JP2011514249A

JP2011514249A - 消泡融合助剤

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Publication number: JP2011514249A
Application number: JP2010547996A
Authority: JP
Inventors: シェイレシュ・シー・シャー; ダニエル・ハーゾグ; ペーター・ベーネ; マイケル・エス・ウィギンス
Original assignee: Cognis IP Management GmbH
Current assignee: Cognis IP Management GmbH
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2011-05-06
Also published as: US8536257B2; EP2247357A1; WO2009106252A1; US20110003923A1

Abstract

融合助剤キャリヤーおよび１種以上の消泡剤活性成分を含んでなる水性組成物用消泡融合助剤を提供する。また、融合助剤キャリヤーおよび１種以上の消泡剤活性成分を供給する工程、並びに該キャリヤーと該消泡剤活性成分を混合する工程を含む、消泡融合助剤の製造方法も提供する。更に、ポリマーラテックスまたはポリマー分散体、並びに消泡融合助剤を含んでなる、水性組成物も提供する。

Description

本発明は一般に消泡融合助剤、特に水性組成物用消泡融合助剤に関する。

鉱油は通常、消泡組成物においてキャリヤー流体として使用されている。多くの常套の消泡剤は６０〜９５％の鉱油を含有する。鉱油は化石燃料に由来するし、鉱油の一部は揮発性有機化合物（ＶＯＣ）であって、ＶＯＣは鉱油含有消泡剤を含有する屋内用塗料を塗布すると屋内の窓を曇らせる一因となるので、鉱油は現在好まれない。

塗料、接着剤および不織材料用バインダーに使用する水性ラテックス組成物の性能は、凝集溶媒および可塑剤と組み合わせると向上するが、そのような添加剤の多くは揮発性であり、環境を汚染する。

従来のＶＯＣ寄与化合物に有効に取って代わることのできる成分に対する要求が存在している。また、水性組成物用の改良されたＶＯＣ不含有消泡剤およびＶＯＣ不含有融合助剤に対する要求も存在している。

簡単に述べると、本発明の態様によれば、水性組成物用消泡融合助剤は、
（ａ）融合助剤キャリヤーおよび
（ｂ）１種以上の消泡剤活性成分
を含んでなる。

本発明の別の態様によれば、消泡融合助剤の製造方法は、
（ａ）融合助剤キャリヤーを供給する工程、
（ｂ）１種以上の消泡剤活性成分を供給する工程、および
（ｃ）（ａ）のキャリヤーと（ｂ）の成分を混合する工程
を含む。

本発明の別の態様によれば、水性組成物は、
（ａ）ポリマーラテックスまたはポリマー分散体、並びに
（ｂ）（ｉ）融合助剤キャリヤーおよび
（ｉｉ）１種以上の消泡剤活性成分
を含んでなる消泡融合助剤
を含んでなる。

本明細書で使用する場合、用語「含んでなる」、「含んでなり」、「包含する」、「包含し」、「有する」、「有し」またはこれらの他の変形は、別の要素または成分が含まれ得ることを意味する。例えば、要素のリストを含んでなる、プロセス、方法、物品または装置は、明確に記載された要素に必ずしも限定されるのではなく、明確に記載されてはいないが、そのようなプロセス、方法、物品または装置に本来備わっている別の要素を含み得る。加えて、そうではないと明確に記載されていない限り、用語「または」は、包括的な「または」を意味し、排他的な「または」を意味しない。例えば、条件Ａ「または」Ｂとは、以下のいずれか１つを満足する：Ａであって（Ａは含まれ）Ｂではない（Ｂは含まれない）；Ａではなく（Ａは含まれず）Ｂである（Ｂは含まれる）；およびＡとＢの両方である（ＡとＢの両方が含まれる）。

本明細書で使用する場合、用語「a」または「an」は、本発明の要素および成分を記載する。これは、読者の利便性のため、および本発明の一般的意味を与えるために行う。「a」または「an」の使用は、１または少なくとも１を包含すると理解されるべきである。加えて、そうではないと記載されていない限り、単数形は複数形も包含する。例えば、「化合物（a compound）」を含有する組成物については、少なくとも１種以上の化合物を含有することを含む。

