JP2013060562A - ポリアミン系重合体およびその製造方法 - Google Patents

ポリアミン系重合体およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】カーボンブラックの分散性能を有するポリアミン系重合体を提供する。
【解決手段】一般式(4)で表わされる重合体を、ジアミン以上のポリアミンと反応した後、二重結合に重亜硫酸塩を付加して得られるポリアミン系重合体。ただし、ポリアミン残基を除いた部分の質量が全体の70〜99質量%を占め、かつ、重量平均分子量が1,000〜100,000である。また一般式(4)において、R、Rは水素またはメチル基であり、Rは単結合、−CH−、−CHCH−から選ばれる基であり、Rは炭素数2〜20のアルキレン基であり、nは2〜300の数を表わす。
Figure 2013060562

【選択図】なし

Description

本発明は、ポリアミン系重合体に関する。より具体的には、顔料の分散性能に優れたポリアミン系重合体に関する。
数千年もの昔から黒色着色剤として使われ続けているカーボンブラックは、顔料の中でも表面積が極めて大きく粒子が小さいため、分散の難易度が高く、微分散は非常に困難であることが知られている。
このようなカーボンブラックの分散剤として、スチレン−アクリル酸共重合体等が知られている(例えば特許文献1)。
また、特許文献2には、良好なカーボンブラックの分散性能を有する化合物として、下記一般式(R1)、(R2)のいずれかで表されるポリアルキレングリコールであって、該ポリアルキレングリコールは芳香族化合物にアルキレンオキサイドを1.5〜5モル付加してアルキレンオキサイド付加物を製造する工程(工程A)と、上記工程Aの後に、水分や、反応液中の副生成物であるアルキレングリコールや未反応の芳香族化合物(i)やその他の不純物を除去するための精製工程(工程P)と、得られたアルキレンオキサイド付加物に更にアルキレンオキサイドを付加する工程(工程B)を必須とする製造方法により製造されるものであり、上記芳香族化合物は、置換または無置換のフェノール、ナフトール、ベンジルアルコール、アニリン、ナフチルアミン、ベンジルアミンである、ポリアルキレングリコールが開示されている。
Figure 2013060562

一般式(R1)において、Arは置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、ベンジル基を表し、Rはエチレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基を表し、nは10を超えて100未満の数を表す、
Figure 2013060562

一般式(R2)において、Arは置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、ベンジル基を表し、Rはエチレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基を表し、nは0を超えて100未満の数を表し、nは0以上50未満の数を表し、nとnの合計は10を超えて100未満の数を表し、Rはnが0のとき炭素数1〜4のアルキル基を表し、nが0を超えるとき水素原子を表す。
特開2008−285632号公報 特開2010−163556号公報
本発明の目的は、従来の顔料分散剤と比較して良好なカーボンブラックの分散性能を有する重合体を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行なった。その結果、特定のポリアミン系重合体が良好なカーボンブラックの分散性能を有することを見いだし、上記発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明にかかるポリアミン系重合体は、下記一般式(1)で表わされる構造単位を有し、該下記一般式(1)で表わされる構造単位(但し下記一般式(1)中の(N)で表される部分は計算に入れない)の重合体の質量に対する割合が70〜99質量%であり、重量平均分子量が1,000〜100,000である、ポリアミン系重合体である。
Figure 2013060562

上記一般式(1)において、R、Rのいずれか一方は水素原子、メチル基から選ばれる基であり、残りの一方は、スルホン酸(塩)基であり、Rは単結合、−CH−、−CHCH−から選ばれる基であり、Rは炭素数2〜20のアルキレン基であり、R
下記構造式(2)、構造式(3)のいずれかで表わされる基であり、nは2〜300の数を表わし、(N)は、ポリアミン重合体の残基であり、一般式(1)で表わされる構造のRで表わされる基が、ポリアミン重合体の残基中のN原子に結合していることを表わす。
Figure 2013060562

本発明の別の局面によれば、ポリアミン系重合体の製造方法が提供される。本発明のポリアミン系重合体の製造方法は、(i)ポリアミンと、下記一般式(4)で表わされるエポキシ化合物とを反応させる工程と、(ii)上記(i)の工程で製造されたポリアミンと、重亜硫酸塩とを反応させる工程、とを含むポリアミン系重合体の製造方法であって、上記ポリアミンの重量平均分子量が50〜10,000である、ポリアミン系重合体の製造方法。
Figure 2013060562

