JP2019535847A - ベータ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物を含有する組成物 - Google Patents

ベータ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物を含有する組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、(1)(Si)−L1−[X1−L2−]yX2を含む式(I)(式中、L1は、同じか又は異なり、1〜18個のC原子を有する2価の炭化水素基を表し、L2は、同じか又は異なり、1〜6個のC原子を有する2価の炭化水素基を表し、X1は、式−O−、−NZ−、−NR2−又は−S−の基を表し、X2は、式−O−Z、−NH−Z、−NR2−Z、−S−Zの基を表し、Zは、式−C(=O)−CHR3−C(=O)−CH2R3の基を表し、R2は、1〜18個のC原子を有する一価の炭化水素基を表し、R3は、水素原子又は少なくとも12個のC原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基を表し、yは、0、1、2又は3を表し、(Si)−は、Si原子への結合を表す)の少なくとも1つのSi結合基Aを含む、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物を含み、(2)式(II)(Si)−P1−[Y1−P2−]ZY2(式中、P1及びP2は、L1及びL2と同じ意味を有し、Y1は、式−NH−又は−NR4−の基を表し、Y2は、式NH2又はNHR4の基を表し、R4は、R2と同じ意味を有し、zは、0、1、2又は3を表し、(Si)−は、Si原子への結合を表す)の少なくとも1つのSi結合基Bを有するアミノ官能性有機ケイ素化合物、並びに任意選択で(3)有機金属化合物をさらに含む、新規組成物に関する。

Description

本発明は、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物を含む組成物、及び繊維質基材、特に疎水化繊維質基材を仕上げ又は含浸するためのそれらの使用に関し、該繊維質基材は好ましくは布地である。
固体表面上のシリコーンが撥水性を生み出すことができることは長い間知られている。
Walter Nollは、彼の著書「Chemistry and Technology of Silicones」の9.1.6節、447〜452頁(1968年)に、Si−H含有シリコーン油の特に顕著な疎水性について説明している。したがって、今日まで、糸及び布地の形態の繊維又はその集合体などの柔軟性基材を疎水化するために、最も有効なシリコーン製品がSi−H含有シリコーン油をベースとして開発されてきた。
US2,854,424Aは、メチルハイドロジェンポリシロキサン、5%のトリメチルクロロシラン、20%のメチルトリクロロシラン、70%のジメチルジクロロシラン、及び4〜8%のトリクロロトリメチルジシランとテトラクロロジメチルジシランとの混合物の加水分解物、並びにスズ化合物を含み、AATCC標準方法22−1952に従って布地に塗布した場合、初期スプレー値は100となり、また少なくとも6回のドライクリーニング工程の後には、スプレー値が少なくとも80になると言われる、水性エマルジョン組成物を記載している。
Charles Tomasinoは、彼の著書「Chemistry & Technology of Fabric Preparation & Finishing」の第9章、154−171頁(1992)において、Si−H含有ポリシロキサンによる仕上げが、しわ防止仕上げと組み合わせてより恒久的になると示唆している。Si−H含有ポリシロキサンの加水分解及び縮合後に繊維上に生成される脆いコーティングに対してより大きな柔軟性を付与するために、Si−H含有ポリシロキサンはポリジメチルシロキサンとブレンドされる。ここでもまた、スズ触媒が架橋に推奨されている。
有効なスズオルガニルの大部分は、今日では有毒性として分類されており、したがって繊維仕上げ剤には避けられている。Si−H含有ポリシロキサンも同様に、特に水性配合物においては水素ガスを放出する傾向があるため、限られた範囲でしか許容されていない。
代替策を求めて、GB884141Aの実施例1は、ポリジメチルシロキサン及びブチルチタネートを含むエマルジョンを生成する方法を記載している。ここで、シリコーン油及びブチルチタネートは揮発油に溶解され、次いでこの予備溶液は、水性エマルジョンを形成するために処理される。このエマルジョンで仕上げられた酢酸セルロース布は、スプレー値100を達成すると言われていた。しかしながら、これらの配合物に関連する問題点は、その保存期間が非常に限られていることである。
その後、有機官能性シリコーンが繊維の疎水化における用途にますます使用されている。
US2011/0015332A1には、プロトン化剤を使用しない、アミノポリオルガノシロキサンと活性物質に対して最大で2.5%の界面活性剤のエマルジョンが開示されている。
WO2014/184097A1は、その実施例において、アミノ官能性シリコーンポリマーとワックス及び/又は脂肪酸エステルとの組み合わせを記載している。適用のために、全ての実施例において、アミノ樹脂、尿素誘導体又はメラミン誘導体の形態の固定剤と混合される。
WO2016/042085A1の実施例は、有機溶媒中にアミノポリシロキサン及び金属アルコキシドを含む組成物を記載しており、これは綿布地に撥水性及び撥油性の両方の特性をもたらすと言われている。
WO2016/026737A1は、アミノアルキル基を有するポリジメチルシロキサン、プロトン化剤、及びシリケート化合物を含む水中油型エマルジョンを開示しているが、シリケート化合物の代わりにMQ樹脂を含有する類似の製品と比較して、これらのエマルジョンはより強い撥水性効果を有すると言われている。
産業において独創的な仕上げを付与するのに使用するためのシリコーン含有疎水化剤のための要件のプロファイルは、卓越した撥水性だけでなく、良好な保存期間、極めて簡単で安全な取扱い、及び心地よい柔らかな手触りを含む。先行技術からの製品は、この要件のプロファイルを限られた範囲でしか満たしていない。
US2011/0024679A1には、ワックス様β−ケトカルボニル官能性シリコーンが記載されている。実施例は、アミノポリシロキサンとアルキルケテンダイマーとの反応によってそれらがどのように生成されるかを示している。ワックス様β−ケトカルボニル官能性シリコーンを用いて、好ましくは揮発性の直鎖、分岐鎖又は環状シロキサンの「ゲル化」が達成され、この現象は特に化粧品において用途が見出される。
US2009/0197081A1は、β−ケトカルボニル官能性シロキサンポリマー及び有機Si不含ポリアミンを含む組成物を開示している。この組成物を含浸させた繊維は、アミン含有量が高いにもかかわらず比較的低い黄変性を示すと言われている。全ての実施例において、前述のSi不含ポリアミンとの反応は、シリコーンポリエーテル−アセトアセテートから出発して生じる。
US2009/0144912A1からは、β−ケトカルボニル官能性シロキサンポリマーをベースとする組成物でタンパク質含有繊維を処理するための方法が知られている。実施例は、有機溶媒からの塗布後のクロムなめし革へのそれらの疎水化効果を示している。
米国特許第2,854,424号明細書 英国特許第884141号明細書 米国特許出願公開第2011/0015332号明細書 国際公開第2014/184097号 国際公開第2016/042085号 国際公開第2016/026737号 米国特許出願公開第2011/0024679号明細書 米国特許出願公開第2009/0197081号明細書 米国特許出願公開第2009/0144912号明細書
Walter Noll著、「Chemistry and Technology of Silicones」の9.1.6節、447〜452頁(1968年) Charles Tomasino著、「Chemistry & Technology of Fabric Preparation & Finishing」の第9章、154−171頁(1992)
本発明の目的は、繊維に洗濯堅牢性、撥水性、及び柔軟性を与え、安全に取り扱えるシリコーン含有組成物を提供することであった。この目的は、本発明によって達成される。
本発明の主題は、
(1)一般式
Figure 2019535847
(式中、Lは、同一又は異なり、1〜18個の炭素原子を有する二価のSi−C結合炭化水素基であり、
は、同一又は異なり、1〜6個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、
は、式−O−、−NZ−、−NR−又は−S−、好ましくは−NZ−の基であり、
は、式−O−Z、−NH−Z、−NR−Z、−S−Z、好ましくは−NH−Zの基であり、
Zは、式−C(=O)−CHR−C(=O)−CHの基であり、
は、1〜18個の炭素原子を有する一価の炭化水素基であり、
は、水素原子又は少なくとも12個の炭素原子、好ましくは少なくとも14個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基であり、
