JP2023539937A - 繊維質基材の処理のための低環状体誘導体化アミノ官能性シリコーンポリマーの使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を含んでなる組成物の、柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための使用であって、上記アミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体は、式(I)で示されるシロキサンユニットと、場合により式(II)で示されるシロキサンユニットと、式(III)で示されるシロキサンユニットと、式(III)で示されるシロキサンユニットとを含んでなり、Zは、基-R2-[NR3(CH2)n]iNR4R5(V)であり、R4は、官能基-(C=O)-R6-OH(VI)であり、Qは、基-R2-[NR9(CH2)n]iN(R9)2(VII)であり、Yは、官能基-OR1(VIII)及び/又は-[O(CHR10)p]mOR11(IX)であり、R、R1、R2、R3、R5、R6、R9、R10、R11、a、b、c、d、e、f、g、i、n、m及びpは、請求項1で定義されるとおりであり、但し、いずれもアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体の総重量に基づき、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4環状体)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5環状体)及びドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6環状体)の不純物がいずれも0.1重量%未満の割合で存在し、50℃での20日間の保存期間後にD4環状体(D4、D5及びD6の代表物)の割合がいずれも0.1重量%未満を維持する、使用に関する。
Description
本発明は、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を含んでなる組成物の、柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための使用に関する。
繊維材料を親水性処理するための市販のシリコーン含有柔軟剤は、多くの場合、コストがかかるヒドロシリル化の合成経路を介した多段階の製造が要求されるアミノ官能化又はアンモニウム官能化シリコーンポリエーテルを含む。特許文献では、白金含有化合物の触媒下、Si-H官能性ポリジオルガノシロキサンをエポキシ官能性オレフィン化合物と反応させる例が知られている。これは、アミノ官能性ポリエーテル化合物を用いたエポキシ開環による第2の反応段階に続く。これらの例は、特許文献1、2又は3で知ることができ得る。アミノ官能化又はアンモニウム官能化シリコーンポリマーへの他の経路は、アリルポリエーテルのヒドロシリル化、それに続く、ジイソシアネートを介したポリエーテルのヒドロキシル末端基へのアミン又はアンモニウムの結合を介する。これは、特許文献4に記載されている。親水性ポリエーテル含有生成物は、製造にコストがかかる欠点に加えて、洗濯耐性がなく、幾つかの場合において白金触媒による固有の妨害的な色を示す。
特許文献5は、シリコーン結合ポリエーテルを用いない、繊維材料の親水性処理のためのシリコーン含有柔軟剤への費用対効果の高い経路を記載している。末端で及び側方でアミノ官能化されたポリジオルガノシロキサンは、無水酢酸でほぼ完全にアセチル化される。それらによって処理された幾つかの材料は、良好な吸収性及び弱い黄色味を示すが、中程度の柔軟性しか示さず、洗濯耐久性がない。アミノ官能性ポリジオルガノシロキサンの部分アセチル化により、柔軟性及び洗濯耐久性は確かに改善するが、繊維材料の親水性において許容できない低下をもたらす。
欧州委員会によってD4環状体、D5環状体及びD6環状体が高懸念物質(SVHC)として分類された後、ポリジオルガノシロキサンポリマー中の4~6個のシロキサンユニットを有する環状オリゴジメチルシロキサン成分の不純物(D4環状体、D5環状体及びD6環状体)がいずれも1000ppm未満の濃度しか存在しえないという要求があり、市場において重要性も高まっている。これは、そのような環状オリゴジメチルシロキサンが、保存期間(通常は0.5~2年の間)に亘って、特定された閾値を超えるような量で再形成されない、という要求も含む。
無水酢酸を用いたアミノ官能性ポリジオルガノシロキサンのアセチル化は、副生成物として遊離酢酸を形成し、その除去は、性能の観点からは必要というわけではない。一般的に、アミノ官能性ポリジオルガノシロキサンの水性処方物は、任意の場合に酢酸を用いてpHを7以下に調整される。しかしながら、アミノ官能性ポリジメチルシロキサンにおける遊離酢酸の存在下では、保存期間に亘って1000ppmの閾値をはるかに超える量で上記環状オリゴジメチルシロキサンが再形成されることが経験的に示されている。