上記一般式(1)において、R、Rは水素原子、メチル基から選ばれる基であり、Rは単結合、−CH−、−CHCH−から選ばれる基を表わし、Rは炭素数2〜20のアルキレン基を表わす。
本発明によれば、カーボンブラックの分散性能に優れたポリアミン系重合体を提供することができる。
〔ポリアミン系重合体〕
本発明にかかるポリアミン系重合体は、下記一般式(1)で表わされる構造単位を有し、該下記一般式(1)で表わされる構造単位(但し下記一般式(1)中の(N)で表される部分は計算に入れない)の重合体の質量に対する割合が70〜99質量%であり、重量平均分子量が1,000〜100,000である、ポリアミン系重合体である。
Figure 2013060562

上記一般式(1)において、R、Rのいずれか一方は水素原子、メチル基から選ばれる基であり、残りの一方は、スルホン酸(塩)基であり、Rは単結合、−CH−、−CHCH−から選ばれる基であり、Rは炭素数2〜20のアルキレン基であり、R
下記構造式(2)、構造式(3)のいずれかで表わされる基であり、nは2〜300の数を表わし、(N)は、ポリアミン重合体の残基であり、一般式(1)で表わされる構造のRで表わされる基が、ポリアミン重合体の残基中のN原子に結合していることを表わす。
Figure 2013060562

