意の割合で混ぜる事ができ、かつ長期にわたり濁りや沈殿を生じず安定な水系チタン組成物であり、さらに、水酸基やカルボキシル基以外の官能基とも反応性を有する水系チタン化合物を提供することを第一の目的とする。従来のチタンアルコキシドは空気中の水分で加水分解を生じ、取り扱いに問題があった。本発明は、水分の影響を受けず取り扱いが簡単であり、水のみならず電解質を含んだ水に対しても安定であり、架橋剤、接着改良剤、薄膜原料などに使用すれば優れたチタン組成物本来の性能を発揮する事ができ、作業安定性に優れ、かつ有機溶剤の排出を減らす事も出来る水系チタン組成物を提供することを課題とする。  The present invention is a water-based titanium composition that can be mixed with water at an arbitrary ratio, does not cause turbidity or precipitation over a long period of time, and is also reactive with functional groups other than hydroxyl groups and carboxyl groups. The primary object is to provide a compound. Conventional titanium alkoxides are hydrolyzed by moisture in the air and have a problem in handling. The present invention is not affected by moisture, is easy to handle, is stable not only with water but also with water containing an electrolyte, and is excellent when used as a crosslinking agent, adhesion improver, thin film raw material, etc. It is an object of the present invention to provide an aqueous titanium composition that can exhibit the original performance of the composition, has excellent work stability, and can reduce the discharge of organic solvents.

また、水系チタン化合物を合成する際に使用する2以上の水酸基を有する化合物として多価アルコールを用いることで、チタンアルコキシド又はチタンキレートの反応性だけでなく、多価アルコール中に含まれる水酸基を利用し、水酸基、カルボキシル基以外の官能基との反応性を高めることを課題とする。
第二の目的としては、帯電防止処理剤に関するものであり、特に耐水性、耐洗濯性に非常に優れた膜を形成する事を目的とする。本水系チタン化合物と、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基などの官能基を有する特定の帯電防止剤を混合して使用することにより、帯電防止剤と水系チタン化合物が反応し、基材との密着性向上並びに、帯電防止膜の耐性を向上するため、従来の帯電防止剤で得ることが困難であった耐水性や耐洗濯性を改善する事ができ、且つ、水溶性のため、作業安全性に優れ、有機溶剤の排出も減らすこともできる。
Moreover, by using polyhydric alcohol as a compound having two or more hydroxyl groups used when synthesizing an aqueous titanium compound, not only the reactivity of titanium alkoxide or titanium chelate but also the hydroxyl group contained in the polyhydric alcohol is utilized. And increasing the reactivity with functional groups other than hydroxyl groups and carboxyl groups.
The second object relates to an antistatic treatment agent, and in particular, aims to form a film having excellent water resistance and washing resistance. By mixing and using this water-based titanium compound and a specific antistatic agent having a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an epoxy group, the antistatic agent reacts with the water-based titanium compound and adheres to the substrate. In order to improve and improve the resistance of the antistatic film, it is possible to improve the water resistance and washing resistance, which were difficult to obtain with conventional antistatic agents, and because it is water soluble, it improves work safety. Excellent and can reduce organic solvent emissions.

本発明者等は、水と任意の割合で混ぜる事ができ、かつ長期にわたり濁りや沈殿を生じず安定な水系チタン組成物を鋭意検討してきた。その結果、チタンアルコキシドと脂肪族アミンまたはオキシ酸の反応物に更にオキシ酸を接触、混合し、更に2以上の水酸基を有する化合物の水酸基のモル数がチタンに対し0.05〜5.0にて接触、混合する事により水と任意の割合で混ぜる事ができ、かつ電解質を含んだ水に対しても安定な水系チタン組成物を見出すに至った。
また、本水系チタン組成物を利用し、特定の帯電防止剤と接触、混合する事で、水や洗剤液に対して耐性を有する帯電防止皮膜を形成できる事を見いだすに至った。
The present inventors have intensively studied a water-based titanium composition that can be mixed with water at an arbitrary ratio and that does not cause turbidity or precipitation over a long period of time. As a result, oxyacid was further contacted and mixed with the reaction product of titanium alkoxide and aliphatic amine or oxyacid, and the number of moles of the hydroxyl group of the compound having two or more hydroxyl groups was 0.05 to 5.0 with respect to titanium. Thus, it was possible to mix with water at an arbitrary ratio by contacting and mixing, and to find a stable aqueous titanium composition against water containing an electrolyte.
In addition, the present inventors have found that an antistatic film having resistance to water and a detergent solution can be formed by using the aqueous titanium composition and contacting and mixing with a specific antistatic agent.

