JP2007197399A - pH応答性シランカップリング剤およびそれで処理した表面処理物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記一般式(1)および(2)で示されるシランカップリング剤。
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R2は炭素数2または3のアルキレン基、Xは−NHCOO−、−NHCONH−、−NHCO−から選ばれる基、R3は炭素数1〜11のアルキレン基、アルケニレン基、一般式(2)で示される基のいずれかから選ばれる基、R4は炭素数0〜2のアルキレン基またはアルケニレン基、M1は水素原子または1価の金属原子を表す。)
【選択図】なし
Description
(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、R2は炭素数2または3のアルキレン基、Xは−NHCOO−、−NHCONH−、−NHCO−から選ばれる基、R3は炭素数1〜11のアルキレン基、アルケニレン基、下記一般式(2)で示される基のいずれかから選ばれる基、R4は炭素数0〜2のアルキレン基またはアルケニレン基、M1は水素原子又は1価の金属原子を表す。)
本発明にかかるシランカップリング剤は、前記一般式(1)で示されることを特徴とする。一般式(1)に示されるアルコキシシラン誘導体は、3−イソシアネートアルコキシシラン化合物とアミノカルボン酸、またはヒドロキシカルボン酸とをカップリングして得られる。
そして、本発明にかかるシランカップリング剤によって表面処理された粉体を化粧料中に配合した場合、化粧料が通常用いられる酸性〜中性領域においては疎水性を示すために化粧持ちに優れているにもかかわらず、石鹸等を用いて適度に塩基性環境とした場合には粉体の表面が親水性へと変化するため、水によって容易に洗い流すことが可能となる。
まず最初に、本発明のpH応答性シランカップリング剤の合成方法について説明する。
合成例1
窒素雰囲気下、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン2.47gと8−アミノオクタン酸1.59gを脱水アセトニトリル20mLに溶解した。加熱還流しながら1.3時間攪拌し、カルボキシウレアC7カップリング剤(濃度20%)を得た。
1H−NMRのチャートを図1に示す。
また、上記化学式(5)で示される化合物のうち、n=11であるカルボキシウレアは以下のように合成される。
窒素雰囲気下、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン2.47gと12−アミノドデカン酸2.15gを脱水アセトニトリル20mLに溶解した。加熱還流しながら1時間攪拌した。反応後、冷却すると不溶物が析出したので、アセトニトリルと同量の無水エタノールを添加し溶解させ、カルボキシウレアC11カップリング剤(濃度13%)を得た。1H−NMRのチャートを図2に示す。
粉体処理例
エタノール14.4g中に前記合成例2により製造したシランカップリング剤(KBESA−3)0.6gを溶解し、4%カップリング剤溶液を調製した。この溶液中に酸化チタン2.4gと5%酢酸5gを加え3時間攪拌しながら加熱還流した。その後エバポレーターによりエタノールを留去し、得られた粉体の残存溶液を105℃にて加熱乾燥して除き、表面処理粉体を得た。得られた粉体について、元素分析により表面処理剤の被覆割合を測定したところ、粉体の仕込み量の94%がシランカップリング剤によって処理されていることが確認された。
疎水化処理粉体の調製例
エタノール50g中にステアリン酸3gを分散させた。この溶液を90℃の湯浴中にてステアリン酸を完全に溶解させた後、酸化チタン17gを加えて分散させた。その後60℃の湯浴中でエバポレーターを用いて減圧濃縮し溶媒を留去した。得られた粉体を105℃で乾燥、粉砕して脂肪酸処理酸化チタンを得た。
(1)評価方法
各種表面処理剤により表面処理した酸化チタン粉体0.1gを、pH6及びpH10の各種pH緩衝水溶液30mLともにバイアル中にいれ、マグネチックスターラーにより1分間混合攪拌した後静置して溶液の状態を確認した。
(2)評価基準
○:粉体が水中に均一に溶解し、白濁溶液となった。