yは、0、1、2又は3、好ましくは0又は1、より好ましくは0であり、及び
(Si)−は、Si原子への結合である)
の少なくとも1つのSi結合基Aを含むβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物、
(2)一般式
Figure 2019535847
(式中、
及びPは、L及びLと同じ定義を有し、
は、式−NH−又は−NR−の基であり、
は、式NH又はNHRの基であり、
は、Rと同じ定義を有し、
zは、0、1、2又は3、好ましくは0又は1、より好ましくは1であり、及び
(Si)−は、Si原子への結合である)
の少なくとも1つのSi結合基Bを有するアミノ官能性有機ケイ素化合物、並びに
任意選択で
(3)有機金属化合物と
を含む組成物である。
使用されるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)は、シラン又はオリゴマー若しくはポリマー性オルガノシロキサンであり得る。それらは、好ましくは1〜2000個のSi原子、より好ましくは2〜1000個のSi原子、非常に好ましくは20〜700個のSi原子を含む。
1種のβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)又は2種以上のβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)を使用することが可能である。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)としての使用に好ましいのは、一般式
Figure 2019535847
(式中、
Aは、式(I)の基であり、
Rは、1つの基当たり1〜18個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基であり、
は、水素原子又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基であり、
aは、0又は1であり、
bは、0、1、2又は3であり、
cは、0又は1であり、
ただし、a+b+cの合計は3以下であり、平均して1分子当たり少なくとも1つの基Aが存在する)の単位からなるオルガノポリシロキサンである。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の好ましい例は、一般式
Figure 2019535847
(式中、
Aは、式(I)の基であり、
R*は、同一又は異なり、基R又は式−ORの基であり、
R及びRは、それらについて上述された定義を有し、
gは、0又は1であり、
hは、0又は1であり、
lは、0又は1〜2000の整数であり、
kは、0又は1〜20の整数であり、
ただし、平均して1分子当たり少なくとも1つの基Aが存在する)のオルガノポリシロキサンである。
本発明の組成物に使用されるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)は、ワックス様の固体又は液体であってもよい。後者の場合、それらは、好ましくは、25℃で1〜1000000mPa.s、より好ましくは25℃で100〜50000mPa.sの粘度を有する。
基Rの例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、1−n−ブチル、2−n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル基などのアルキル基、n−ヘキシル基などのヘキシル基、n−ヘプチル基などのヘプチル基、n−オクチル基オクチル基、及び2,2,4−トリメチルペンチル基などのイソオクチル基、n−ノニル基などのノニル基、n−デシル基などのデシル基、n−ドデシル基などのドデシル基、及びn−オクタデシル基などのオクタデシル基、;シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びメチルシクロヘキシル基などのシクロアルキル基;ビニル、5−ヘキセニル、シクロヘキセニル、1−プロペニル、アリル、3−ブテニル、及び4−ペンテニル基などのアルケニル基;エチニル、プロパルギル、及び1−プロピニル基などのアルキニル基;フェニル、ナフチル、アントリル、及びフェナントリル基などのアリール基;例えばo−、m−及びp−トリル基、キシリル基及びエチルフェニル基などのアルカリール基;並びにベンジル基、α−及びβ−フェニルエチル基などのアラルキル基である。
基Rの好ましい例は、メチル基、n−オクタデシル基、n−オクチル基及びフェニル基である。
基Rの例は、水素原子、又はメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、1−n−ブチル、2−n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル基などのアルキル基、n−ヘキシル基などのヘキシル基、n−ヘプチル基などのヘプチル基、n−オクチル基などのオクチル基、及び2,2,4−トリメチル−ペンチル基などのイソオクチル基である。
の好ましい例は、水素原子、メチル及びエチル基である。
炭化水素基Rの例は、炭化水素基Rにも当てはまる。
基Rは、水素原子であるか、又は、好ましくは少なくとも12個の炭素原子を有する、好ましくは少なくとも14個の炭素原子を有する、及び好ましくは最大20個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基である。
基Rは、好ましくは14〜18個の炭素原子を有する炭化水素基であり、より好ましくは、基RはC14−C18アルキル基である。
基Rの例は、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、及びオクタデシル基である。
の例は、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,3−ブチレン基、1,4−ブチレン基、1,5−ペンチレン基、及び1,6−ヘキシレン基などの二価炭化水素基である。
特に好ましい例は、1,3−プロピレン基及び1,3−ブチレン基である。
の例は、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,3−ブチレン基、1,4−ブチレン基、1,5−ペンチレン基、及び1,6−ヘキシレン基などの二価炭化水素基である。
特に好ましい例は、1,2−エチレン基である。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)は、カルビノール、アミノ、又はメルカプタン官能性有機ケイ素化合物、好ましくはアミノ官能性有機ケイ素化合物と、ジケテン、2,2,6−トリメチル−4H−1,3−ジオキシン−4−オン(ジケテン−アセトン付加物)、又は好ましくは低燃焼性及び無毒性のアルキルケテンダイマー(AKD)との化学反応によって調製され得る。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)は、R=Hに関しては、例えばUS2008/0293907A1に記載されている方法によって、又はRが炭化水素基である場合は、US2011/0024679A1に記載されている方法によって調製される。
使用されるアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)は、シラン又はオリゴマー若しくはポリマー性オルガノシロキサンであってもよい。それらは、好ましくは1〜2000個のSi原子、より好ましくは2〜1000個のSi原子、非常に好ましくは20〜700個のSi原子を含む。
1種のアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)、又は2種以上のアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)を使用することが可能である。
アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)としての使用に好ましいのは、一般式
Figure 2019535847
(式中、
Bは、式(II)の基であり、
R’は、1つの基当たり1〜18個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基であり、
は、水素原子又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基であり、
dは、0又は1であり、
eは、0、1、2又は3であり、
fは、0又は1であり、
ただし、d+e+fの合計は3以下であり、平均して1分子当たり少なくとも1つの基Bが存在する)の単位からなるオルガノポリシロキサンである。
アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の好ましい例は、一般式
Figure 2019535847
(式中、
Bは、式(II)の基であり、
は、同一又は異なり、基R’又は一般式−ORの基であり、
R’及びRは、それらについて上述された定義を有し、
sは、0又は1であり、
tは、0又は1であり、