上記一般式(1)において、不純物を少なく設定することが可能であることから、Rはメチル基であり、Rはスルホン酸(塩)基であることが好ましい。
ここでスルホン酸(塩)基とは、スルホン酸基またはスルホン酸基の塩であり、スルホン酸基の塩としては、金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩である。金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が好ましい。有機アミン塩としては、1〜4級の有機アミン塩である。
上記一般式(1)において、不純物を少なく設定することが可能であることから、Rは、−CHCH−であることが好ましい。
上記一般式(1)において、カーボンブラックの分散性が向上することから、Rは好ましくは炭素数2〜7のアルキレン基であり、例えばエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が例示される。さらに好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基であり、エチレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基が特に好ましい。
上記一般式(1)におけるRは、エチレン基を含むことが好ましく、エチレン基を主体とすることがさらに好ましい。エチレン基を主体にするとは、R100モル%に対して、エチレン基が50〜100モル%であることを表わす。R100モル%に対して、エチレン基が80〜100モル%であることがさらに好ましく、90〜100モル%であることが特に好ましい。
上記一般式(1)において、nは、−R−O−、の繰り返し数を表わし、カーボンブラックの分散性が向上することから、1〜150の数であることがより好ましく、3〜100の数であることがさらに好ましく、5〜50の数であることが特に好ましい。
本発明にかかるポリアミン系重合体は、上記一般式(1)で表わされる構造単位を2以上有することが好ましく、3以上有することが特に好ましい。
本発明にかかるポリアミン系重合体100質量%に対する上記一般式(1)で表わされる構造単位の質量%は、70〜99質量%であり、75〜98質量%であることがより好ましく、80〜97質量%であることがさらに好ましい。上記範囲であれば、カーボンブラックの分散性が向上する傾向にある。
本発明にかかるポリアミン系重合体は、上記一般式(1)で表わされる構造単位以外に、アルキレンイミン構造単位を有することが好ましく、本発明にかかるポリアミン系重合体100質量%に対してアルキレンイミン構造単位を1〜30質量%有することがさらに好ましく、2〜25質量%で有することがより好ましく、3〜20質量%有することが特に好ましい。上記範囲であれば、カーボンブラックの分散性が向上する傾向にある。
本発明にかかるポリアミン系重合体は、重量平均分子量(Mw)が2,000〜90,000であることがさらに好ましく、3,000〜80,000であることがより好ましく、4,000〜70,000であることが特に好ましい。
上記本発明にかかるポリアミン系重合体の重量平均分子量は、後述する測定条件で測定される数値である。
〔ポリアミン系重合体の製造方法〕
本発明のポリアミン系重合体の製造方法は、不純物を少なくすることが可能であることから、(i)ポリアミンと、上記一般式(4)で表わされるエポキシ化合物とを反応させる工程(工程1)と、(ii)上記(i)の工程で製造されたポリアミンと、重亜硫酸塩とを反応させる工程(工程2)、とを含む方法により製造することが好ましい。
但し、ポリアミン、上記一般式(4)で表わされるエポキシ化合物、重亜硫酸塩を同時に反応させる工程(工程3)を含む製造方法や、上記一般式(4)で表わされるエポキシ化合物と重亜硫酸塩を予め反応させる工程(工程4)と、工程4で製造されたエポキシ化合物とポリアミンとを反応させる工程(工程5)とを含む製造方法、上記一般式(1)で表わされる構造単位を含む化合物を重合させる方法等により製造しても構わない。
本発明のポリアミン系重合体の製造に原料として使用される、例えば上記工程1において使用される、ポリアミンとは、アミノ基を2以上有する化合物であり、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、プロピレンジアミン等のポリアルキレンアミン類、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン等のポリエチレンイミン類が好ましく例示される。
本発明のポリアミン系重合体の製造に原料として使用される、例えば上記工程1等において使用されるポリアミンの分子量は、重量平均分子量が50〜10,000であることがこのましく、重量平均分子量が53〜6,000であることがさらに好ましく、56〜4,000であることがより好ましく、60〜2,000質量%であることが特に好ましい。上記範囲であれば、不純物を低減できる傾向にあることに加え、得られるポリアミン系重合体のカーボンブラックの分散性能が向上する傾向にある。
本発明のポリアミン系重合体の製造に原料として使用される、例えば上記工程1において使用される、上記一般式(4)で表わされるエポキシ化合物は、(メタ)アリルアルコールやイソプレノール、ヒドロキシエチルビニルエーテルやヒドロキシブチルビニルエーテル等の不飽和アルコールに、炭素数2〜20のアルキレンオキシドを付加させた後、エピクロロヒドリン等のエピハロヒドリンによりエポキシ化することにより製造することが好ましい。上記炭素数2〜20のアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が例示される。
上記エピハロヒドリンによりエポキシ化する反応は、アルカリ化合物と、必要に応じて相間移動触媒及び/又は溶媒との存在下で行われることが好ましい。上記アルカリ化合物としては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が好ましい。上記相間移動触媒の種類は特に限定されないが、テトラメチルアンモニウムクロリド等の四級アンモニウム塩;テトラブチルホスホニウムクロリド等のホスホニウム塩;15−クラウン−5等のクラウンエーテル類等が挙げられる。上記溶媒としては、ヘキサン、トルエン等の炭化水素類;ジメチルエーテル等のエーテル類;アセトン等のケトン類、ジクロロメタン等の塩素系炭化水素類等を挙げることができる。反応の進行に伴い副生する水を除去しながら反応を行うことが好ましい。上記エピハロヒドリンによりエポキシ化する反応は、反応温度0〜200℃で行われることが好ましい。