すなわち本発明は、チタンアルコキシドと脂肪族アミンまたはオキシ酸の反応物に更にオキシ酸と2以上の水酸基を有する化合物とを混合してなり、2以上の水酸基を有する化合物の水酸基のモル数がチタンに対し0.05〜5.0である事を特徴とする水系チタン組成物であり、更に本水系チタン化合物と帯電防止剤を混合する事を特徴とする帯電防止処理剤に関するものである。  That is, the present invention provides a reaction product of a titanium alkoxide and an aliphatic amine or oxyacid, further mixed with an oxyacid and a compound having two or more hydroxyl groups, and the number of moles of the hydroxyl group of the compound having two or more hydroxyl groups is titanium. The present invention relates to an antistatic treatment agent characterized in that it is an aqueous titanium composition characterized in that it is 0.05 to 5.0, and further this aqueous titanium compound and an antistatic agent are mixed.

本発明は、水と任意の割合で混ぜる事ができ、かつ長期にわたり濁りや沈殿を生じず安定な水系チタン組成物を提供するものである。したがって少量の水を使用してもチタン含有水溶液が得られるため、チタンの含有率を高くする事ができ、また、水を加えても白色固体を生じないために製造および使用が容易である。この水系チタン組成物は従来のチタンアルコキシドと比べ水分の影響を受けず取り扱いが簡単であり、かつ水のみならず電解質を含んだ水に対しても安定であるので、架橋剤、接着改良剤、薄膜原料などに使用すれば優れたチタン組成物本来の性能を発揮する事ができ、作業安定性に優れ、かつ有機溶剤の排出を減らす事も出来る。チタンアルコキシド(A)と、脂肪族アミン(B)と、オキシ酸(C)と、2以上の水酸基を有する化合物(D)の組み合わせやそれらの反応条件を選べば、機能の発現条件をを任意に設定することができる。例えば架橋剤として使用する場合に、低温では反応を抑え、より高温で硬化させるように調整することができる。  The present invention provides a stable aqueous titanium composition that can be mixed with water at an arbitrary ratio and does not cause turbidity or precipitation over a long period of time. Therefore, since a titanium-containing aqueous solution can be obtained even if a small amount of water is used, the content of titanium can be increased, and since white solids are not formed even when water is added, production and use are easy. Since this water-based titanium composition is not affected by moisture compared with conventional titanium alkoxides and is easy to handle, and is stable not only with water but also with water containing an electrolyte, a crosslinking agent, an adhesion improver, When used as a thin film raw material, the original performance of an excellent titanium composition can be exhibited, the work stability is excellent, and the discharge of organic solvents can be reduced. If the combination of titanium alkoxide (A), aliphatic amine (B), oxyacid (C), and compound (D) having two or more hydroxyl groups and their reaction conditions are selected, the expression conditions of the function can be arbitrarily set Can be set to For example, when used as a crosslinking agent, the reaction can be suppressed at a low temperature and can be adjusted to be cured at a higher temperature.

更に、本水系チタン化合物中の2以上の水酸基を有する化合物として多価アルコールを使用することによって、水酸基やカルボキシル基以外のエポキシ基やイソシアナト基などの官能基を有する化合物と反応させる事が可能である。また、本チタン化合物を使用し、エポキシ基などを有する特定の帯電防止剤(E)と組み合わせることで、特に水溶性で且つ耐水性、耐洗濯性に非常に優れた膜を形成する事ができる。この組成物の使用により、従来の帯電防止剤で得ることが困難であった耐水性や耐洗濯性を改善する事ができ、且つ、水溶性のため、作業安全性に優れ、有機溶剤の排出も減らすこともできる。  Furthermore, by using a polyhydric alcohol as a compound having two or more hydroxyl groups in the aqueous titanium compound, it is possible to react with a compound having a functional group such as an epoxy group other than a hydroxyl group or a carboxyl group or an isocyanato group. is there. In addition, by using this titanium compound and combining with a specific antistatic agent (E) having an epoxy group or the like, it is possible to form a film that is particularly water-soluble and very excellent in water resistance and washing resistance. . By using this composition, it is possible to improve water resistance and washing resistance, which were difficult to obtain with conventional antistatic agents, and because it is water-soluble, it has excellent work safety and discharge of organic solvents. Can also be reduced.