nは、0又は1〜2000の整数であり、
mは、0又は1〜20の整数であり、
ただし、平均して1分子当たり少なくとも1つの基Bが存在する)のオルガノポリシロキサンである。
本発明の組成物に使用される有機ケイ素化合物(2)は、ワックス様の固体又は液体であってもよい。後者の場合、それらは、好ましくは、25℃で1〜1000000mPa.s、より好ましくは25℃で100〜50000mPa.sの粘度を有する。
R’の例は、Rの場合と同じである。
の例は、Rの場合と同じである。
アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)は、好ましくはUS2005/0215806A1、US2002/0049296A1又はUS2015/0112092A1に記載されている方法によって調製される。
使用される有機金属化合物(3)は、Pb、Zn、Zr、Sb、Fe、Cd、Sn、Ti、Ba、Ca、Mn、V、Al、及びCoの群から選択される金属のアミン、アルコキシド、カルボン酸塩、リン酸塩又はキレートであってもよい。
Zn、Zr、Ti、及びAlの有機金属化合物を使用することが好ましい。特に好ましいのは、Zr及びTiの有機金属化合物である。
カルボン酸塩の例は、ナフテネート、オクトエート、ヘキソエート、ラウレート、アセテート、ホルメート、シトレート、及びラクテートである。
有機金属化合物(3)の例は、
亜鉛、スズ、及びジルコニウムオクトエート;Alトリ−sec−ブトキシド、Alジ−sec−ブトキシドモノアセチルアセトネート、Alモノ−sec−ブトキシドジアセチルアセトネート、Alジ−sec−ブトキシドモノエチルアセテート、Alモノ−sec−ブトキシドジエチルアセテート、Alジ−sec−ブトキシドモノアセテート、及びAlモノ−sec−ブトキシドジアセテートなどのアルミニウムアルコキシド;アルキルチタネート;アルキル−ジルコネート;亜鉛、スズ、ジルコニウム、フェリ及びコバルトナフテネート;ギ酸亜鉛及びギ酸ジルコニウム;酢酸スズ、酢酸亜鉛、及び酢酸ジルコニウム;ジブチルスズジカプリレート、ジラウレート、ジアセテート、及びマレエート;ジオクチルスズジホルメート、ジベンゾエート、及びジクロトネート;アルカノールアミンチタネート及びジルコネート;リン酸チタン;チタンアセチルアセトネート;エチルシトレートジルコネート;トリメトキシバナデート、トリ−n−ブトキシバナデート、及びトリヘプトキシバナデートなどのトリアルコキシバナデートである。チタン及びジルコニウムのアルコキシド及びカルボン酸塩を使用することが好ましい。
特に好ましいのは、ブチルチタネート、ジルコニウムオクトエート、及び酢酸ジルコニウムである。
1種の有機金属化合物(3)、又は2種以上の有機金属化合物(3)を使用することが可能である。
本発明の組成物において、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)は、1:99〜99:1の重量比、好ましくは20:80〜80:10の重量比で、より好ましくは40:60〜70:20の重量比で使用される。
有機金属化合物(3)が追加的に使用される場合、それらは、好ましくは、それぞれの場合において有機金属化合物(3)の金属含有量に基づいて、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)100重量部当たり、好ましくは0.1〜15重量部、より好ましくは0.5〜8重量部の量で使用される。
本発明の一実施形態では、本発明の組成物は有機溶媒中の溶液中にある。
本発明の組成物のための有機溶媒の典型的な例は、ペンタン、n−ヘキサン、ヘキサン異性体混合物、ヘプタン、オクタン、揮発油、石油エーテル、ベンゼン、トルエン、及びキシレンなどの炭化水素類;ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、及びトリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−アミルアルコール、及びイソアミルアルコールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、ジイソプロピルケトン、及びメチルイソブチルケトン(MIBK)などのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸プロピル、酪酸エチル、及びイソ酪酸エチルなどのエステル類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、及びジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類;並びにこれらの溶媒の混合物である。
有機溶媒が使用される場合、それらは、好ましくは、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)100重量部当たり、100〜100000重量部の量で使用される。
本発明の別の好ましい実施態様において、本発明の組成物は、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)と、アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)と、任意選択で有機金属化合物(3)と、乳化剤(4)と、水(5)とを含む水性分散液の形態である。
乳化剤(4)は、それぞれの場合において、本発明の組成物100重量部を基準として、好ましくは1〜60重量部、より好ましくは2〜30重量部の量で使用される。
本発明の組成物において、全ての既知の種類の乳化剤を使用することが可能である。これらは、例えば、アニオン性、カチオン性、非イオン性、及び両性の乳化剤、保護コロイド、及び分散液を安定化させる粒子である。
乳化剤(4)は、好ましくは、市販されている種類、例えば、10〜22個の炭素原子を有する脂肪酸のソルビタンエステル;10〜22個の炭素原子及び35重量%までのエチレンオキシド含有量を有する脂肪酸のポリオキシエチレンソルビタンエステル;10〜22個の炭素原子を有する脂肪酸のポリオキシエチレンソルビトールエステル;芳香族部分に6〜20個の炭素原子を有し、95重量%までのエチレンオキシド含有量を有するフェノールのポリオキシエチレン誘導体;10〜22個の炭素原子を有する脂肪族アミノベタイン及びアミドベタイン;95重量%までのエチレンオキシド含有量を有する8〜22個の炭素原子を有する脂肪酸又は脂肪アルコールのポリオキシエチレン縮合物;アルキル基中に6〜20個の炭素原子を有するアルキルアリールスルホネートなどのイオン性乳化剤;8〜22個の炭素原子を有する脂肪酸石鹸;8〜22個の炭素原子を有する脂肪族サルフェート;10〜22個の炭素原子を有するアルキルスルホネート;ジアルキルスルホスクシネートのアルカリ金属塩;10〜22個の炭素原子を有する脂肪族アミンオキシド;6〜20個の炭素原子を有する脂肪族イミダゾリン;10〜22個の炭素原子を有する脂肪族アミドスルホベタイン;10〜22個の炭素原子を有する脂肪族アンモニウム化合物などの四級乳化剤;10〜22個の炭素原子を有する脂肪モルホリンオキシド;10〜22個の炭素原子及び95重量%までのエチレンオキシドを有するカルボキシル化エトキシル化アルコールのアルカリ金属塩;10〜22個の炭素原子及び95重量%までのエチレンオキシドを有するグリセロールの脂肪酸モノエステルのエチレンオキシド縮合物;10〜22個の炭素原子を有する脂肪酸のモノ−又はジエタノールアミド;エチレンオキシド単位及び/又はプロピレンオキシド単位を有するアルコキシル化シリコーン乳化剤;アルキルホスフェート又はその塩などである。
アニオン性乳化剤の場合の対イオンは、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、又は、トリメチルアミン若しくはトリエタノールアミンなどの置換アミンのカチオンであってもよい。通常、アンモニウム、ナトリウム、及びカリウムイオンが好ましい。カチオン性乳化剤の場合、対イオンはハロゲン化物、サルフェート又はメチルサルフェートである。塩化物は、最も工業的に入手可能な化合物である。