本発明のポリアミン系重合体の製造に原料として使用される、例えば上記工程1において使用される、重亜硫酸塩としては、重亜硫酸の金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が例示されるが、本発明においては、例えばメタ重亜流酸塩等の加水分解等により重亜硫酸塩を生成する化合物も重亜硫酸塩に含むものとする。重亜硫酸塩としては、重亜硫酸塩のナトリウム塩、カリウム塩が好ましく、亜硫酸水素ナトリウムが最も好ましい。
上記工程1は、無溶媒で反応を行なっても、溶媒を使用して反応しても良い。溶媒としては、水を含む溶媒が好ましく、水がより好ましい。
上記工程1は、室温で反応しても良いが、加熱して反応しても構わない。好ましい反応温度は40〜80℃であり、より好ましくは50〜70℃である。
上記工程2、工程4等の重亜硫酸塩を反応させる工程(工程2等ともいう)の好ましい形態としては、ラジカル発生源および/または酸素の存在下、重亜硫酸塩を反応させるものである。
上記工程2等は空気雰囲気下で行ってもよいし、不活性ガス雰囲気下で行ってもよいが、空気雰囲気下で行うことがより好ましい。
上記工程2等は、例えば、反応器に二重結合を有する化合物(工程2の場合であれば、工程1で製造されたポリアミン)を仕込んでおいて、重亜硫酸塩を一括添加してもよいし、逐次添加してもよいが、逐次添加が好ましい。ラジカル発生源を用いる場合は、過硫酸塩をラジカル発生源として用いることが好ましい。重亜硫酸塩と、ラジカル発生剤とのモル比としては、(重亜硫酸塩)/(ラジカル発生剤)=1/0.01〜1/5が好ましく、より好ましくは1/0.1〜1/2であり、更に好ましくは、1/0.2〜1/1である。ラジカル発生剤は一括して添加してもよいし、逐次添加してもよいが、逐次添加が好ましい。酸素の存在下で反応させる場合は、空気又は酸素をバブリングしてもよいし、反応を空気雰囲気下で行うだけでもよい。
上記工程2等は、溶媒を使用することも可能であり、溶媒としては、水、アルコール、グリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール等の水性溶媒が好ましく、特に好ましくは水である。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。反応溶液の25℃におけるpHは、6〜10が好ましく、より好ましくは7〜9である。pHが6未満では有毒な亜硫酸ガスが発生し、さらに有効に付加させることができないため好ましくない。また、pHが10を超えると安全性の観点から好ましくない。
上記工程2等における反応温度としては、酸素の存在下でラジカル発生剤の添加無しに反応させる場合には、10〜80℃が好ましく、より好ましくは15〜70℃であり、特に好ましくは20〜40℃であり、ラジカル発生剤を添加して反応させる場合には、0〜200℃が好ましく、5〜150℃がより好ましく、10〜120℃がさらに好ましく、15〜100℃が特に好ましく、60〜99℃が最も好ましい。反応溶液の濃度は20〜60質量%が好ましく、より好ましくは30〜50質量%であり、さらに好ましくは35〜45質量%である。反応溶液の濃度が60質量%を超えると酸素の存在下で反応させる場合に溶存酸素濃度が低下して反応に時間がかかるため好ましくない。また、濃度が20質量%未満では生産性の観点から好ましくない。反応時間としては、1〜100時間が好ましい。より好ましくは、2時間以上、50時間以下であり、更に好ましくは、3時間以上、30時間以下であり、特に好ましくは、4時間以上、25時間以下である。
〔本発明のポリアミン系重合体の用途〕
本発明のポリアミン系重合体は、顔料分散剤として使用可能であるが、水処理剤、繊維処理剤、洗剤ビルダーとして用いられうる。
<顔料分散剤>
本発明のポリアミン系重合体は、カーボンブラック等の顔料分散剤に添加することができる。該顔料分散剤には、必要に応じて、他の配合剤として、縮合リン酸およびその塩、ホスホン酸およびその塩、ポリビニルアルコールを用いても良い。
上記顔料分散剤中における、本発明のポリアミン系重合体の含有量は、顔料分散剤全体に対して、好ましくは5〜100重量%である。また性能、効果に影響しない範囲で、任意の適切な水溶性重合体を含んでいてもよい。上記顔料分散剤は粉末状等の固体状、液体状のいずれでも構わない。
上記顔料分散剤は、カーボンブラックの分散剤として良好な性能を発揮し得る。例えば、顔料分散剤をカーボンブラックに少量添加して水中に分散することにより、低粘度でしかも高流動性を有し、かつ、それらの性能の経日安定性が良好な、高濃度カーボンブラックスラリーのような高濃度顔料スラリーを製造することができる。
上記顔料分散剤を顔料の分散剤として用いる場合、該顔料分散剤の使用量は、顔料100重量部に対して、0.05〜2.0重量部が好ましい。該顔料分散剤の使用量が上記範囲内にあることによって、十分な分散効果を得ることが可能となり、添加量に見合った効果を得ることが可能となり、経済的にも有利となり得る。
<水処理剤>
本発明のポリアミン系重合体は、水処理剤に添加することができる。該水処理剤には、必要に応じて、他の配合剤として、重合リン酸塩、ホスホン酸塩、防食剤、スライムコントロール剤、キレート剤を用いても良い。
上記水処理剤は、冷却水循環系、ボイラー水循環系、海水淡水化装置、パルプ蒸解釜、黒液濃縮釜等でのスケール防止に有用である。また、性能、効果に影響しない範囲で、任意の適切な水溶性重合体を含んでもよい。
上記水処理剤は、粉末状等の固体状、液体状のいずれでも構わない。
<繊維処理剤>
本発明のポリアミン系重合体は、繊維処理剤に添加することができる。該繊維処理剤は、染色剤、過酸化物および界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1つと、本発明のポリアミン系重合体を含む。
上記繊維処理剤における本発明のポリアミン系重合体の含有量は、繊維処理剤全体に対して、好ましくは1〜100重量%であり、より好ましくは5〜100重量%である。また、性能、効果に影響しない範囲で、任意の適切な水溶性重合体を含んでいてもよい。