以下に本発明についてさらに詳細に説明する。本発明の帯電防止組成物における水系チタン化合物は下記に示すチタンアルコキシド(A)と、脂肪族アミン(B)または、オキシ酸(C)との反応物に更に、オキシ酸(C)、2以上の水酸基を有する化合物(D)との混合物であり、更に帯電防止処理剤は、この水系チタン化合物に更に、帯電防止剤(E)を混合したものである。  The present invention is described in further detail below. The aqueous titanium compound in the antistatic composition of the present invention is a reaction product of the following titanium alkoxide (A) with an aliphatic amine (B) or oxyacid (C), and further an oxyacid (C), 2 or more The antistatic treatment agent is a mixture of the aqueous titanium compound and an antistatic agent (E).

チタンアルコキシド(A)は下記一般式(I)で表される。

Figure 2006206855
The titanium alkoxide (A) is represented by the following general formula (I).
Figure 2006206855

〜Rはアルキル基である。好ましいアルキル基の炭素数は1〜8の整数であり、nは1〜10の整数である。さらに具体的にはテトライソプロピルチタネート、テトラノルマルプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、テトラt−ブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラノルマルエチルチタネート、テトライソオクチルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート2量体、テトラノルマルブチルチタネート4量体、テトラノルマルブチルチタネート7量体などがある。ここに例示したものに限らないが、これらのチタンアルコキシドを単独または2種類以上混合して用いる事ができる。R 1 to R 4 are alkyl groups. Carbon number of a preferable alkyl group is an integer of 1-8, and n is an integer of 1-10. More specifically, tetraisopropyl titanate, tetranormal propyl titanate, tetranormal butyl titanate, tetra t-butyl titanate, tetraisobutyl titanate, tetranormal ethyl titanate, tetraisooctyl titanate, tetranormal butyl titanate dimer, tetranormal butyl There are titanate tetramer, tetranormal butyl titanate heptamer and the like. Although not limited to those exemplified here, these titanium alkoxides can be used alone or in admixture of two or more.

脂肪族アミン(B)としては、次のようなものがある。例えば、アルキルアミンではメチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン,t−ブチルアミン、n−アミルアミン、sec−アミルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジn−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−ブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリn−プロピルアミン、トリn−ブチルアミン、3−(ジエチルアミノ)プロピルアミン、3−(ジn−ブチルアミノ)プロピルアミンなどがあり、脂肪族環状アミンではピペリジン、ピロリジンなどがあり、アルコキシアルキルアミンとしては、3−メトキシプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミンなどがあり、ヒドロキシアルキルアミンではN,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジn−ブチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどがあり、第四級アンモニウム水酸化物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−プロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラn−ブチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシドなどがある。無論ここに例示したものに限らないが、単独または2種類以上混合して用いる事ができる。これら脂肪族アミンの中で特にヒドロキシアルキルアミンを使用することが好ましい。  Examples of the aliphatic amine (B) include the following. For example, in alkylamine, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, t-butylamine, n-amylamine, sec-amylamine, dimethylamine, diethylamine, di-n-propyl There are amine, diisopropylamine, di-n-butylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, 3- (diethylamino) propylamine, 3- (di-n-butylamino) propylamine, aliphatic Examples of cyclic amines include piperidine and pyrrolidine. Examples of alkoxyalkylamines include 3-methoxypropylamine and 3-ethoxypropylamine. Hydroxyalkylamines include N, N. Examples include dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-di-n-butylethanolamine, monoethanolamine, triethanolamine, and triisopropanolamine. Tetramethyl is used as the quaternary ammonium hydroxide. Examples include ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetra-n-propylammonium hydroxide, tetra-n-butylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, 2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide. Of course, it is not limited to those exemplified here, but can be used alone or in combination of two or more. Of these aliphatic amines, hydroxyalkylamine is particularly preferred.