乳化剤(4)の例は、デシルアミノベタイン;ココアミドスルホベタイン;オレイルアミドベタイン;ココイミダゾリンココスルホイミダゾリン;セチルイミダゾリン;1−ヒドロキシエチル−2−ヘプタデセニルイミダゾリン;n−ココモルホリンオキシド;デシルジメチルアミンオキシド;ココアミドジメチルアミンオキシド;縮合エチレンオキシド基を有するソルビタントリステアレート;縮合エチレンオキシド基を有するソルビタントリオレエート;ドデシル硫酸ナトリウム又はカリウム;ステアリル硫酸ナトリウム又はカリウム;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム又はカリウム;ステアリルスルホン酸ナトリウム又はカリウム;ドデシル硫酸のトリエタノールアミン塩;トリメチルドデシルアンモニウムクロリド;トリメチルステアリルアンモニウムメトサルフェート;ラウリン酸ナトリウム又はカリウム;ミリスチン酸ナトリウム又はカリウム、ジ−n−ブチルホスフェート、ジ−n−ヘキシルホスフェート、モノ−n−オクチルホスフェート、ジ−n−オクチルホスフェート、モノ−2−エチルヘキシルホスフェート、ジ−2−エチル−ヘキシルホスフェート、モノイソノニルホスフェート、ジイソノニルホスフェート、モノ−n−デシルホスフェート、n−オクチルn−デシルホスフェート、ジ−n−デシルホスフェート、モノイソトリデシルホスフェート、ジ−n−ノニルフェニルホスフェート、モノオレイルホスフェート、及びジステアリルホスフェート、モノ−n−オクチルホスフェート、ジ−n−オクチルホスフェート、モノ−n−デシルホスフェート、n−オクチルn−デシル−ホスフェート、ジ−n−デシルホスフェート、200個のエチレングリコール単位を有するエトキシル化ヒマシ油、40個のエチレングリコール単位を有するエトキシル化ヒマシ油、及び200個のエチレングリコール単位を有するエトキシル化硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンステアレート(ポリソルベート60)、ポリオキシエチレン(20)ソルビタントリステアレート(ポリソルベート65)、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンオレエート(ポリソルベート80)、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンラウレート(ポリソルベート20)、式イソ−C1327−O−(CHCHO)10−H、イソ−C1327−O−(CHCHO)−H、イソ−C1327−O−(CHCHO)−H、C1633−O−(CHCHO)−H、C1633−O−(CHCHO)20−H、C1633−O−(CHCHO)25−H、C1837−O−(CHCHO)−H、C1837−O−(CHCHO)20−H、C1837−O−(CHCHO)25−H、C1835−O−(CHCHO)20−H、C1223−O−(CHCHO)−H、C1223−O−(CHCHO)23−H、C1633−CH−C(O)−O−(CHCHO)20−H、C1633−CH−C(O)−O−(CHCHO)30−H、C1633−CH−C(O)−O−(CHCHO)40−H、及びC1633−CH−C(O)−O−(CHCHO)100−Hの化合物である。
本発明の分散液中に存在する非イオン性乳化剤は、好ましくは8〜17、より好ましくは9〜15の平均HLBを有する。
HLBは、乳化剤中の親水性基と疎水性基との間のバランスを表したものである。HLBの定義及びそれを決定するための方法は当業者に知られており、例えば、Journal of Colloid and Interface Science 298(2006), 441−450、及びそこに引用されている参考文献、特に参考文献[23]に記載されている。
HLB(HLBは親水性−親油性バランスを表す)は、主に非イオン性界面活性剤の親水性及び親油性部分を説明する。非イオン性界面活性剤のHLBは、Hans−Dieter Dorfler, Grenzflachen− und Kolloidchemie, VCH, Weinheim, 1994, p. 198に従って、以下のように計算することができる。
Figure 2019535847
ここで、Mは、分子の親油性部分のモル質量であり、Mは、分子全体のモル質量である。係数20は、自由に選択される倍率である。
使用され得る分散保護コロイドの例は、ポリビニルアルコールを含み、さらにメチルセルロース、ヒドロキシ−エチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテルを含む。
分散液を安定化させるのに適した粒子の例は、部分的に疎水化された微細シリカである。
さらに、本発明の組成物において、さらなる物質(6)を使用することが可能である。さらなる物質(6)の例は、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)とは異なるさらなるシロキサンであり、その例は、ポリエーテルシロキサン;シラン、特にアルコキシシラン;増粘剤及び/又は保護コロイド;充填剤、さらには添加剤、例えば防腐剤、消毒剤、湿潤剤、腐食防止剤、染料及び芳香剤などである。
増粘剤及び/又は保護コロイドが本発明の分散液に使用される場合、それらは、好ましくはアクリル酸コポリマー、セルロースエーテル、及びキサンタンガムなどの多糖類である。
増粘剤及び/又は保護コロイドが使用される場合、それらは、100重量部のβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)を基準として、好ましくは0.01〜2重量部の量で使用される。
本発明に従って使用され得る添加剤の例は、例えば、当業者によく知られている防腐剤、染料又は芳香剤、特にメチルイソチアゾリノン、クロロメチルイソチアゾリノン、ベンジルイソチアゾリノン、フェノキシエタノール、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、ブチルパラベン、イソブチルパラベン、アルカリ金属ベンゾエート、アルカリ金属ソルベート、ヨードプロピニルブチルカルバメート、ベンジルアルコール、又は2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオールなどの防腐剤である。
添加剤が使用される場合、それらは、100重量部のβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)を基準として、好ましくは0.0005〜2重量部の量で使用される。
本発明の分散液は、DIN EN ISO 3251に従って測定される、好ましくは1〜80重量%、より好ましくは30〜70重量%の不揮発分の含有量を有する。
本発明の分散液のpHは、好ましくは3〜11、より好ましくは5〜9である。
本発明の組成物を水性分散液の形態で生成するために使用することができる混合及び均質化ツールは、例えば、スターラ、ディゾルバーディスク、ロータ−ステータホモジナイザ、超音波ホモジナイザ、及び任意の非常に多種多様な構造の高圧ホモジナイザなどの、当業者に公知のすべての分散装置である。
水性分散液は、連続式、半回分式、又は回分式で生成され得る。
本発明の分散液を生成するために、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)、並びに任意のさらなる水不溶性成分を、最初に互いに別々に個々に分散させることができ、このようにして生成された分散液は、続いて混合することができ、又は任意の所望の組み合わせで一緒に分散させることができ、その後これらの分散液を混合することができる。存在する任意の水溶性有機金属化合物(3)及び添加剤は、例えば、最後に本発明の分散液中に撹拌により混ぜ込むことができる。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)、乳化剤、並びに任意選択で有機金属化合物(3)、並びに任意選択で添加剤の水性分散液の形態の本発明の組成物は、好ましくは、最初に水(5)の一部を残りの成分と混合して高粘性の非流動性ペーストを形成することによって生成される。このペースト状プレミックスの降伏点(DIN 53019−1及びその中で参照されている規格による)が100Pa(25℃)より高い、特に1000Pa(25℃)より高いことが特に好ましい。次いで、このペースト状プレミックスは、好ましくは、流体分散液が形成されるように、剪断エネルギーの作用下で所望の粒径に達するまで均質化され、撹拌及び/又は均質化を伴って水で希釈される。水溶性有機金属化合物及び/又は添加剤は、好ましくは、最後に撹拌することによってこの分散液に混ぜ込まれる。
本発明の分散液は、100重量部のβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)を基準として、好ましくは50重量部を超える、より好ましくは50〜1000重量部、非常に好ましくは80〜500重量部の水(5)を含む。
本発明のさらなる主題は、本発明の組成物を用いて、特に繊維状基材を疎水化するために、繊維状基材を仕上げる、又は含浸するための方法である。
繊維質基材の例は、天然又は合成繊維、糸、かせ、ロープ、不織布、マット、織られたり、結び目でつなげられたり、又は編まれた布地などのシート状布地構造体、並びに皮革及び模造革である。
好ましい繊維質基材は、布地である。本発明の組成物を塗布するために、布地は、個々の繊維、繊維束、繊維充填繊維、糸、カーペット、布ウェブ又は衣服若しくは衣服の一部の形態であってもよい。
布地は、綿、羊毛、酢酸ビニルのコポリマー、レーヨン、麻、天然絹、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、アラミド、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリラクチド、ポリ塩化ビニル、ガラス繊維、セラミック繊維、セルロース、又はそれらの混合物からなってもよい。
処理される布地への塗布は、布地の処理に適し、広く知られている任意の所望の方法で、例えば、浸漬、展着、キャスティング、噴霧、ロール塗布、パッドマングリング、印刷又はフォーム塗布によって行うことができる。