以下に、より実施形態に近い、繊維処理剤の配合例を示す。この繊維処理剤は、繊維処理における精錬、染色、漂白、ソーピングの工程で使用することができる。染色剤、過酸化物および界面活性剤としては繊維処理剤に通常使用されるものが挙げられる。
本発明のポリアミン系重合体と、染色剤、過酸化物および界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1つとの配合比率は、例えば、繊維の白色度、色むら、染色けんろう度の向上のためには、繊維処理剤純分換算で、本発明の重合体1重量部に対して、染色剤、過酸化物および界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1つを0.1〜100重量部の割合で配合された組成物を繊維処理剤として用いることが好ましい。
上記繊維処理剤を使用できる繊維としては、任意の適切な繊維を採用し得る。例えば、木綿、麻等のセルロース系繊維、ナイロン、ポリエステル等の化学繊維、羊毛、絹糸等の動物性繊維、人絹等の半合成繊維およびこれらの織物および混紡品が挙げられる。
上記繊維処理剤を精錬工程に適用する場合は、本発明のポリアミン系重合体と、アルカリ剤および界面活性剤とを配合することが好ましい。漂白工程に適用する場合では、本発明のポリアミン系重合体と、過酸化物と、アルカリ性漂白剤の分解抑制剤としての珪酸ナトリウム等の珪酸系薬剤とを配合することが好ましい。
上記界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤および両性界面活性剤からなる群から選択される1種または2種以上である。2種以上が併用される場合、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤との合計量は、界面活性剤の全量に対して50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは70質量%以上であり、特に好ましくは80質量%以上である。
上記繊維処理剤は、粉末状等の固体状、液体状のいずれでも構わない。
<洗剤ビルダー>
本発明のポリアミン系重合体はまた、洗剤ビルダーとして用いられうる。洗剤ビルダーとしては、衣料用、食器用、住居用、毛髪用、身体用、歯磨き用、及び自動車用など、様々な用途の洗剤に添加されて使用されうる。
<洗剤組成物>
本発明のポリアミン系重合体はまた、洗剤組成物にも添加しうる。
洗剤組成物におけるポリアミン系重合体の含有量は特に制限されない。ただし、優れたビルダー性能を発揮しうるという観点からは、ポリアミン系重合体の含有量は、洗剤組成物の全量100質量%に対して、好ましくは0.1〜15質量%であり、より好ましくは0.3〜10質量%であり、更に好ましくは0.5〜5質量%である。
洗剤用途で用いられる洗剤組成物には、通常、洗剤に用いられる界面活性剤や添加剤が含まれる。これらの界面活性剤や添加剤の具体的な形態は特に制限されず、洗剤分野において一般的に知られている知見が適宜参照されうる。また、上記洗剤組成物は、粉末洗剤組成物であってもよいし、液体洗剤組成物であってもよい。
界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選択される1種または2種以上である。2種以上が併用される場合、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤との合計量は、界面活性剤の全量100質量%に対して50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上であり、特に好ましくは80質量%以上である。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸又はそのエステル塩、アルカンスルホン酸塩、飽和脂肪酸塩、不飽和脂肪酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルケニルエーテルカルボン酸塩、アミノ酸型界面活性剤、N−アシルアミノ酸型界面活性剤、アルキルリン酸エステル又はその塩、アルケニルリン酸エステル又はその塩等が好適である。これらのアニオン性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基には、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミドまたはそのアルキレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコキシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルキルアミンオキサイド等が好適である。これらのノニオン性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基には、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
カチオン性界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩等が好適である。また、両性界面活性剤としては、カルボキシル型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤等が好適である。これらのカチオン性界面活性剤、両性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
上記界面活性剤の配合割合は、通常、洗剤組成物の全量100質量%に対して10〜60質量%であり、好ましくは15〜50質量%であり、更に好ましくは20〜45質量%であり、特に好ましくは25〜40質量%である。界面活性剤の配合割合が少なすぎると、充分な洗浄力を発揮できなくなるおそれがあり、界面活性剤の配合割合が多すぎると、経済性が低下するおそれがある。
添加剤としては、アルカリビルダー、キレートビルダー、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の汚染物質の再沈着を防止するための再付着防止剤、ベンゾトリアゾールやエチレン−チオ尿素等の汚れ抑制剤、ソイルリリース剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が好適である。また、粉末洗剤組成物の場合にはゼオライトを配合することが好ましい。