無水酢酸を用いたアセチル化に加えて、他のアシル化の選択肢もある。特許文献6は、ラクトンを用いたアミノ官能性シリコーンのアシル化を記載している。繊維材料に適用される場合、これらアミド官能性シリコーンは、これらのアミノ官能性前駆体よりも、該基質の黄変が少ないという結果をもたらす。親水性は、記載されていない。実施例において、トリメチルシリル末端化アミノ官能性ポリジメチルシロキサンのみをラクトンと反応させ、一方で、ヒドロキシ末端化ポリマー又はアルコキシ末端化ポリマーは、アミド官能性シランの縮合により製造される。
ラクトン及びアルキレンカーボネートとアミノシリコーンとの反応は、つや出し剤における使用について特許文献7に記載され、ヘアーコンディショナー処方物における使用について特許文献8に記載されている。
特許文献9は、粘度安定性のアミド官能性ポリシロキサンを製造するための方法であって、ラクトンを用いた更なる反応の前にアルコール又は置換アルコールを用いてアミノ官能性前駆体がブロックされている、方法を記載している。低環状体生成物は、薄膜式エバポレーターにおける精製中にアルコールの消失及び除去なしには、この経路では製造可能でない。
特許文献10は、炭酸グリセロールを用いたアミノ官能性ポリシロキサンの反応を記載し、粘度安定性がラウリルエトキシレート(Laurylethoxylaten)の添加により達成されるとされている。実施例では、トリメチルシリル末端化アミノ官能性ポリシロキサンが炭酸グリセロール及びラウリルエトキシレートとともに、平衡化触媒の添加なしに、30℃~80℃で、1~12時間に亘って反応されたとされている。しかしながら、該反応の成功は、分析データを伴った証明がなされていない。布地性の繊維質基材に対する使用は、アミノ官能性前駆体及びこの前駆体とγ-ブチロラクトンとの対応する反応生成物と比較して、水へ浸漬した際の改善された吸い上げ効果を示した。
理想的には無色で、費用対効果が高く製造可能な、繊維質基材(例えば、布地性の繊維材料)を処理するためのオルガノポリシロキサン含有組成物(これら基材に優れた柔軟性、親水性、及び柔軟性の良好な洗濯耐久性を付与する)を提供することが本発明の目的である。容易に加工可能とするために、オルガノポリシロキサン含有組成物の成分は、25℃で5000mPa・s未満の粘度を好ましくは有する。加えて、これら組成物は、オルガノポリシロキサンポリマーに基づき、4~6個のシロキサンユニットを有するオリゴジメチルシロキサン(D4環状体ないしD6環状体)の割合がいずれも1000ppm未満の濃度を有し、そのような環状体の再形成が室温保存において可能な限り少なく生じるべきである。この性能は、本明細書中に用語「低環状体(cyclenarm)」によって、如何なるものであるかが理解される。SVCH分類が導入されたことに起因し、健康上及び環境上の理由から、多くの場合、低環状体でない生成物がもはや使用されないため、その重要性は他の性能の重要性と同等である。
本発明により、目的が達成される。
本発明により、目的が達成される。
本発明は、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を含んでなる組成物の、柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための使用であって、
上記アミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体は、
一般式(I):
(式中
aは、0、1又は2、好ましくは0又は1であり、
bは、1、2又は3、好ましくは1であり、
但し、a+bの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
場合により、一般式(II):
(式中
cは、0、1又は2、好ましくは0又は1であり、
dは、1、2又は3、好ましくは1であり、
但し、c+dの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
一般式(III):
(式中
eは、0、1、2又は3、好ましくは2である)
で示されるシロキサンユニットと、
一般式(IV):
(式中
fは、1、2又は3、好ましくは1であり、
gは、0、1又は2、好ましくは2であり、
但し、f+gの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
を含んでなり、
Rは、同じであっても、異なっていてもよく、水素原子、又は一価の場合によりフッ素、塩素若しくは臭素で置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基を表し、
Zは、一般式(V):
(式中
iは、0、1、2、3又は4であり、
nは、2、3、4、5又は6であり、
R2は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC1~C18-炭化水素基を表し、
R3は、水素原子、場合によりフッ素、塩素、臭素、ヒドロキシ若しくはC1~C5-アルコキシで置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基、アシル基、又は一般式(VI)で示される基を表し、