△:粉体が一部溶解し、若干の分離がみられる。
×:粉体が水と溶解せず、水面上に分離した。
※1:
※2:
※3:
前記シランカップリング剤の合成例のようにして得られた各種表面処理剤を前記粉体処理例にならい酸化チタンを表面処理し、処理粉体を得た。
前記シランカップリング剤の合成例のようにして得られた各種表面処理剤を、前記疎水化処理粉体の調製例に示した脂肪酸処理酸化チタンに表面処理をし、処理粉体を得た。
アセトン14.4g中にメチルハイドロジェンポリシロキサン0.6gを溶解し、4%メチルハイドロジェンポリシロキサン溶液を調製した。この溶液中に酸化チタン2.4gを加えて混合・分散した後、エバポレーターにてアセトンを留去した。得られた粉体の残存溶液を105℃で加熱乾燥して除くと同時に、メチルハイドロジェンの焼付け処理を行い、表面処理粉体を得た。
エタノール14.4g中にデシルトリメトキシシラン0.6gを溶解し、4%カップリング剤溶液を調製した。この溶液中に酸化チタン2.4gと5%酢酸5gを加え3時間攪拌しながら加熱還流した。その後エバポレーターによりエタノールを留去し、得られた粉体の残存溶液を105℃にて加熱乾燥して除き、表面処理粉体を得た。
エタノール14.4g中にオクチルアクリルアミド・アクリル樹脂0.6gを溶解し、4%オクチルアクリルアミド・アクリル樹脂溶液を調製した。この溶液中に酸化チタン2.4gを加え混合・分散した後、エバポレーターにてエタノールを留去した。得られた粉体の残存溶液を105℃にて加熱乾燥して除き、表面処理粉体を得た。
3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン2.47gとジメチルヘキシルアミン1.29gをアセトニトリル50mLに溶解した。加熱還流しながら2時間攪拌し、得られた溶液を30℃の湯浴中でエバポレーターを用いて減圧濃縮し、溶媒を除去して上記化学式(7)で示されるシランカップリング剤を得た。これを前記粉体処理例にならい酸化チタンを表面処理し、表面処理粉体を得た。
以上のように、pH応答性が確認された本発明にかかる表面処理剤で処理した粉体に関し、これを化粧料に配合した場合には、酸性〜中性領域では優れた疎水性を示すため化粧持ちが良好であり、石鹸水等を用いて塩基性環境とすると容易に洗い流すことが可能になると考えられる。
表面処理粉体2−1の合成
エタノール500g中に、前記合成例2に準じて製造したpH応答性シランカップリング剤20gを溶解し、4%カップリング剤溶液を調製した。この溶液中に酸化チタン14.1部、タルク22.5部、マイカ57.5部、ベンガラ1.5部、黄酸化鉄4.2部、黒酸化鉄0.2部を混合した粉末200gと5%酢酸100gを加え6時間攪拌しながら加熱還流した。その後エバポレーターによりエタノールおよび水分を留去し、得られた粉体の残存溶液を105℃にて加熱乾燥して除き、表面処理粉体を得た。
配合量(質量%)
(1)表面処理粉体2−1 78.25
(2)球状ポリエチレン 10.0
(3)流動パラフィン 6.0
(4)酢酸ラノリン 1.0
(5)ミリスチン酸オクチルドデシル 2.0
(6)ジイソオクタン酸ネオペンチルグリコール 2.0
(7)モノオレイン酸ソルビタン 0.5
(8)防腐剤 0.1
(9)酸化防止剤 0.1
(10)香料 0.05
(製法)(3)〜(8)を加熱溶解した。これに(1)〜(2)を加えて、ヘンシェルミキサーにて混合した。最後に(9)および(10)を加えヘンシェルミキサーで混合後、粉砕、成型してパウダー型ファンデーションを得た。このファンデーションは、化粧持ちに優れており、さらに石鹸を用いて容易に水で洗い流すことが可能であった。
Claims (3)
- 下記一般式(1)で示される化合物であることを特徴とするシランカップリング剤。
- 請求項1に記載のシランカップリング剤において、前記一般式(1)で示される化合物の式中のXが−NHCOO−基であることを特徴とするシランカップリング剤。
- 請求項1または2に記載のシランカップリング剤において、前記一般式(1)で示される化合物の式中のR3が前記一般式(2)で示される基であることを特徴とするシランカップリング剤。
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