JP2006526697A - 繊維材料用シリコーン系難燃剤系 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)アミノ基及び3個以上の架橋可能な官能基で官能化された1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーを含有するシリコーン組成物の水溶液、分散液又はエマルジョンでセルロース含有基材を濡らし、
(b)濡らしたセルロース含有基材を約125℃〜約220℃の範囲の温度で硬化する
工程を含んでなる方法を提供する。
式中、添字a、b、c、d、e、f及びgは、b+d+fの和が2以上であり、しかもdとfが0のときはbが4以上であることを条件として、0又は正の整数であり、
Mは式R1 3SiO1/2のものであり、
M′は式(X)hR2 3−hSiO1/2のものであり、
Dは式R3 2SiO2/2のものであり、
D′は式(X)(2−i)R4 iSiO2/2のものであり、
Tは式R5SiO3/2のものであり、
T′は式(X)SiO3/2のものであり、
Qは式SiO4/2のものであり、
添字hは1〜3の範囲にあり、iは0又は1であり、
R1、R2、R3、R4及びR5は各々独立に架橋性前駆体、水素原子、C1−30アルキル、C1−22アルコキシ、C2−22アルケニル、C6−14アリール、C6−22アルキル置換アリール及びC6−22アラルキル基であり、これらの基のいずれもハロゲン化、例えばフッ素化されてC1−22フルオロアルキルのようなフルオロカーボンを含んでいてもよく、或いは式(CH2CHR6O)k(式中のR6は繰り返し単位毎に独立にCH3又はHであり、kは約4〜約50の範囲にある)のポリエーテル単位を含んでいてもよい。Xは各々独立にアミノ基又は架橋性前駆体であるが、ポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーが1分子当たり3個以上の架橋性前駆体及び1個以上のアミノ基を有することを条件とする。アミノ基は典型的にはC1−30アミノアルキルの形態である。アミノ基は、一級窒素基、二級窒素基、三級窒素基、四級窒素基又はこれらの混合物を含んでいてもよい。アミノ基は脂肪族環構造の一部であってもなくてもよい。アミノ基は芳香環のみからなるものでも、芳香環が介在するものでもよい。アミノ基に含まれる窒素原子の数は幾つでもよいが、好ましくは1又は2個である。好ましいアミノ基はアミノプロピル及びアミノエチルアミノプロピルである。本発明の各種実施形態で用いる用語「アルキル」には、n−アルキル、枝分れアルキル、アラルキル及びシクロアルキル基がすべて包含される。n−及び枝分れアルキル基は好ましくは炭素原子数約1〜約30のものであり、非限定的な具体例として、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ドデシル、セチル、ステアリルが挙げられる。シクロアルキル基は好ましくは環炭素原子数約4〜約12のものである。かかるシクロアルキル基の非限定的な具体例として、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、シクロヘプチルが挙げられる。アラルキル基は好ましくは炭素原子数約7〜約14のものである。その非限定的な具体例として、ベンジル、フェニルブチル、フェニルプロピル、フェニルエチルが挙げられる。本発明の各種実施形態で用いられるアリール基は好ましくは環炭素原子数約6〜約20のものであり、少なくとも1個の単環又は多環部分を含んでおり、多環は縮合環でも連結環でもよい。これらのアリール基の非限定的な具体例として、フェニル、ビフェニル、ナフチルが挙げられる。適当なハロゲン化部分の非限定的な具体例としては、トリフルオロプロピルが挙げられる。
100%木綿フリースの2インチ×6インチ片を、室温で、5重量%のシロキサンオリゴマー(アミノエチルアミノプロピルシルセスキオキサンオリゴマー、Gelest社製、表1で「シロキサン」と表示)及び(布地処理組成物の全重量を基準として0.9重量%又は3.7重量%の)乳酸アルミニウムを含有する水溶液中で、振盪した。布地を取り出し、手回し衣服絞り機に通した。吸水量を測定したところ、ほぼ100%であった。これを合計14個のフリースサンプルについて繰り返した。サンプルを対流オーブンで150℃に20分間加熱し、次いで室温まで放冷した。5個のサンプルは処理/加熱後に難燃性について評価し、別の5個のサンプルは洗ってから燃焼試験した。
1ガロン金属塗料缶で、3.9gの1993AATCC衣料洗剤と1.5kgの水道水を混合した。缶をスターラー/ホットプレート上に置き、缶頂部に機械的スターラーを取り付け、3枚羽インペラーを水面直下に位置させた。金属熱電対を水中に45°の角度で差し込んだ。7つの処理布地サンプル(すべて同一処理から)を入れた。スターラーを60〜70%にセットし、サンプルを49℃で12分間洗濯した。その後布地サンプルを取りだし、ビーカーに入れて冷たい水道水(15℃前後)の流れに5分間おいて濯いだ。過剰な水を除去し、サンプルを水平ラックにて一晩室温で乾燥した。