上記洗剤組成物は、本発明のポリアミン系重合体に加えて、他の洗剤ビルダーを含んでもよい。他の洗剤ビルダーとしては、特に制限されないが、例えば、炭酸塩、炭酸水素塩、珪酸塩等のアルカリビルダーや、トリポリリン酸塩、ピロリン酸塩、ボウ硝、ニトリロトリ酢酸塩、エチレンジアミンテトラ酢酸塩、クエン酸塩、(メタ)アクリル酸の共重合体塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体、フマル酸塩、ゼオライト等のキレートビルダー、カルボキシメチルセルロース等の多糖類のカルボキシル誘導体等が挙げられる。上記ビルダーに用いられる対塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、アンモニウム、アミン等が挙げられる。
上記添加剤及び他の洗剤用ビルダーの合計の配合割合は、洗浄剤組成物100質量%に対して0.1〜50質量%が好ましい。より好ましくは0.2〜40質量%であり、更に好ましくは0.3〜35質量%であり、特に好ましくは0.4〜30質量%であり、最も好ましくは0.5〜20質量%以下である。添加剤及び他の洗剤ビルダーの合計の配合割合が0.1質量%未満であると、充分な洗剤性能を発揮できなくなるおそれがあり、50質量%を超えると経済性が低下するおそれがある。
なお、上記洗剤組成物の概念には、家庭用洗剤の合成洗剤、繊維工業その他の工業用洗剤、硬質表面洗浄剤のほか、その成分の1つの働きを高めた漂白洗剤等の特定の用途にのみ用いられる洗剤も含まれる。
上記洗剤組成物が液体洗剤組成物である場合、液体洗剤組成物に含まれる水分量は、液体洗剤組成物の全量に対して0.1〜75質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2〜70質量%であり、さらに好ましくは0.5〜65質量%であり、さらにより好ましくは0.7〜60質量%であり、特に好ましくは1〜55質量%であり、最も好ましくは1.5〜50質量%である。
上記洗剤組成物が液体洗剤組成物である場合、当該洗剤組成物は、カオリン濁度が200mg/L以下であることが好ましく、より好ましくは150mg/L以下であり、さらに好ましくは120mg/L以下であり、特に好ましくは100mg/L以下であり、最も好ましくは50mg/L以下である。
<カオリン濁度の測定方法>
厚さ10mmの50mm角セルに均一に攪拌した試料(液体洗剤)を仕込み、気泡を除いた後、日本電色株式会社製NDH2000(商品名、濁度計)を用いて25℃でのTubidity(カオリン濁度:mg/L)を測定する。
上記洗浄剤組成物に配合することができる酵素としては、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ等が好適である。中でも、アルカリ洗浄液中で活性が高いプロテアーゼ、アルカリリパーゼ及びアルカリセルラーゼが好ましい。
上記酵素の添加量は、洗浄剤組成物100質量%に対して5質量%以下であることが好ましい。5質量%を超えると、洗浄力の向上が見られなくなり、経済性が低下するおそれがある。
上記アルカリビルダーとしては、珪酸塩、炭酸塩、硫酸塩等が好適である。上記キレートビルダーとしては、ジグリコール酸、オキシカルボン酸塩、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)、DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸)、STPP(トリポリリン酸ナトリウム)、クエン酸等が好適である。水溶性ポリカルボン酸系ポリマーを用いてもよい。
上記洗浄剤組成物は、分散能に優れ、更に、長期間保存した場合の性能低下や低温で保持した場合の不純物析出等が生じにくい極めて高品質剤性能で安定性に優れた洗剤とすることができる。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。なお、特に明記しない限り、実施例における部および%は重量基準である。
<固形分の測定>
窒素雰囲気下、130℃に加熱したオーブンでポリアミン系重合体の組成物を1時間放置して乾燥処理した。乾燥前後の重量変化から、固形分(%)と、揮発成分(%)を算出した。
<残存原料の測定条件>
残存原料は高速液体クロマトグラフィーを用いて定量を行なった。測定条件は以下の通りで行なった。
測定装置:株式会社日立ハイテクノロジーズ製
カラム:株式会社資生堂製 CAPCELL PAK C18 MGII 4.6mmΦ×250mm 5μm
温度:40.0℃
溶離液:0.1wt%ギ酸/アセトニトリル=6/4(体積比)
流速:1.0ml/min
検出器:RI、UV(検出波長210nm)。
<ポリアミン系重合体の分子量の測定条件>
分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した。測定条件は以下の通りで行なった。
測定装置:日立社製 「L−7000シリーズ」
検出器:RI
カラム:昭和電工社製「TOSOH guard column α」、「TSK gel α―3000」、「TSK gel α―2500」をこの順で接続したもの
温度:40℃
流速:0.4mL/分
検量線:ポリエチレンオキシド標準サンプル(ジーエルサイエンス社製)を用いて作成
溶離液:100mMホウ酸ナトリウム水溶液(pH9.2)/アセトニトリル:80/20(wt%).
<カーボンブラック分散能の評価法>
(1)グリシン67.56g、塩化ナトリウム52.60g、48%水酸化ナトリウム5.00gに純水を加えて600.0gとした後、48%水酸化ナトリウムでpH10とし、グリシンバッファーを調製した。
(2)次に、このグリシンバッファー6.00gとエタノール11.10gに純水を加えて1000.0gとし、分散液を調製した。また、実施例で合成した化合物(固形分換算)の1.0%水溶液を約10g調製した。
(3)100mlのねじ口瓶にカーボンブラック0.03gを取り、ここに上記1.0%化合物水溶液9.0g、分散液81.0gを加え、試験液とした。
(4)試験液の入ったねじ口瓶を超音波洗浄器に5分間かけ、さらに、長さ10mmのスターラーチップを入れて500rpmで5分間攪拌した。攪拌を止めて3時間静置した後、試験液の外観を観察した。
(5)判定基準は以下の通りとした。
カーボンブラック水和能:
目視にて、
カーボンブラックがほとんど液面に見られないものは「○」。
少量のカーボンブラックが液面に浮いているものは「△」。
多量のカーボンブラックが液面に浮いているものは「×」。