本明細書で使用する場合、用語「融合助剤」は、それらだけでラテックス粒子を連続塗膜へと融合させる、即ち、塗料において周囲条件下でラテックス粒子を連続塗膜へと融合させる、蒸発の遅い溶媒または蒸発しない溶媒を意味する。

本明細書で使用する場合、用語「消泡」は、水性媒体における気泡の低減を意味する。

本発明の消泡融合助剤がラテックス系組成物の塗膜形成能を向上させることが見出された。本発明によれば、融合助剤キャリヤーは、融合能を与えるが、米環境保護庁（ＥＰＡ）および／または欧州連合（ＥＵ）規制が定めているようなＶＯＣに極めて少量しかまたは全く寄与しない。該融合助剤キャリヤーを本発明の消泡剤活性成分と組み合わせると、消泡融合助剤は融合能と消泡能の両方を与える。

有利には、本発明の消泡融合助剤は、ラテックス塗料、印刷用インク、接着剤および不織材料用バインダーを包含する水性組成物に添加された際に、融合能および消泡能を与える。加えて、本発明の融合助剤キャリヤーの使用は、鉱油および他のＶＯＣ系キャリヤーの適当な部分代替物または完全代替物を提供し、このことは環境にとって有益である。更に、本発明の消泡融合助剤は、有利には、再生可能資源由来の脂肪および油に基づく。

本発明によれば、融合助剤キャリヤーは、ＶＯＣに寄与する石油系融合助剤に取って代わるのに適している、脂肪酸エステル（例えば、Ｃ_１８脂肪酸の長鎖脂肪酸から誘導されたモノエステル）、プロピレングリコールモノエステル、および脂肪酸メチルエステルを包含するが、それらに限定されない。本発明の別の態様では、融合助剤キャリヤーは、石油化学系であってよく、石油化学系エーテル、石油化学系エーテルエステル、石油化学系エステルおよびそれらの混合物からなる群から選択され得る。石油化学系融合助剤キャリヤーは、グリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、安息香酸エステル、酪酸エステルおよびそれらの混合物からなる群から選択され得る。

適当なキャリヤーは、例えば、（EPA Method 24に基づく）１％未満のＶＯＣを有するLOXANOL（登録商標） EFC 100、（EPA Method 24に基づく）２％未満のＶＯＣを有するLOXANOL（登録商標） EFC 200、および1999/13/EUまたは2004/42/EUに従ってＶＯＣゼロの融合助剤であるLOXANOL（登録商標） EFC 300を包含する。LOXANOL（登録商標） EFC 100は高純度プロピレングリコールモノオレエートであり、LOXANOL（登録商標） EFC 200はＣ_１８脂肪酸の高純度プロピレングリコールモノエステルであり、LOXANOL（登録商標） EFC 300は直鎖脂肪酸エステルであり、これらは全てCognis Corporationから入手可能である。

他の適当なキャリヤーは、限定されるわけではないが、TEXAPRINT SJEH、大豆脂肪酸２−エチルヘキシルエステル、TEXAPRINT SKEH、ヤシ脂肪酸２−エチルヘキシルエステル、TEXAPRINT SLIP、ラウリン脂肪酸イソプロピルエステル、およびEDENOR（登録商標） ME 12-18、パーム核油脂肪酸メチルエステルを包含し、これらは全てCognis Corporationから入手可能である。

本発明の疎水性消泡剤活性成分は、疎水化シリカ、ポリエチレンワックス、ポリアミドワックス、シリコーン油、変性シリコーン油およびそれらの混合物を包含するが、それらに限定されない。本発明の別の態様によれば、消泡剤活性成分は、ＵＳ６，５８３，１８５、６，４６５，６０５、６，３５０，７８７、５，８９５，６０５、５，８７７，２４５および５，８２７，４５３に記載されているような分岐コポリマーおよび／またはブロックコポリマーを包含する。これら特許文献の開示の全てを包含し、ここに組み込む。

加えて、本発明の消泡融合助剤は、助剤および添加剤を含有できる。本発明によれば、例えば、易分散性消泡融合助剤を得るために、界面活性剤および乳化剤を含有できる。組成物の基本特性および有効性に実質的に影響しない他の常套の添加剤が存在してもよい。例えば、消泡剤活性成分の沈降傾向を低減するために、濃度調節剤を添加できる。