脂肪族アミンの添加量はチタンアルコキシドと直接反応させる場合、アルカノールアミンを用いることが好ましく、チタンアルコキシド1モルに対して、脂肪族アミン1モル以上が必要であり、更に、チタンアルコキシド1モルに対して脂肪族アミンは2モル以上にて反応を行うことが好ましい。チタンアルコキシド1モルに対し、脂肪族アミンが1モル以下の場合は、水系チタン化合物が得られず、水に添加した際、白色沈殿を析出する。  The amount of the aliphatic amine added is preferably an alkanolamine when directly reacting with the titanium alkoxide, and 1 mol or more of the aliphatic amine is required per 1 mol of the titanium alkoxide, and further, 1 mol of the titanium alkoxide. The aliphatic amine is preferably reacted at 2 moles or more. When the amount of aliphatic amine is 1 mol or less with respect to 1 mol of titanium alkoxide, a water-based titanium compound cannot be obtained, and when added to water, a white precipitate is deposited.

オキシ酸(C)としては炭素数が2〜20のオキシ酸が使用でき、更に炭素数が2〜10のオキシ酸を使用することが好ましい。オキシ酸の種類としては、次のようなものがあげられる。例えば、乳酸、クエン酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、グリセリン酸、オキシプロピオン酸、オキシ酪酸、オキシイソ酪酸、マンデル酸、トロバ酸、グルコン酸などをあげられる。無論ここに例示したものに限らないが、これらのオキシカルボン酸を単独または2種類以上混合して用いる事ができる。この中で特にリンゴ酸、乳酸、グリコール酸、クエン酸がより好ましい。オキシ酸を用い、チタンアルコキシドと反応する場合は、チタンアルコキシド1モルに対し、オキシ酸が1モル以上必要であり、更には、チタンアルコキシド1モルに対し、オキシ酸が2モル以上反応する事が好ましい。オキシ酸が1モル以下の場合は、水溶性のチタン化合物が得られず、水を添加した時に白色沈殿を生ずる場合がある。オキシ酸を添加剤として用いる場合、オキシ酸の添加量はチタンアルコキシド1モルに対しに対して、0.1モル以上が必要である。オキシカルボン酸の添加は水系チタン組成物を安定化させ、急激な反応を押さえて安定した作業性を与え,電解質を含む水溶液と接触しても濁りや沈殿物を生じ難くなる。  As the oxyacid (C), an oxyacid having 2 to 20 carbon atoms can be used, and an oxyacid having 2 to 10 carbon atoms is preferably used. Examples of oxyacids include the following. Examples include lactic acid, citric acid, glycolic acid, malic acid, tartaric acid, glyceric acid, oxypropionic acid, oxybutyric acid, oxyisobutyric acid, mandelic acid, trovic acid, gluconic acid and the like. Of course, although not limited to those exemplified here, these oxycarboxylic acids can be used alone or in admixture of two or more. Of these, malic acid, lactic acid, glycolic acid, and citric acid are more preferable. When using oxyacid and reacting with titanium alkoxide, 1 mol or more of oxyacid is required per 1 mol of titanium alkoxide. Furthermore, 2 mol or more of oxyacid may react with 1 mol of titanium alkoxide. preferable. When the oxyacid is 1 mol or less, a water-soluble titanium compound cannot be obtained, and white precipitation may occur when water is added. When oxyacid is used as an additive, the amount of oxyacid added must be 0.1 mol or more per 1 mol of titanium alkoxide. Addition of oxycarboxylic acid stabilizes the aqueous titanium composition, suppresses a rapid reaction, gives stable workability, and does not easily cause turbidity and precipitate even when contacted with an aqueous solution containing an electrolyte.

2以上の水酸基を有する化合物としては、次のようなものがあげられる。たとえば、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、2,3−ブタンジオール、2,3−ペンタンジオール、グリセリンなどがあげられ、また、樹脂組成物として完全ケン化型ポリビニルアルコール、部分ケン化型ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等があげられる。無論ここに例示したものに限らないが、これらの化合物を単独または2種類以上混合して用いる事ができる。  Examples of the compound having two or more hydroxyl groups include the following. Examples include 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 2,3-butanediol, 2,3-pentanediol, glycerin, and the like. Examples of the resin composition include fully saponified polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, cation-modified polyvinyl alcohol, anion-modified polyvinyl alcohol, silanol-modified polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose. Of course, although not limited to those exemplified here, these compounds may be used alone or in combination of two or more.