適用時に、本発明の組成物は、例えばメラミン樹脂又はメチロール樹脂を含む結合剤、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、蛍光増白剤、湿潤助剤、消泡剤などの一般的な繊維助剤、又は過フッ素化炭化水素などの疎水化及び疎油化助剤とさらに組み合わされてもよい。
処理された布地は、好ましくは10℃〜250℃、より好ましくは25〜200℃、非常に好ましくは80℃〜180℃の温度で乾燥される。
この段階で、本発明の組成物は架橋を生じるため、処理された布地を撥水性にする。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)、及び任意選択で有機金属化合物(3)を含む本発明の組成物は、それらが様々な布地の非常に効果的な撥水性仕上げを可能にすること、それらが持続的な環境汚染物質である物質なしで生成され得ること、及び撥水性仕上げが非常に良好な洗濯耐久性を示すことという利点を有する。
以下の例において、部及びパーセントについての全てのデータは、別段に示されない限り、重量基準で示される。別段に指定されない限り、以下の例は、周囲雰囲気の圧力下で、換言すれば約1010hPaで、また室温で、換言すれば約25℃で、又は反応物が追加的な加熱、若しくは冷却をせずに室温で混合する際に生じる温度で行われる。
例において言及される全ての粘度データは、25℃の温度に基づいている。
Brookfield D−73547 LorchからのBrookfield RVDVI+粘度計を用いて、スピンドルRV1を使用し、毎分2.5回転の回転速度で、2000〜4000mPasの間の値で、並びに、同じ機器及びスピンドルRV2を使用し、毎分2.5回転の回転速度で、4000〜14000mPasの値で測定を行った。例において、表示される単位が[mPas]の場合、方法は識別可能である。
2000mPas未満の値については、粘度測定は、DIN 51562−1に従ってウベローデ粘度計を用いて行われる。例において、表示される単位が[mm/s]の場合、方法は識別可能である。
HLBデータに関しては、使用されるHLB値は、それぞれの製造業者によって報告されたものである。例えば、ポリエーテルなどの乳化剤は通常、分子量分布を有するオリゴマー/ポリマーであるため、この分布は製造者ごとに異なり得る。したがって、製造者ごとに、対応するHLBについて異なる数値もあり得、それはまた、指定された特定の化学名に対して理論的に決定されたHLBとは異なり得る。
粒径は、Malvern社製Zetasizer Nano−S粒径測定機器、ソフトウェアバージョン6.01で、動的光散乱(Mie測定法)により決定される。この目的のために、分散液は、濾過及び脱気した水で0.5重量%に希釈される。報告される値は、D(50)値にも言及する。D(50)は、測定された全粒子の50%が同定されたD(50)値よりも小さい体積平均直径を有する体積平均粒子直径として理解されるべきである。測定は、25℃で以下の指定された設定で行われる:水の屈折率(分散剤RI)1.330;粘度(cP)0.8872;分散相(材料RI)の屈折率1.39;材料吸収0.010;測定時間(使用期間)50秒;測定位置0.65mm。分散例において報告されている光子計数率は、試料の特定の希釈度に由来するため、異なる。ここで重要なのは、測定プログラムがコメント「結果の品質:良好」で結果をリリースすることである。
処理された布地の疎水性は、AATCC試験方法番号22−2005に従って噴霧試験により試験される。この試験では、布地に脱イオン水が吹き付けられる。方法の説明における、吹き付けられた布地表面を格付け写真と比較することによる結果は、濡れていない状態の面積の割合のおおよその指標を提供する。スプレー値100は、全く濡れていない布地を示す。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の調製
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の合成例1:
14/C16アルキル基Rをもたらす、パルミチン酸/ステアリン酸(約30/70)の混合物から調製された50.7gの工業用アルキルケテンダイマー(TRIGON Chemie GmbHから入手可能)を、50℃で溶融する。(25℃で)508mm/sの粘度及び0.18mmol/gのアミン価を有する500.0gの(3−アミノプロピル)ジメチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位からなるポリシロキサンを、反応混合物の温度が75℃を超えないような速度で70分の期間にわたり計量供給する。工業用アルキルケテンダイマー製品は、85%のジケテン含有量を有し、1.0:1.0のアルキルケテンダイマー:ポリシロキサン化学量論比をもたらす。計量供給終了後、温度を100℃に上げ、この温度で撹拌を1時間継続する。室温に冷却すると、もはや遊離アミンが検出されないβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)が得られる。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の合成例2:
例1に記載の83.3gのアルキルケテンダイマーを、例1と同様に、977mm/s(25℃)の粘度及び0.58mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)メチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位で構成される250gの混合ヒドロキシ−/メトキシ末端コポリマーと反応させる。これにより、もはや遊離アミンが検出されないβ−ケト−カルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)が得られる。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の合成例3:
例1に記載の133gのアルキルケテンダイマーを、例1と同様に、25mm/s(25℃)の粘度及び2.4mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)メトキシシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位で構成される200gのヒドロキシ−/メトキシ末端混合コポリマーと反応させる。これにより、もはや遊離アミンが検出されないβ−ケト−カルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)が得られる。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の合成例4:
例1に記載の114gのアルキルケテンダイマーを、例1と同様に、119mm/s(25℃)の粘度及び0.76mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)ジメチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位からなる263gのポリシロキサンと反応させる。これにより、もはや遊離アミンが検出されないβ−ケト−カルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)が得られる。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の合成例5:
例1に記載の19gのアルキルケテンダイマーを、例1と同様に、259mm/s(25℃)の粘度及び0.093mmol/gのアミン価を有する、(3−アミノプロピル)メチルシロキシ、トリメチルシロキシ、及びジメチルシロキシ単位で構成される358gのポリシロキサンと反応させる。これにより、もはや遊離アミンが検出されないβ−ケト−カルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)が得られる。
式(I)の基A中のR−が炭化水素ではなくHであるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の合成例6:
980mm/sの粘度及び0.293mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)メチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位からなる136.5gのポリシロキサンを、4.7gのアセトンと共に、25℃で4時間撹拌する。これに続いて3.7gのジケテンを添加すると、わずかな温度上昇が起こる。さらに2時間後、アセトンを真空下70℃で除去する。これにより、4900mm/s(25℃)の粘度を有する透明で黄色がかった油状物が得られる。HNMRスペクトルでは、アミンの完全な変換が明らかである。
アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の調製
ワックス状アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の合成例7:
a)3−アミノプロピルメチルジエトキシシランの加水分解:
170.0gの3−アミノプロピルメチルジエトキシシランを、窒素雰囲気下で50℃に加熱する。次いで、50.0gの完全脱塩水を20分かけて撹拌しながら滴下により添加すると、温度は約80℃に上昇する。次いで、温度を100℃に上昇させ、遊離したエタノールを最初に大気圧下で、またその後徐々に減圧下で、100℃及び完全真空下でもはや留出物が生成されなくなるまで留去する。冷却すると、850mm/s(25℃)の粘度及び8.3mmol/gのアミン価を有する無色から淡黄色がかった100gの液体が得られる。
b)ワックス状アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の調製:
41℃の融点を有するトリメチルシロキシ単位及び(オクタデシル)メチルシロキシ単位からなる1013.0gのポリシロキサンを、窒素雰囲気下で60℃に加熱する。a)からの56.4gの加水分解物を溶融物中に撹拌しながら入れた後に、混合物を90℃に加熱する。2.0gの水酸化テトラブチルホスホニウムの40%水溶液を添加する。わずかに濁った混合物を、それが透明になるまで90℃で5時間撹拌する。その後、0.3gの90%乳酸を添加し、撹拌を90℃で30分間継続する。続いて温度を160℃に上げ、ゆっくりと完全真空まで減圧する。揮発分が留去されなくなったら、直ちに生成物を冷却する。これにより、45℃の溶融温度及び0.44mmol/gのアミン価を有するわずかに茶色がかったワックス様の固体が得られる。
(1)の分散液の生成
分散例1:合成例1からのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の分散:
市販の(Merck Schuchardt製)6.0gのラウリン酸、3.9gの水酸化カリウム水溶液(50%濃度)、及びSympatens−ALM/040の商品名で市販されている(Kolb製)2.0gのポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル(HLB:9.7)、及び6.7gの完全脱塩水を金属ビーカーに投入し、乾燥キャビネット内で60℃に加熱する。現時点で液体である混合物を、Ultra−Turrax T50分散機(Janke&Kunkel/IKA製)を用いて均質化する。この時間内に、60℃で合成例1からのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物70gを乾燥キャビネット内で溶融させ、6000〜8000rpmの高剪断で3回に分けて添加して、比較的堅い硬質相の形態の予備分散物を得る。それを低剪断下で、60℃まで加熱された完全脱塩水110.8gで何回かに分けて希釈を行い、所望の分散液を得る。その結果、平均粒径D(50)が171nm、光子計数率が364kcps(キロカウント毎秒)の乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
分散例2〜5:合成例2〜5からのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の分散:
分散例1からの同じ種類及び量の乳化剤−水混合物(6.0gのラウリン酸、3.9gの水酸化カリウム水溶液(50%濃度)、2.0gのポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテル(HLB=9.7)、6.7gの完全脱塩水)、合成例2〜5による70gのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、及び110.8gの加熱水を用いて、分散液2〜5を生成する。
合成例2によるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物の場合、207kcpsの光子計数率で177nmの平均粒径D(50)を有する乳白色の分散液が得られる。
合成例3によるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物の場合、393kcpsの光子計数率で105nmの平均粒径D(50)を有する乳白色の分散液が得られる。
合成例4によるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物の場合、271kcpsの光子計数率で153nmの平均粒径D(50)を有する乳白色の分散液が得られる。
合成例5によるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物の場合、221kcpsの光子計数率で170nmの平均粒径D(50)を有する乳白色の分散液が得られる。
分散例6:合成例6のβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の分散:
商品名Lutensol(R)TO5(BASF製)(HLB=10.5)で市販されている4.0gのポリオキシエチレン(5)イソトリデシルエーテル、商品名Lutensol(R)TO8(BASF製)(HLB約13)で市販されている8.0gのポリオキシエチレン(8)イソトリデシルエーテル、及び13.4gの完全脱塩水を金属ビーカーに投入する。Ultra−Turrax T50分散機(Janke&Kunkel/IKA製)を用いて液体混合物を均質化する。合成例6からの66.2gのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物を、6000〜8000rpmの高剪断下で3回に分けて添加して、比較的堅い硬質相を含む予備分散液を得る。それを低剪断下で、完全脱塩水107.6gで何回かに分けて希釈を行い、所望の分散液を得る。その結果、平均粒径D(50)が185nm、光子計数率が387kcpsの乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
(2)の分散液の生成
分散例7:アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の分散:
商品名Lutensol(R)TO108(BASF製)(HLB=13.7)で市販されている9.7gの80%ポリオキシエチレン(10)イソトリデシルエーテル水溶液、及び2.9gの完全脱塩水を金属ビーカーに投入する。Ultra−Turrax T50分散機(Janke&Kunkel/IKA製)を用いて液体混合物を均質化する。3552mPas(25℃)の粘度及び0.14mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)メチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位で構成される70gの混合ヒドロキシ/メトキシ末端コポリマーを、6000〜8000rpmの高剪断下で3回に分けて添加して、比較的堅い硬質相を含む予備分散液を得る。それを低剪断下で、完全脱塩水118.0gで何回かに分けて希釈を行い、得られた分散液を0.3gの水中80%酢酸で安定化させる。その結果、平均粒径D(50)が116nm、光子計数率が246kcpsの乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
分散例8:アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の分散:
商品名Lutensol(R)TO108(BASF製)(HLB=13.7)で市販されている12.5gの80%ポリオキシエチレン(10)イソトリデシルエーテル水溶液、5.0gの完全脱塩水、及び0.7gの水中80%酢酸を金属ビーカーに投入する。Ultra−Turrax T50分散機(Janke&Kunkel/IKA製)を用いて液体混合物を均質化する。まず、29mm/s(25°C)の粘度及び2.9mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)メチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位で構成される4.5gの混合ヒドロキシ/メトキシ末端コポリマーを、次いで5960mPasの粘度を有する95.5gのヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサンを、6000〜8000rpmの高剪断で3回に分けて添加して、比較的堅い硬質相を含む予備分散液を得る。それを低剪断下で、81.5gの完全脱塩水で何回かに分けて希釈を行い、所望の分散液を得る。その結果、平均粒径D(50)が180nm、光子計数率が217kcpsの乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
分散例9:合成例7b)からのワックス様アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の分散:
商品名Lutensol(R)TO108(BASF製)(HLB=13.7)で市販されている9.7gの80%ポリオキシエチレン(10)イソトリデシルエーテル水溶液、及び2.9gの完全脱塩水を、金属ビーカーに投入し、乾燥キャビネット内で60℃に加熱する。Ultra−Turrax T50分散機(Janke&Kunkel/IKA製)を用いて液体混合物を均質化する。合成例7bからの(3−アミノプロピル)メチルシロキシ単位及びオクタデシルメチルシロキシ単位で構成される70gのワックス様トリメチルシリル末端コポリマーを、60℃で、乾燥キャビネット内でこの時間内に溶融させ、6000〜8000rpmの高剪断で3回に分けて添加して、比較的堅い硬質相を含む予備分散液を得る。それを低剪断下で、完全脱塩水118.0gで何回か分けて希釈を行い、得られた分散液を2.0gの水中80%酢酸で安定化させる。その結果、平均粒径D(50)が171nm、光子計数率が275kcpsの乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
(1)、(2)、及び任意選択で(3)を含む本発明の組成物の分散液の生成
分散例10(本発明の組成物):
合成例1からのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の分散:
商品名Lutensol(R)TO108(BASF製)(HLB=13.7)で市販されている9.7gの80%濃度のポリオキシエチレン(10)イソトリデシルエーテル水溶液、2.9gの完全脱塩水、及び0.2gの水中80%酢酸を金属ビーカーに投入し、乾燥キャビネット内で60℃に加熱する。Ultra−Turrax T50分散機(Janke&Kunkel/IKA製)を用いて液体混合物を均質化する。合成例1からの43gのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、及び、3552mPas(25℃)の粘度及び0.14mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)メチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位で構成される27gの混合ヒドロキシ/メトキシ末端コポリマーを、60℃で、この時間内に乾燥キャビネット内で溶融させるか、又は加熱し、それぞれの場合において、2回に分けて、6000〜8000rpmの高剪断下で逐次添加して、比較的堅い硬質相を含む予備分散液を得る。それを低剪断下で、完全脱塩水118.0gで何回かに分けて希釈を行い、所望の分散液を得る。その結果、平均粒径D(50)が163nm、光子計数率が420kcpsの乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
分散例11(本発明の組成物):
合成例2からのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)の分散:
商品名Lutensol(R)TO108(BASF製)(HLB=13.7)で市販されている9.7gの80%濃度のポリオキシエチレン(10)イソトリデシルエーテル水溶液、2.9gの完全脱塩水、及び0.3gの水中80%酢酸を金属ビーカーに投入し、乾燥キャビネット内で60℃に加熱する。Ultra−Turrax T50分散機(Janke&Kunkel/IKA製)を用いて液体混合物を均質化する。合成例2からの23gのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、及び、3552mPas(25℃)の粘度及び0.14mmol/gのアミン価を有する、(2−アミノエチル−3−アミノプロピル)メチルシロキシ単位及びジメチルシロキシ単位で構成される47gの混合ヒドロキシ/メトキシ末端コポリマーを、60℃で、この時間内に乾燥キャビネット内で溶融させるか、又は加熱し、それぞれの場合において、2回に分けて、6000〜8000rpmの高剪断で逐次添加して、比較的堅い硬質相を含む予備分散液を得る。それを低剪断下で、118.0gの完全脱塩水で何回かに分けて希釈を行い、所望の分散液を得る。その結果、平均粒径D(50)が171nm、光子計数率が292kcpsの乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
分散例12(本発明の組成物):
合成例1からのβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)、及び有機金属化合物(3)としての酢酸ジルコニウムの分散:
分散例12は、分散例10と同様に生成されるが、酢酸を添加せず、水で希釈した後に、約22%のZrO含有量を有する25gの酢酸ジルコニウム溶液(Brenntag製)を撹拌しながら混ぜ込む。その結果、平均粒径D(50)が186nm、光子計数率が339kcpsの乳白色の分散液が得られる。デシケーターを用いて分散液を慎重に脱気する。
それぞれβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、及びアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)、及び場合により有機金属化合物(3)を含む本発明の組成物、並びにβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)のみ、又はアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)のみ、及び場合により有機金属化合物(3)を含む本発明ではない組成物が、表1及び2〜5に記載の実施例に示す割合で、個々の成分を混合することによって生成される。
実施例1及び2は、有機溶媒中の溶液としての本発明の組成物である(表1参照)。
実施例3〜25は、それらの水性分散液の形態の本発明の又は本発明ではない組成物である(表2〜5参照)。
実施例1及び2では、個々の成分をそれぞれの場合において約100mlの石油スピリット中に予め溶解させ、これらの溶液を混合し、布地を仕上げるためにヒュームフードにおいて石油ベンジン(沸点範囲60〜80℃)で1リットルの液体に希釈し、次いで以下のようにしてシート状布地構造体に塗布する。
坪量185g/mの漂白された未完成ポリエステル−綿ポプリン(65%PET、35%CO)のDIN A4サイズ片が使用される。
布地を液体に浸し、続いて、Mathis社製実験用テンターフレーム内で水平方向に伸ばしながら、通風室内で一晩乾燥させる。翌日、テンターフレーム内で5分間150℃で後架橋を行う。その後、材料を23℃、湿度60%の調整室内で少なくとも72時間空調管理を行い、疎水性を測定する目的で十分に調整する。
実施例3〜25では、布地を仕上げるために、対応する分散液及び/又は混合物を水で1リットルの液体に希釈し、次いで以下のようにしてシート状布地構造に塗布する。
坪量185g/mの漂白された未完成ポリエステル−綿ポプリン(65%PET、35%CO)のDIN A4サイズ片が使用される。
布を水性液体に浸し、続いて2本ロールパッドマングルを用いて50%液体ピックアップに絞り出し、伸ばし、Mathis社製実験用テンターフレーム内で5分間150℃で乾燥させる。その後、材料を23℃、湿度60%の調整室内で少なくとも72時間空調管理を行い、疎水性を測定する目的で十分に調整する。
噴霧試験を行った後、布地を調整室内の物干し用ロープで一晩乾燥させる。
洗濯堅牢性を調べるために、MIELE Softtronic W1935家庭用洗濯機で、40℃で20分間のExpress 20洗濯プログラムを用いて、仕上げられたすべての布地を約2kgのバラスト布と共に1回洗濯し、そして回転脱水する。洗濯用界面活性剤として、Henkel社製「Spee Feinwaschmittel」液体洗濯洗剤5gを添加する。
その後、材料を乾燥させ、23℃、湿度60%で少なくとも12時間調整室内で空調管理を行う。
洗浄から生じるしわを除去するために、Philips Azur 4043アイロンを設定IIで用いて試験試料をアイロン掛けする。その後、試料を再び噴霧試験法により疎水性について試験する。
実施例を、秤量した混合物の量、並びに洗濯前及び家庭での洗濯後の噴霧試験結果と共に表1〜5に示す。
Figure 2019535847
Figure 2019535847
Figure 2019535847
Figure 2019535847
Figure 2019535847
実施例から、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)とアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)との組み合わせのみが良好な噴霧試験値(100)を示し、また個々の成分のみよりはるかに良好な耐洗濯性を有することが明確である(表3の比較例16〜20とは対照的に、表2の例3〜15を参照)。
β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)の分散液は、それだけを酢酸ジルコニウムと組み合わせると不安定になる(表3の比較例16及び17参照)。これらの場合、シリコーン沈殿が生じる。