R4は、一般式(VI)で示される基を表し、
R5は、水素原子、或いは、場合によりフッ素、塩素、臭素、ヒドロキシ若しくはC1~C5-アルコキシで置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基、又はアシル基を表し、
R6は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC2~C8-炭化水素基、又は-OR7-基を表し、
R7は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC2~C8-炭化水素基を表す)
で示される基を表し、
Qは、一般式(VII):
(式中
R2、i及びnは、上で定義されるとおりであり、
R9は、同じであっても、異なっていてもよく、水素原子、場合によりフッ素、塩素、臭素、ヒドロキシ若しくはC1~C5-アルコキシで置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基、又はアシル基を表す)
で示される基を表し、
Yは、一般式(VIII)及び/又は(IX):
(式中
mは、0、又は1~100、好ましくは1~20の整数であり、
pは、2、3又は4であり、
R1は、水素原子又はC1~C4-アルキル基を表し、
R10は、水素原子又はC1~C18-炭化水素基を表し、
R11は、水素原子、C1~C10-炭化水素基、好ましくはC4~C10-炭化水素基、又は一般式-(C=O)-R12で示される基を表し、
R12は、C1~C10-炭化水素基、又は-OR13-基を表し、R13は、C1~C10-炭化水素基を表す)
で示される基(但し、基Yの少なくとも一部は、式(IX)で示される基である)を表し、
但し、いずれもアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体の総重量に基づき、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4環状体)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5環状体)及びドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6環状体)の不純物がいずれも0.1重量%未満の割合で存在し、50℃の温度での20日間の保存期間後にD4環状体(D4、D5及びD6の代表物)の割合がいずれも0.1重量%未満を維持する、使用を提供する。
上記アミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体は、
一般式(I):
aは、0、1又は2、好ましくは0又は1であり、
bは、1、2又は3、好ましくは1であり、
但し、a+bの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
場合により、一般式(II):
cは、0、1又は2、好ましくは0又は1であり、
dは、1、2又は3、好ましくは1であり、
但し、c+dの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
一般式(III):
eは、0、1、2又は3、好ましくは2である)
で示されるシロキサンユニットと、
一般式(IV):
fは、1、2又は3、好ましくは1であり、
gは、0、1又は2、好ましくは2であり、
但し、f+gの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
を含んでなり、
Rは、同じであっても、異なっていてもよく、水素原子、又は一価の場合によりフッ素、塩素若しくは臭素で置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基を表し、
Zは、一般式(V):
iは、0、1、2、3又は4であり、
nは、2、3、4、5又は6であり、
R2は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC1~C18-炭化水素基を表し、
R3は、水素原子、場合によりフッ素、塩素、臭素、ヒドロキシ若しくはC1~C5-アルコキシで置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基、アシル基、又は一般式(VI)で示される基を表し、
R4は、一般式(VI)で示される基を表し、
R6は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC2~C8-炭化水素基、又は-OR7-基を表し、
R7は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC2~C8-炭化水素基を表す)
で示される基を表し、
Qは、一般式(VII):
R2、i及びnは、上で定義されるとおりであり、