水酸基を2以上有する化合物の添加量は、水酸基を2以上有する化合物の水酸基のモル数がチタンに対し0.01〜10.0であり、好ましくは、0.05〜5.0である。添加量が0.01モル以下または10.0以上であると、水溶性のチタン化合物が得られず、水を添加した時に白色沈殿を生ずる場合がある。  The amount of the compound having two or more hydroxyl groups is such that the number of moles of the hydroxyl group of the compound having two or more hydroxyl groups is 0.01 to 10.0, preferably 0.05 to 5.0, with respect to titanium. If the addition amount is 0.01 mol or less or 10.0 or more, a water-soluble titanium compound cannot be obtained, and white precipitation may occur when water is added.

帯電防止剤(E)としては分子中に少なくとも一つ以上の水酸基又はカルボキシル基を有する帯電防止剤または、分子中に1以上のエポキシ基を有する帯電防止剤を好適に使用する事ができる。分子中に一つ以上の窒素原子を有する帯電防止剤としては、例えば、N−ドデシル−N−ヒドロキシエチルドデカンアミド、N−ヒドロキシエチル−N−オクタデキルテトラデカンアミド、N−ヒドロキシエチル−N−オクタデシルドコサンアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシテトラデシル)エタノールアミン、N−ヒドロキシエチルドデシルアミン、アルキルジ(アミノエチル)グリシン、塩化ココイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム、塩化オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、塩化ジメチルジアリルアンモニウムとアクリル酸のコポリマー、第四級アンモニウム塩含有アクリル樹脂などがあげられる。また、分子中に1以上のエポキシ基を有する帯電防止としては、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライドなどがあげられる。無論ここに例示したものに限らないが、単独または2種類以上混合して用いる事ができる。これら帯電防止剤は本水系チタン組成物中のチタンアルコキシド1モルに対し0.1モル以上添加する事が好ましい。帯電防止剤の添加量がチタンアルコキシド1モルに対し0.5モル比以下であると、帯電防止性が得られず、耐水性、耐洗濯性を劣化させる。  As the antistatic agent (E), an antistatic agent having at least one hydroxyl group or carboxyl group in the molecule or an antistatic agent having one or more epoxy groups in the molecule can be preferably used. Examples of the antistatic agent having one or more nitrogen atoms in the molecule include N-dodecyl-N-hydroxyethyldodecanamide, N-hydroxyethyl-N-octadecyltetradecanamide, N-hydroxyethyl-N-octadecyl. Docosanamide, N, N-bis (2-hydroxytetradecyl) ethanolamine, N-hydroxyethyldodecylamine, alkyldi (aminoethyl) glycine, cocoylbis (2-hydroxyethyl) methylammonium chloride, oleylbis (2-hydroxy) Ethyl) methylammonium, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, a copolymer of dimethyldiallylammonium chloride and acrylic acid, and a quaternary ammonium salt-containing acrylic resin. . Examples of the antistatic agent having one or more epoxy groups in the molecule include polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, butoxypolyethylene glycol monoglycidyl ether, and glycidyl trimethyl ammonium chloride. Of course, it is not limited to those exemplified here, but can be used alone or in combination of two or more. These antistatic agents are preferably added in an amount of 0.1 mol or more per 1 mol of titanium alkoxide in the present aqueous titanium composition. When the addition amount of the antistatic agent is 0.5 mole ratio or less with respect to 1 mole of titanium alkoxide, the antistatic property cannot be obtained, and the water resistance and washing resistance are deteriorated.