カーボンブラック分散:
目視にて、
液中にカーボンブラックが濃厚に分散しているものは「○」。
液中にカーボンブラックが均一に分散しているものは「△」。
液中のカーボンブラックが分散していないものは「×」。
<合成例1>
攪拌翼、温度計、冷却管を備えた200ml4つ口フラスコに、イソプレノール1モルに対してエチレンオキシド10モルを付加した化合物(IPN10)を100g、エピクロルヒドリン52.7g(0.57mol)、テトラブチルアンモニウムブロミド3.1g(0.01mol)を一括で仕込み、撹拌混合しながら、内温40〜50℃となるよう加温した。ここに、ペレット状の水酸化ナトリウム(以下、「NaOH」とも称する。)7.6g(0.19mol)を30分間かけて徐々に添加し、内温45〜50℃を維持しながら、さらに5.5時間撹拌した。得られた溶液を室温まで冷却した後、析出した塩を濾過して除去し、さらに減圧蒸留で混入しているエピクロルヒドリンと水を除去して単量体(1)87.1gを含む反応液(1)を101.8g得た。
H−NMRから、下記一般式(5)においてnが平均10である単量体(1)の生成を確認した。
Figure 2013060562

<実施例1>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水22.7g、およびポリエチレンイミン(「SP006」株式会社日本触媒製、Mw600(カタログ値))1.8gを仕込み、攪拌しながら、60℃に加温したものを反応系とした。次に、攪拌下、反応液(1)20.1gを滴下した。滴下時間は、30分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。
滴下終了後、更に300分間、上記反応溶液を60℃に保持(熟成)して反応を終了した。
このようにして、固形分濃度50%の組成物(1)を得た。
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水17.5g、および組成物(1)22.3gを仕込み、室温下、攪拌混合したものを反応系とした。次に、攪拌下、亜硫酸水素ナトリウム 1.8gを一括添加した。
添加終了後、更に300分間、上記反応溶液を室温下、攪拌して反応を終了した。
このようにして、本発明のポリアミン系重合体(I)を含む固形分濃度30%の組成物(2)を得た。
上記ポリアミン系重合体(I)の重量平均分子量は26,000であった。
<実施例2>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水15.4g、および組成物(1)22.3gを仕込み、室温下、攪拌混合したものを反応系とした。次に、攪拌下、亜硫酸水素ナトリウム 0.9gを一括添加した。
添加終了後、更に300分間、上記反応溶液を室温下、攪拌して反応を終了した。
このようにして、本発明のポリアミン系重合体(II)を含む固形分濃度30%の組成物(3)を得た。
上記ポリアミン系重合体(II)の重量平均分子量は18,000であった。
<実施例3>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水22.8g、およびポリエチレンイミン(「SP006」株式会社日本触媒製、Mw600(カタログ値))3.6gを仕込み、攪拌しながら、60℃に加温したものを反応系とした。次に、攪拌下、反応液(1)20.1gを滴下した。滴下時間は、30分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。
滴下終了後、更に300分間、上記反応溶液を60℃に保持(熟成)して反応を終了した。
このようにして、固形分濃度50%の組成物(4)を得た。
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水18.1g、および組成物(4)23.2gを仕込み、室温下、攪拌混合したものを反応系とした。次に、攪拌下、亜硫酸水素ナトリウム 1.8gを一括添加した。
添加終了後、更に300分間、上記反応溶液を室温下、攪拌して反応を終了した。
このようにして、本発明のポリアミン系重合体(III)を含む固形分濃度30%の組成物(5)を得た。
上記ポリアミン系重合体(III)の重量平均分子量は6,500であった。
<実施例4>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水21.0g、およびポリエチレンイミン(「SP012」株式会社日本触媒製、Mw1200(カタログ値))1.8gを仕込み、攪拌しながら、60℃に加温したものを反応系とした。次に、攪拌下、反応液(1)20.1gを滴下した。滴下時間は、30分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。
滴下終了後、更に300分間、上記反応溶液を60℃に保持(熟成)して反応を終了した。
このようにして、固形分濃度50%の組成物(6)を得た。
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水17.0g、および組成物(6)21.4gを仕込み、室温下、攪拌混合したものを反応系とした。次に、攪拌下、亜硫酸水素ナトリウム 1.8gを一括添加した。
添加終了後、更に300分間、上記反応溶液を室温下、攪拌して反応を終了した。
このようにして、本発明のポリアミン系重合体(IV)を含む固形分濃度30%の組成物(7)を得た。
上記ポリアミン系重合体(IV)の重量平均分子量は48,000であった。
<実施例5>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水20.1g、およびエチレンジアミン(Mw60)0.9gを仕込み、攪拌しながら、60℃に加温したものを反応系とした。次に、攪拌下、反応液(1)20.1gを滴下した。滴下時間は、30分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。
滴下終了後、更に300分間、上記反応溶液を60℃に保持(熟成)して反応を終了した。
このようにして、固形分濃度50%の組成物(8)を得た。
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量100mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水16.4g、および組成物(8)20.5gを仕込み、室温下、攪拌混合したものを反応系とした。次に、攪拌下、亜硫酸水素ナトリウム 1.8gを一括添加した。
添加終了後、更に300分間、上記反応溶液を室温下、攪拌して反応を終了した。
このようにして、本発明のポリアミン系重合体(V)を含む固形分濃度30%の組成物(9)を得た。
上記ポリアミン系重合体(V)の重量平均分子量は5,300であった。
<実施例6>
上記実施例で得られたポリアミン系重合体のカーブンブラックの分散性能を評価した。
<比較例1>
公知のカーボンブラックの分散剤であるフェノキシポリエチレングリコールとして、フェノール1モルに対してエチレンオキシドを20モル付加した化合物(比較化合物1とする)のカーブンブラックの分散性能を評価した。
<比較例2>
スルホン酸(塩)基を有しないポリアミン系重合体として、分子量1200(カタログ値)のポリエチレンイミン(株式会社日本触媒製)に、アミノ基1モルに対して7モルのエチレンオキシドを付加した重合体(比較化合物2とする)のカーブンブラックの分散性能を評価した。
Figure 2013060562