試験に先立って、すべての布地片を対流オーブンにて105℃で30分間コンディショニングした。サンプルをそれぞれサンプルホルダーに取り付け、デシケータ内に1〜3時間保持した。次にサンプルを、45°16CFR1610試験の標準規約に準じて燃焼試験した。Govmark Organization社(米国ニューヨーク州ベルモア)製の燃焼試験機を使用した。
Claims (37)
- 1個以上のアミノ基と架橋可能な3個以上の官能基で官能化された1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーを含んでなるシリコーン組成物であって、該ポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーがセルロース含有基材に難燃性を付与するシリコーン組成物。
- 前記1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーが次式のものである、請求項1記載の組成物。
MaM′bDcD′dTeT′fQg
式中、添字a、b、c、d、e、f及びgは、b+d+fの和が2以上であり、しかもdとfが0のときはbが4以上であることを条件として、0又は正の整数であり、
Mは式R1 3SiO1/2のものであり、
M′は式(X)hR2 3−hSiO1/2のものであり、
Dは式R3 2SiO2/2のものであり、
D′は式(X)(2−i) iR4SiO2/2のものであり、
Tは式R5SiO3/2のものであり、
T′は式(X)SiO3/2のものであり、
Qは式SiO4/2のものであり、
添字hは1〜3の範囲にあり、iは0又は1であり、
R1、R2、R3、R4及びR5は各々独立に架橋性前駆体、水素原子、C1−30アルキル、C1−22アルコキシ、C2−22アルケニル、C6−14アリール、C6−22アルキル置換アリール、C6−22アラルキル、C1−22フルオロアルキル又はC1−22ポリエーテルであり、
Xは各々独立にアミノ基又は架橋性前駆体であるが、ポリシロキサン又はシロキサンオリゴマー1分子当たり3個以上の架橋性前駆体とポリシロキサン又はシロキサンオリゴマー1分子当たり1個以上のアミノ基が存在することを条件とする。 - 架橋性前駆体がヒドロキシ基、アルコキシ基、水素又はこれらの組合せを含む、請求項2記載の組成物。
- 架橋性前駆体がヒドロキシ基を含む、請求項3記載の組成物。
- 前記アミノ基がアミノプロピル基、アミノエチルアミノプロピル基又はこれらの組合せを含む、請求項1記載の組成物。
- 前記アミノ基がアミノエチルアミノプロピル基を含む、請求項5記載の組成物。
- 前記ポリシロキサンのアミノ基置換Si原子/非置換Si原子の比が平均約1〜約5の範囲にある、請求項1記載の組成物。
- 前記セルロース含有基材が天然繊維、再生繊維又はこれらのブレンドもしくは組合せを含む、請求項1記載の組成物。
- 前記セルロース含有基材が天然繊維を含む、請求項8記載の組成物。
- 当該組成物がさらにアルミニウム化合物を含む、請求項1記載の組成物。
- 当該組成物がさらに乳酸アルミニウムを含む、請求項10記載の組成物。
- (a)アミノエチルアミノプロピル基1個以上及び官能性ヒドロキシ基3個以上で官能化された1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマー、及び
乳酸アルミニウム
を含んでなり、セルロース含有基材に難燃性を付与するシリコーン組成物。 - セルロース含有基材の処理方法であって、
(a)アミノ基及び3個以上の架橋可能な官能基で官能化された1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーを含有するシリコーン組成物の水溶液、分散液又はエマルジョンでセルロース含有基材を濡らし、
(b)濡らしたセルロース含有基材を約125℃〜約220℃の範囲の温度で硬化する
工程を含む方法。 - 前記1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーが次式のものである、請求項13記載の方法。
MaM′bDcD′dTeT′fQg
式中、添字a、b、c、d、e、f及びgは、b+d+fの和が2以上であり、しかもdとfが0のときはbが4以上であることを条件として、0又は正の整数であり、
Mは式R1 3SiO1/2のものであり、
M′は式(X)hR2 3−hSiO1/2のものであり、
Dは式R3 2SiO2/2のものであり、
D′は式(X)(2−i) iR4SiO2/2のものであり、
Tは式R5SiO3/2のものであり、
T′は式(X)SiO3/2のものであり、
Qは式SiO4/2のものであり、
添字hは1〜3の範囲にあり、iは0又は1であり、