水系チタン化合物の合成法に関してはチタンアルコキシドと脂肪族アミンまたはオキシ酸との反応をした後は特に順序無くオキシ酸や2以上の水酸基を有する化合物を添加できる。また、帯電防止剤との混合においても、同様であり、水系チタン化合物に帯電防止剤を添加しても良いし、逆に帯電防止剤中に水系チタン化合物を添加しても良い。  With respect to the method for synthesizing the aqueous titanium compound, after the reaction between titanium alkoxide and an aliphatic amine or oxyacid, an oxyacid or a compound having two or more hydroxyl groups can be added in no particular order. The same applies to the mixing with the antistatic agent, and the antistatic agent may be added to the aqueous titanium compound, or conversely, the aqueous titanium compound may be added to the antistatic agent.

以下に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

水系チタン組成物Aの合成
100mlの四つ口フラスコにテトライソプロピルチタネートを28.4g(0.1モル)仕込み、攪拌しながらジエタノールアミン 21.0g(0.2モル)を30分かけて加えた。添加終了後、85℃にて30分間還留し、冷却した。
冷却後、クエン酸を19.2g(0.1モル)混合溶解し、溶解を確認後、5%完全ケン化型ポリビニルアルコール(平均分子量:約80000)水溶液を15.0g混合溶解した。本水系チタン化合物中のチタンに対する完全ケン化型ポリビニルアルコール中の水酸基のモル数は0.20であった。この薬液を水系チタン組成物Aとした。
Synthesis of Aqueous Titanium Composition A 28.4 g (0.1 mol) of tetraisopropyl titanate was charged into a 100 ml four-necked flask, and 21.0 g (0.2 mol) of diethanolamine was added over 30 minutes while stirring. After completion of the addition, it was refluxed at 85 ° C. for 30 minutes and cooled.
After cooling, 19.2 g (0.1 mol) of citric acid was mixed and dissolved. After confirming dissolution, 15.0 g of a 5% completely saponified polyvinyl alcohol (average molecular weight: about 80000) aqueous solution was mixed and dissolved. The number of moles of hydroxyl groups in the fully saponified polyvinyl alcohol relative to titanium in the aqueous titanium compound was 0.20. This chemical was designated as an aqueous titanium composition A.

水系チタン組成物Bの合成
100mlの四つ口フラスコにテトラノルマルブチルチタネートを28.4g(0.1モル)仕込み、攪拌しながらトリエタノールアミン 29.8g(0.2モル)を30分かけて加えた。添加終了後、85℃にて30分間還留し、冷却した。冷却後、リンゴ酸を13.4g(0.1モル)混合溶解し、溶解を確認後、5%ヒドロキシエチルセルロース(平均分子量:約60000)を20g混合溶解した。本水系チタン化合物中のチタンに対するヒドロキシエチルセルロース中の水酸基のモル数は0.15であった。この薬液を水系チタン組成物Bとした。
Synthesis of aqueous titanium composition B 28.4 g (0.1 mol) of tetranormal butyl titanate was charged into a 100 ml four-necked flask, and 29.8 g (0.2 mol) of triethanolamine was added over 30 minutes with stirring. added. After completion of the addition, it was refluxed at 85 ° C. for 30 minutes and cooled. After cooling, 13.4 g (0.1 mol) of malic acid was mixed and dissolved, and after confirmation of dissolution, 20 g of 5% hydroxyethyl cellulose (average molecular weight: about 60000) was mixed and dissolved. The number of moles of hydroxyl groups in hydroxyethyl cellulose relative to titanium in the aqueous titanium compound was 0.15. This chemical solution was designated as an aqueous titanium composition B.

水系チタン組成物Cの合成
100mlの四つ口フラスコにテトライソプロピルチタネートを28.4g(0.1モル)仕込み、攪拌しながらトリエタノールアミン 29.8g(0.2モル)を30分かけて加えた。添加終了後、85℃にて30分間還留し、冷却した。冷却後、酒石酸を15.0g(0.1モル)混合溶解し、溶解を確認後、5%カルボキシメチルセルロース(平均分子量:約60000)を20g混合溶解した。本水系チタン化合物中のチタンに対するヒドロキシエチルセルロース中の水酸基のモル数は0.15であった。この薬液を水系チタン組成物Cとした。
Synthesis of aqueous titanium composition C 28.4 g (0.1 mol) of tetraisopropyl titanate was charged into a 100 ml four-necked flask, and 29.8 g (0.2 mol) of triethanolamine was added over 30 minutes while stirring. It was. After completion of the addition, it was refluxed at 85 ° C. for 30 minutes and cooled. After cooling, 15.0 g (0.1 mol) of tartaric acid was mixed and dissolved, and after confirmation of dissolution, 20 g of 5% carboxymethylcellulose (average molecular weight: about 60000) was mixed and dissolved. The number of moles of hydroxyl groups in hydroxyethyl cellulose relative to titanium in the aqueous titanium compound was 0.15. This chemical was designated as an aqueous titanium composition C.