R9は、同じであっても、異なっていてもよく、水素原子、場合によりフッ素、塩素、臭素、ヒドロキシ若しくはC1~C5-アルコキシで置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基、又はアシル基を表す)
で示される基を表し、
Yは、一般式(VIII)及び/又は(IX):
mは、0、又は1~100、好ましくは1~20の整数であり、
pは、2、3又は4であり、
R1は、水素原子又はC1~C4-アルキル基を表し、
R10は、水素原子又はC1~C18-炭化水素基を表し、
R11は、水素原子、C1~C10-炭化水素基、好ましくはC4~C10-炭化水素基、又は一般式-(C=O)-R12で示される基を表し、
R12は、C1~C10-炭化水素基、又は-OR13-基を表し、R13は、C1~C10-炭化水素基を表す)
で示される基(但し、基Yの少なくとも一部は、式(IX)で示される基である)を表し、
但し、いずれもアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体の総重量に基づき、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4環状体)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5環状体)及びドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6環状体)の不純物がいずれも0.1重量%未満の割合で存在し、50℃の温度での20日間の保存期間後にD4環状体(D4、D5及びD6の代表物)の割合がいずれも0.1重量%未満を維持する、使用を提供する。
本発明の文脈において、オルガノポリシロキサンとの用語は、ポリマーの並びにダイマーの及びオリゴマーのシロキサンを意味すると理解される。
炭化水素基Rの例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、1-n-ブチル基、2-n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基及びtert-ペンチル基、ヘキシル基(n-ヘキシル基等)、ヘプチル基(n-ヘプチル基等)、オクチル基(n-オクチル基等)及びイソオクチル基(2,2,4-トリメチルペンチル基等)、ノニル基(n-ノニル基等)、デシル基(n-デシル基等)、ドデシル基(n-ドデシル基等)並びにオクタデシル基(n-オクタデシル基)等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及びメチルシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基及びフェナントリル基等のアリール基、o-、m-、p-トリル、キシリル、エチルフェニル等のアルカリール基、並びに、ベンジル基並びにα-及びβ-フェニルエチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
炭化水素基Rは、場合により脂肪族二重結合を含む。例としては、ビニル基、アリル基、5-ヘキセン-1-イル基、E-4-ヘキセン-1-イル基、Z-4-ヘキセン-1-イル基、2-(3-シクロヘキセニル)エチル基及びシクロドデカ-4,8-ジエニル基等のアルケニル基が挙げられる。脂肪族二重結合を有する好ましい基Rは、ビニル基、アリル基及び5-ヘキセン-1-イル基である。しかしながら、炭化水素基Rの1%以下が二重結合を含む場合が好ましい。
置換されている基Rの例としては、3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル基、2,2,2,2’,2’,2’-ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基等のハロアルキル基、並びにo-、m-及びp-クロロフェニル基等のハロアリール基等が挙げられる。
基Rは、好ましくは、1~6個の炭素原子を有する1価の炭化水素基であり、メチル基が特に好ましい。
炭化水素基R1の例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、1-n-ブチル基、2-n-ブチル基、イソブチル基及びtert-ブチル基等のアルキル基が挙げられ、C1~C3-アルキル基が好ましい。
エーテル酸素で置換されたアルキル基R1の例としては、メトキシエチル基及びエトキシエチル基が挙げられる。基-OR1の好ましい例としては、ヒドロキシ基及びメトキシ基が挙げられる。
エーテル酸素で置換されたアルキル基R1の例としては、メトキシエチル基及びエトキシエチル基が挙げられる。基-OR1の好ましい例としては、ヒドロキシ基及びメトキシ基が挙げられる。
R2は、好ましくは、2価のC2~C6-炭化水素基である。
二価の炭化水素基R2の例としては、メチレン基及びエチレン基に加えて、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、2-メチルプロピレン基、シクロヘキシレン基及びオクタデシレン基等の飽和の直鎖状、分岐鎖状及び環状のアルキレン基、又は、ヘキセニレン基及びフェニレン基等の不飽和アルキレン基若しくはアリーレン基が挙げられ、n-プロピレン基及び2-メチルプロピレンが特に好ましい。