本発明のポリアミン系重合体は、従来の重合体と比較して良好なカーボンブラックの分散能を示すことが明らかとなった。
本発明のポリアミン系重合体は、高いカーボンブラックの分散性を有する。したがって、顔料分散剤や洗剤ビルダー等に用いた場合に特に優れた性能を発揮できる。

Claims (3)

  1. 下記一般式(1)で表わされる構造単位を有し、該下記一般式(1)で表わされる構造単位(但し下記一般式(1)中の(N)で表される部分は計算に入れない)の重合体の質量に対する割合が70〜99質量%であり、重量平均分子量が1,000〜100,000である、ポリアミン系重合体である。
    Figure 2013060562

    上記一般式(1)において、R、Rのいずれか一方は水素原子、メチル基から選ばれる基であり、残りの一方は、スルホン酸(塩)基であり、Rは単結合、−CH−、−CHCH−から選ばれる基であり、Rは炭素数2〜20のアルキレン基であり、R
    下記構造式(2)、構造式(3)のいずれかで表わされる基であり、nは2〜300の数を表わし、(N)は、ポリアミン重合体の残基であり、一般式(1)で表わされる構造のRで表わされる基が、ポリアミン重合体の残基中のN原子に結合していることを表わす。
    Figure 2013060562
  2. (i)ポリアミンと、下記一般式(4)で表わされるエポキシ化合物とを反応させる工程と、
    (ii)上記(i)の工程で製造されたポリアミンと、重亜硫酸塩とを反応させる工程、とを含むポリアミン系重合体の製造方法であって、
    上記ポリアミンの重量平均分子量が50〜10,000である、ポリアミン系重合体の製造方法。
    Figure 2013060562
  3. 請求項1に記載のポリアミン系重合体を含む、無機顔料分散剤。
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