水系チタン組成物Dの合成
100mlの四つ口フラスコにテトライソプロピルチタネートを28.4g(0.1モル)仕込み、攪拌しながらジメチルモノエタノールアミン17.8g(0.2モル)を30分かけて加えた。添加終了後、85℃にて30分間還留し、冷却した。
冷却後、クエン酸を19.2g(0.1モル)混合溶解し、溶解を確認後、グリセリンを0.9g(0.01モル)混合溶解した。
本水系チタン化合物中のチタンに対するグリセリン中の水酸基のモル数は0.10であった。水系チタン組成物チタン化合物Dとした。
Synthesis of aqueous titanium composition D 28.4 g (0.1 mol) of tetraisopropyl titanate was charged into a 100 ml four-necked flask, and 17.8 g (0.2 mol) of dimethylmonoethanolamine was added over 30 minutes with stirring. added. After completion of the addition, it was refluxed at 85 ° C. for 30 minutes and cooled.
After cooling, 19.2 g (0.1 mol) of citric acid was mixed and dissolved, and after confirming dissolution, 0.9 g (0.01 mol) of glycerin was mixed and dissolved.
The number of moles of hydroxyl groups in glycerin relative to titanium in the aqueous titanium compound was 0.10. The aqueous titanium composition was titanium compound D.

水系チタン組成物Eの合成
ジエタノールアミンを乳酸18.0g(0.2モル)に代えた以外はチタン化合物Bと同様な操作を行った。この薬液を水系チタン組成物Eとした。
Synthesis of water-based titanium composition E The same operation as titanium compound B was performed except that diethanolamine was replaced with 18.0 g (0.2 mol) of lactic acid. This chemical was designated as an aqueous titanium composition E.

水系チタン組成物Fの合成
ジエタノールアミンをクエン酸38.4g(0.2モル)に代えた以外はチタン化合物Cと同様な操作を行った。この薬液を水系チタン組成物Fとした。
Synthesis of aqueous titanium composition F The same operation as titanium compound C was carried out except that diethanolamine was replaced with 38.4 g (0.2 mol) of citric acid. This chemical was designated as an aqueous titanium composition F.

実施例1〜6および比較例1
上記水系チタン組成物A〜F各4.4gを、水および、電解質水溶液の濃度が0.5モル/Lの酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム、酢酸の各水溶液に20g加え配合液を作り、配合液の濁りまたは沈殿物の生成状態を観察した。なお酢酸ナトリウム、酢酸アンモニウム、酢酸の0.5モル/L水溶液のpHは、おのおの8.8でアルカリ性、6.9で中性、2.5で酸性であった。比較例として、チタントリエタノールアミネートであるオルガチックスTC−400(松本製薬工業社製)を用い、同試験を行った。その結果を表1に示す。

Figure 2006206855
実施例7〜13および比較例2〜3
各水系チタン組成物と帯電防止剤、水を混合した帯電防止処理液を表2に示す。
Figure 2006206855
Examples 1 to 6 and Comparative Example 1
Add 4.4 g of each of the above aqueous titanium compositions A to F to water and each aqueous solution of sodium acetate, ammonium acetate, and acetic acid having a concentration of 0.5 mol / L of aqueous electrolyte solution to make a mixed solution. Turbidity or precipitate formation was observed. The pH of 0.5 mol / L aqueous solution of sodium acetate, ammonium acetate and acetic acid was 8.8 alkaline, 6.9 neutral, and 2.5 acidic. As a comparative example, the same test was conducted using Olgatics TC-400 (manufactured by Matsumoto Pharmaceutical Co., Ltd.) which is titanium triethanolamate. The results are shown in Table 1.
Figure 2006206855
Examples 7-13 and Comparative Examples 2-3
Table 2 shows antistatic treatment liquids in which each aqueous titanium composition, antistatic agent, and water are mixed.
Figure 2006206855