したがって、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、アミノ官能性有機ケイ素化合物(2)、及び有機金属化合物(3)の本発明の3成分の組み合わせが安定なままであり(表1及び2の例1〜15)、一方、β−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)及び有機金属化合物(3)の本発明ではない2成分の組み合わせ(表3の比較例16及び17)、並びにβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)、有機ポリアミン及び有機金属化合物(3)の本発明ではない3成分の組み合わせ(表4の比較例21及び22)は、それぞれの場合において沈殿を生じる(表3及び4参照)ことは驚くべきことであった。
実施例の指示に従って仕上げられた全ての布地、は心地よい柔らかな手触りを示す。

Claims (14)

  1. (1)一般式
    Figure 2019535847
    (式中、Lは、同一又は異なり、1〜18個の炭素原子を有する二価のSi−C結合炭化水素基であり、
    は、同一又は異なり、1〜6個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、
    は、式−O−、−NZ−、−NR−又は−S−、好ましくは−NZ−の基であり、
    は、式−O−Z、−NH−Z、−NR−Z、−S−Z、好ましくは−NH−Zの基であり、
    Zは、式−C(=O)−CHR−C(=O)−CHの基であり、
    は、1〜18個の炭素原子を有する一価の炭化水素基であり、
    は、水素原子又は少なくとも12個の炭素原子、好ましくは少なくとも14個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基であり、
    yは、0、1、2又は3、好ましくは0又は1、より好ましくは0であり、及び
    (Si)−は、Si原子への結合である)
    の少なくとも1つのSi結合基Aを含むβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物、
    (2)一般式
    Figure 2019535847
    (式中、
    及びPは、L及びLと同じ定義を有し、
    は、式−NH−又は−NR−の基であり、
    は、式NH又はNHRの基であり、
    は、Rと同じ定義を有し、
    zは、0、1、2又は3、好ましくは0又は1、より好ましくは1であり、及び
    (Si)−は、Si原子への結合である)
    の少なくとも1つのSi結合基Bを有するアミノ官能性有機ケイ素化合物、並びに
    任意選択で
    (3)有機金属化合物
    を含む組成物。
  2. 使用されるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)が、一般式
    Figure 2019535847
    (式中、
    Aは、請求項1に記載の式(I)の基であり、
    は、同一又は異なり、基R又は式−ORの基であり、
    Rは、1つの基当たり1〜18個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基であり、
    は、水素原子又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基であり、
    gは、0又は1であり、
    hは、0又は1であり、
    lは、0又は1〜2000の整数であり、
    kは、0又は1〜20の整数であり、
    ただし、平均して1分子当たり少なくとも1つの基Aが存在する)のオルガノポリシロキサンを含むことを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
  3. 使用されるアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)が、一般式
    Figure 2019535847
    (式中、
    Bは、請求項1に記載の式(II)の基であり、
    R’は、1つの基当たり1〜18個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素基であり、
    は、水素原子又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基であり、
    dは、0又は1であり、
    eは、0、1、2又は3であり、
    fは、0又は1であり、
    ただし、d+e+fの合計は3以下であり、平均して1分子当たり少なくとも1つの基Bが存在する)の単位からなるオルガノポリシロキサンを含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 使用されるアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)が、一般式
    Figure 2019535847
    (式中、
    Bは、請求項1に記載の式(II)の基であり、
    は、同一又は異なり、基R’又は一般式−ORの基であり、
    R’は、1つの基当たり1〜18個の炭素原子を有する一価の任意選択で置換された炭化水素原子であり、
    は、水素原子又は1〜8個の炭素原子を有するアルキル基であり、
    sは、0又は1であり、
    tは、0又は1であり、
    nは、0又は1〜2000の整数であり、
    mは、0又は1〜20の整数であり、
    ただし、平均して1分子当たり少なくとも1つの基Bが存在する)のオルガノポリシロキサンを含むことを特徴とする、請求項1、2又は3に記載の組成物。
  5. 使用される有機金属化合物(3)が、Pb、Zn、Zr、Sb、Fe、Cd、Sn、Ti、Ba、Ca、Mn、V、Al、及びCoの群から選択される金属のアミン、アルコキシド、カルボン酸塩若しくはリン酸塩又はキレートを含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
  6. 使用される有機金属化合物(3)が、チタン又はジルコニウムのアルコキシド又はカルボン酸塩、好ましくはブチルチタネート、ジルコニウムオクトエート又は酢酸ジルコニウムを含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。
  7. (1)式(I)の少なくとも1つのSi結合基を有するβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物、
    (2)式(II)の少なくとも1つのSi結合基を有するアミノ官能性有機ケイ素化合物、
    任意選択で(3)有機金属化合物、
    (4)乳化剤、及び
    (5)水
    を含む水性分散液であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の組成物。
  8. 使用されるβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物(1)が、請求項2に記載の式(IV)のオルガノポリシロキサンを含むことを特徴とする、請求項7に記載の組成物。
  9. 使用されるアミノ官能性有機ケイ素化合物(2)が、請求項3に記載の式(V)の単位からなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン、又は請求項4に記載の式(VI)のアミノ官能性オルガノポリシロキサンを含むことを特徴とする、請求項7又は8に記載の組成物。
  10. 使用される乳化剤(4)が、非イオン性乳化剤又は非イオン性及びアニオン性乳化剤の混合物を含むことを特徴とする、請求項7、8又は9に記載の組成物。
  11. (1)式(I)の少なくとも1つのSi結合基を有するβ−ケトカルボニル官能性有機ケイ素化合物、
    (2)式(II)の少なくとも1つのSi結合基を有するアミノ官能性有機ケイ素化合物、
    任意選択で(3)有機金属化合物、
    (4)乳化剤、及び
    (5)水
    を混合することによって、請求項7〜10のいずれかに記載の水性分散液を生成するための方法。
  12. 請求項1〜10のいずれかに記載の、又は請求項11に記載のように生成された組成物を用いて、繊維質基材、好ましくは布地を仕上げるための方法。
  13. 請求項1〜10のいずれかに記載の、又は請求項11に記載のように生成された組成物が、前記繊維質基材に塗布され、次いで処理された前記繊維質基材が乾燥されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
  14. 請求項1〜10のいずれかに記載の、又は請求項11に記載のように生成された組成物を、繊維質基材、好ましくは布地に含浸させるための方法であって、請求項1〜10に記載の、又は請求項11に記載のように生成された組成物が、前記繊維質基材に塗布され、次いで処理された前記繊維質基材が乾燥される方法。
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