本発明の消泡融合助剤は、水性組成物の約０．０１重量％〜約１０重量％の量で、ラテックス塗料中に存在してよい。

特に記載のない限り、本明細書で使用されている技術用語および科学用語の全ては、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書に記載したものと類似のまたは同等の方法および物質を、本発明の実施または試験において使用できるが、適当な方法および物質は以下に記載する。物質、方法および実施例は、例示にすぎず、限定を意図するものではない。

実施例１
第一部のキャリヤー流体（５７．３３部）と第一部の疎水化シリカ（１０．６９部）とをステンレス製容器に導入して加熱し、均一になるまで混合することにより、対応する中間体をまず調製することによって、以下の組成物Ａ〜Ｄを調製した。Siebe Groupから入手可能なAPV Homogenizer Model 1000-2 stageを用いて、中間体混合物を２０００ｐｓｉで均質化した。６８．０２部の中間体と３０．９８部の対応するキャリヤーとを６０℃に加熱し、１部の対応するシリカを添加し、２５００ｐｓｉで均質化することによって、中間体から最終組成物を調製した。試料が同等であることを確かめるために、粒度分布をそれぞれチェックした。

上記実施例において、使用した鉱油は、Citgo Petroleum Corporationから入手可能なTufflo Naphthenic Process Oilであった。SIPERNAT（登録商標） D10は、Evonik Industriesから入手可能な疎水化シリカであり、ZEOFLO（登録商標） TLは、Huber Engineered Productsから入手可能な疎水化シリカである。

上記組成物Ａ〜Ｄを、半光沢ラテックス家庭用屋内塗料の０．５重量％の量で添加した。該塗料の組成を以下に示す。結果を表１に示す。

表１のデータは、本発明の消泡融合助剤ＣおよびＤが、消泡剤不含有塗料と比べて同伴空気のパーセントを有意に低下し、かつ鉱油系消泡剤（ＡおよびＢ）と本質的に同程度の消泡特性をもたらすことを示している。加えて、角度２０°での光沢および角度６０°での光沢は、常套の鉱油系消泡剤を含有する塗料と比べて、消泡融合助剤を含有する塗料において向上する。

以下の表２のデータは、表１の消泡融合助剤の塗膜形成温度の低下を示している。

表２に示されているように、アクリルラテックスにTEXANOLを添加すると（実施例２および３）、ＭＦＦＴが低下する。意外にも、本発明の消泡融合助剤（ＣおよびＤ）を更に添加すると（実施例６および７）、常套の融合助剤TEXANOLを添加した場合（実施例３）より、ＭＦＦＴが低下する。鉱油の添加（実施例４および５）はＭＦＦＴを上昇させ、それによって融合に悪影響を与える。このことは、本発明の消泡融合助剤の更なる利点を示している。

実施例２
本発明の様々な消泡融合助剤を調製し、様々な市販の脂肪エステル融合助剤と比較した。結果を表３に示す。

剤処方
対照品：対照例として、８４．５％のナフテン系鉱油、７．５％のSIPERNAT（登録商標） D 17（疎水性シリカ）、５％の粘度改良剤（油性系で通常使用されているメタクリルポリマー）、および３％の乳化剤（PEG 600ジオレエート）。
１：本発明に従う、６８％のSYNATIVE（登録商標） ME SJ（Cognis Corporationから入手可能な大豆メチルエステル）；７．５％のSIPERNAT（登録商標） D 17、２１．５％の粘度改良剤（上記したものと同じ）、および３％の乳化剤（PEG 600ジオレエート）。
２：本発明に従う、SYNATIVE（登録商標） ME SJに代えて６８％のLOXANOL（登録商標） EFC 300を使用した以外は１と同じ。
３：本発明に従う、６８％のLOXANOL（登録商標） EFC 100を使用した以外は２と同じ。
４：本発明に従う、６８％のLOXANOL（登録商標） EFC 100/TEXAPRINT SJEH 1:1を使用した以外は２と同じ。
５：本発明に従う、６８％のLOXANOL（登録商標） EFC 100/ TEXAPRINT SKEH 1:1を使用した以外は２と同じ。
６：本発明に従う、６８％のTEXAPRINT SJEHを使用した以外は２と同じ。
７：本発明に従う、６８％のTEXAPRINT SKEHを使用した以外は２と同じ。
８：本発明に従う、６８％のTEXAPRINT SLIPを使用した以外は２と同じ。
９：本発明に従う、６８％のEDENOR（登録商標） ME 12-18を使用した以外は２と同じ。