試験片の作製
帯電防止組成物を水にて10倍に希釈した後、本希釈液をポリエステルの布の重量と同量ディップ法により塗工した。塗工後、100℃にて2分間乾燥した。その後、160℃にて2分間硬化した。
これを試験片とした。
洗濯試験
試験片を1g/Lの濃度に調整した洗剤水溶液に入れ、洗濯機を用い、5分洗濯をした。洗濯終了後、2分間すすぎを2回行った。本工程を5回連続し行った。5回目のすすぎ工程終了後、20分間流水中にて洗浄し、乾燥機にて15分間乾燥し、洗濯後の試験片を得た。
摩擦帯電圧測定試験
室温20℃、湿度40%に設定した恒温室にてJISL1094に基づき摩擦帯電圧を測定した。
これら測定結果を表2に示す。
Preparation of test piece After the antistatic composition was diluted 10 times with water, the diluted solution was applied by the dip method in the same amount as the weight of the polyester cloth. After coating, it was dried at 100 ° C. for 2 minutes. Thereafter, it was cured at 160 ° C. for 2 minutes.
This was used as a test piece.
Laundry test The test piece was placed in a detergent aqueous solution adjusted to a concentration of 1 g / L and washed for 5 minutes using a washing machine. After washing was completed, rinsing was performed twice for 2 minutes. This process was repeated 5 times. After completion of the fifth rinsing step, the sample was washed in running water for 20 minutes and dried in a dryer for 15 minutes to obtain a test piece after washing.
Friction voltage measurement test Friction voltage was measured based on JISL 1094 in a thermostatic chamber set at room temperature 20 ° C and humidity 40%.
These measurement results are shown in Table 2.

Claims (8)

チタンアルコキシドと脂肪族アミン及び/又はオキシカルボン酸と2以上の水酸基を有する化合物を必須成分とし、これらを接触、混合してなり、2以上の水酸基を有する化合物の水酸基のモル数がチタンに対し0.1以上である水系チタン組成物。  A titanium alkoxide, an aliphatic amine and / or an oxycarboxylic acid and a compound having two or more hydroxyl groups are essential components, and these are contacted and mixed, and the number of moles of hydroxyl groups of the compound having two or more hydroxyl groups is relative to titanium. An aqueous titanium composition that is 0.1 or more. 帯電防止剤と請求項1の水系チタン化合物からなる帯電防止処理剤。  An antistatic treatment agent comprising an antistatic agent and the aqueous titanium compound of claim 1. 2以上の水酸基を有する化合物が炭素数3以上の化合物の多価アルコールである請求項1の水系チタン組成物。  The aqueous titanium composition according to claim 1, wherein the compound having two or more hydroxyl groups is a polyhydric alcohol of a compound having 3 or more carbon atoms. 水酸基を有する化合物が、ビニルアルコールの(共)重合体である請求項1の水系チタン組成物。  The aqueous titanium composition according to claim 1, wherein the compound having a hydroxyl group is a (co) polymer of vinyl alcohol. 脂肪族アミンがアルカノールアミン、第四級アンモニウム水酸化物である請求項1の水系チタン組成物。  The aqueous titanium composition according to claim 1, wherein the aliphatic amine is an alkanolamine or a quaternary ammonium hydroxide. チタンアルコキシドと接触、混合するオキシカルボン酸のモル数がチタンアルコキシドに対して0.1以上である請求項1の水系チタン組成物。  The water-based titanium composition according to claim 1, wherein the number of moles of oxycarboxylic acid in contact with and mixing with the titanium alkoxide is 0.1 or more with respect to the titanium alkoxide. 分子中に少なくとも1以上の水酸基またはカルボキシル基を有する帯電防止剤を使用する請求項2記載の帯電防止処理剤。  The antistatic treatment agent according to claim 2, wherein an antistatic agent having at least one hydroxyl group or carboxyl group in the molecule is used. 分子中に少なくとも1以上のエポキシ基を有する帯電防止剤を使用する請求項2記載の帯電防止処理剤。  The antistatic treatment agent according to claim 2, wherein an antistatic agent having at least one epoxy group in the molecule is used.
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