R1、R2、R3、R4及びR5は各々独立に架橋性前駆体、水素原子、C1−30アルキル、C1−22アルコキシ、C2−22アルケニル、C6−14アリール、C6−22アルキル置換アリール、C6−22アラルキル、C1−22フルオロアルキル又はC1−22ポリエーテルであり、
Xは各々独立にアミノ基又は架橋性前駆体であるが、ポリシロキサン又はシロキサンオリゴマー1分子当たり3個以上の架橋性前駆体とポリシロキサン又はシロキサンオリゴマー1分子当たり1個以上のアミノ基が存在することを条件とする。 - 架橋性前駆体がヒドロキシ基、アルコキシ基、水素又はこれらの組合せを含む、請求項14記載の方法。
- 架橋性前駆体がヒドロキシ基を含む、請求項15記載の方法。
- 前記アミノ基がC1−30アミノアルキル基を含む、請求項13記載の方法。
- 前記アミノ基がアミノプロピル基、アミノエチルアミノプロピル基又はこれらの組合せを含む、請求項17記載の方法。
- 前記ポリシロキサンのアミノ基置換Si原子/非置換Si原子の比が平均約1〜約5の範囲にある、請求項13記載の方法。
- 前記セルロース含有基材が天然繊維、再生繊維又はこれらのブレンドもしくは組合せを含む、請求項13記載の方法。
- 前記セルロース含有基材が天然繊維を含む、請求項20記載の方法。
- 前記組成物がさらにアルミニウム化合物を含む、請求項13記載の方法。
- 前記組成物がさらに乳酸アルミニウムを含む、請求項22記載の方法。
- 濡らしたセルロース含有基材を約150℃〜約200℃の範囲の温度で硬化する、請求項13記載の方法。
- セルロース含有基材の処理方法であって、
(a)(i)アミノエチルアミノプロピル基及び3個以上のヒドロキシ基で官能化された1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーと(ii)乳酸アルミニウムを含有するシリコーン組成物の水溶液、分散液又はエマルジョンでセルロース含有基材を濡らし、
(b)濡らしたセルロース含有基材を約150℃〜約200℃の範囲の温度で約5分〜約30分の範囲の時間硬化する
工程を含むセルロース含有基材の処理方法。 - 1個以上のアミノ基と架橋可能な3個以上の官能基で官能化された1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーを含んでなるセルロース含有基材。
- 前記1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーが次式のものである、請求項26記載の基材。
MaM′bDcD′dTeT′fQg
式中、添字a、b、c、d、e、f及びgは、b+d+fの和が2以上であり、しかもdとfが0のときはbが4以上であることを条件として、0又は正の整数であり、
Mは式R1 3SiO1/2のものであり、
M′は式(X)hR2 3−hSiO1/2のものであり、
Dは式R3 2SiO2/2のものであり、
D′は式(X)(2−i) iR4SiO2/2のものであり、
Tは式R5SiO3/2のものであり、
T′は式(X)SiO3/2のものであり、
Qは式SiO4/2のものであり、
添字hは1〜3の範囲にあり、iは0又は1であり、
R1、R2、R3、R4及びR5は各々独立に架橋性前駆体、水素原子、C1−30アルキル、C1−22アルコキシ、C2−22アルケニル、C6−14アリール、C6−22アルキル置換アリール、C6−22アラルキル、C1−22フルオロアルキル又はC1−22ポリエーテルであり、
Xは各々独立にアミノ基又は架橋性前駆体であるが、ポリシロキサン又はシロキサンオリゴマー1分子当たり3個以上の架橋性前駆体とポリシロキサン又はシロキサンオリゴマー1分子当たり1個以上のアミノ基が存在することを条件とする。 - 架橋性前駆体がヒドロキシ基、アルコキシ基、水素又はこれらの組合せを含む、請求項27記載の基材。
- 架橋性前駆体がヒドロキシ基を含む、請求項28記載の基材。
- 前記アミノ基がC1−30アミノアルキル基を含む、請求項26記載の基材。
- 前記アミノ基がアミノプロピル基、アミノエチルアミノプロピル基又はこれらの組合せを含む、請求項30記載の基材。
- 前記ポリシロキサンのアミノ基置換Si原子/非置換Si原子の比が平均約1〜約5の範囲にある、請求項26記載の基材。
- 前記セルロース含有基材が天然繊維、再生繊維又はこれらのブレンドもしくは組合せを含む、請求項26記載の基材。
- 前記セルロース含有基材が天然繊維を含む、請求項33記載の基材。
- 前記セルロース含有基材がさらにアルミニウム化合物を含む、請求項26記載の基材。
- 前記セルロース含有基材がさらに乳酸アルミニウムを含む、請求項35記載の基材。
- (a)1個以上のアミノエチルアミノプロピル基及び3個以上のヒドロキシ基で官能化された1種以上のポリシロキサン又はシロキサンオリゴマーと(b)乳酸アルミニウムを含んでなるセルロース含有基材。
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