表３では、対照品として、市販のナフテン系鉱油に基づく標準的な消泡剤を使用した。密度が上昇するにつれて組成物中に存在する気泡の量が低減すると理解すべきである。市販標準品と比べて、本発明の消泡融合助剤は、同程度の密度特性、多くの場合は有意に向上した密度特性を示した。加えて、表３は、本発明の消泡融合助剤が鉱油標準品と同等の相溶性を有し、スポンジローラーでの適用時に同等の、多くの場合は向上した外観も示すことを表している。

表４のデータは、融合助剤キャリヤーを（Acronal 290 Dの２重量％で）添加すると、全ての場合においてＭＦＦＴが低下し、LOXANOL（登録商標） EFC 300を用いた場合に最も低下したことを示している。Acronal 290 Dは、BASFから入手可能なスチレン−アクリルラテックスである。

本発明を、特定の態様について記載してきた。しかしながら、当業者は、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正および変更がなされ得ることを正しく認識する。従って、本明細書は、限定的見解ではなく例示とみなされるべきであり、そのような修正の全ては、本発明の範囲内に含まれることが意図されている。

利益、利点、および問題の解決法を、特定の態様について先に記載してきた。これらの利益、利点、および問題の解決法、並びにいずれかの利益、利点、または解決法をもたらし得るかまたはより顕著なものにし得るあらゆる要素は、特許請求の範囲のいずれかまたは全ての重要な、必須のまたは本質的な特徴または要素として解釈されるべきではない。

Claims

（ａ）融合助剤キャリヤーおよび
（ｂ）１種以上の消泡剤活性成分
を含んでなる水性組成物用消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが脂肪酸エステルを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが炭素数約６〜約３６個の脂肪酸のプロピレングリコールモノエステルを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが炭素数約８〜約２２個の脂肪酸のプロピレングリコールモノエステルを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
脂肪酸が炭素数１８個の脂肪酸を含んでなる、請求項４に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが脂肪酸メチルエステルを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが炭素数約６〜３６個の脂肪酸メチルエステルを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが炭素数約８〜２２個の脂肪酸メチルエステルを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが炭素数約１２〜１４個の脂肪酸メチルエステルを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが、石油化学系であり、石油化学系エーテル、石油化学系エーテルエステル、石油化学系エステルおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の消泡融合助剤。
石油化学系融合助剤キャリヤーを１種以上の脂肪酸エステルと組み合わせる、請求項１０に記載の消泡融合助剤。
石油化学系融合助剤キャリヤーが、グリコールエーテル、グリコールエーテルエステル、安息香酸エステル、酪酸エステルおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載の消泡融合助剤。
石油化学系融合助剤キャリヤーを１種以上の脂肪酸エステルと組み合わせる、請求項１２に記載の消泡融合助剤。
消泡剤活性成分が、疎水化シリカ、ポリエチレンワックス、ポリアミドワックス、シリコーン油、変性シリコーン油およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の消泡融合助剤。
消泡剤活性成分が分岐コポリマーおよび／またはブロックコポリマーを含んでなる、請求項１に記載の消泡融合助剤。
融合助剤キャリヤーが約５０〜９９．９重量％の量で存在し、１種以上の消泡剤活性成分が約０．１〜５０重量％の量で存在する、請求項１に記載の消泡融合助剤。
ポリマーラテックス系組成物またはポリマー分散体系組成物に配合される、請求項１に記載の消泡融合助剤。
（ａ）融合助剤キャリヤーを供給する工程、
（ｂ）１種以上の消泡剤活性成分を供給する工程、および
（ｃ）（ａ）のキャリヤーと（ｂ）の成分を混合する工程
を含む、消泡融合助剤の製造方法。
（ａ）ポリマーラテックスまたはポリマー分散体、並びに
（ｂ）（ｉ）融合助剤キャリヤーおよび
（ｉｉ）１種以上の消泡剤活性成分
を含んでなる消泡融合助剤
を含んでなる、水性組成物。