炭化水素基R(脂肪族二重結合を有するものを除く)の例は、炭化水素基R3、R5、R9にすべて適用される。R3、R5及びR9が、水素原子、メチル基、シクロヘキシル基又はアシル基(アセチル基等)である場合がより好ましい。
R6についての好ましいアルキレン基は、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基及びペンチレン基であり、プロピレン基が特に好ましい。
R7についての好ましいアルキレン基は、エチレン基、イソプロピレン基及びエチルエチレン基であり、イソプロピレン基が特に好ましい。
Qの好ましい例としては、
H2N(CH2)3-
H2N(CH2)2NH(CH2)3-
H2N(CH2)2NH(CH2)CH(CH3)CH2-
(シクロヘキシル)NH(CH2)3-
CH3NH(CH2)3-
(CH3)2N(CH2)3-
CH3CH2NH(CH2)3-
(CH3CH2)2N(CH2)3-
CH3NH(CH2)2NH(CH2)3-
(CH3)2N(CH2)NH(CH2)3-
CH3CH2NH(CH2)2NH(CH2)3-
(CH3CH2)2N(CH2)2NH(CH2)3-
及びこれらの部分的に又は完全にアセチル化された形態
が挙げられる。
H2N(CH2)3-
H2N(CH2)2NH(CH2)3-
H2N(CH2)2NH(CH2)CH(CH3)CH2-
(シクロヘキシル)NH(CH2)3-
CH3NH(CH2)3-
(CH3)2N(CH2)3-
CH3CH2NH(CH2)3-
(CH3CH2)2N(CH2)3-
CH3NH(CH2)2NH(CH2)3-
(CH3)2N(CH2)NH(CH2)3-
CH3CH2NH(CH2)2NH(CH2)3-
(CH3CH2)2N(CH2)2NH(CH2)3-
及びこれらの部分的に又は完全にアセチル化された形態
が挙げられる。
Qの特に好ましい例としては:
H2N(CH2)3-
H2N(CH2)2NH(CH2)3-、及び
(シクロヘキル)NH(CH2)3-
が挙げられる。
H2N(CH2)3-
H2N(CH2)2NH(CH2)3-、及び
(シクロヘキル)NH(CH2)3-
が挙げられる。
本発明に係る組成物は、好ましくは、一般式(X):
(式中
R、Y、Z及びQは、上で定義されるとおりであり、
kは、50~700の整数であり、
lは、1~30、好ましくは1~10、特に好ましくは1~5の整数であり、
oは、0~30、好ましくは1~15、特に好ましくは1~6の整数であり、
但し、基Yの少なくとも一部は、式(IX)で示される基である)
で示される、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を使用する。
R、Y、Z及びQは、上で定義されるとおりであり、
kは、50~700の整数であり、
lは、1~30、好ましくは1~10、特に好ましくは1~5の整数であり、
oは、0~30、好ましくは1~15、特に好ましくは1~6の整数であり、
但し、基Yの少なくとも一部は、式(IX)で示される基である)
で示される、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を使用する。
少なくとも1mol%、好ましくは少なくとも5mol%の基Yが式(IX)で示される基である場合、及び、多くても99mol%、好ましくは多くても60mol%の基Yが式(IX)で示される基である場合が好ましい。
本発明の文脈において、式(X)は、-(R2SiO)-で示されるkユニット、-(RZSiO)-で示されるlユニット、及び-(RQSiO)-で示されるoユニットは、任意の所望の形態で(例えば、ブロックワイズに又はランダムに)オルガノポリシロキサン分子内に分布していてもよいことを意味すると理解される。
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体(好ましくは、式(X)で示されるもの)の基Yが式(VIII)で示される基に対応する場合、ヒドロキシル基及び/又はメトキシ基が好ましい。
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体(好ましくは、式(X)で示されるもの)の基Yの一部は、好ましくはヒドロキシル基及び/又はメトキシ基である式(VIII)で示される基に加えて、式(IX)で示される(イソ)オキシアルキル基(C4~C10-アルコキシ基又はC4~C10-モノアルキルグリコールエーテル基(好ましくは、C4~C10-モノアルキルグリコールエーテル基)が関与する場合が好ましい)に対応する。
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体(好ましくは、式(X)で示されるもの)の基Yの一部は、好ましくはヒドロキシル基及び/又はメトキシ基である式(VIII)で示される基に加えて、式(IX)で示される(イソ)オキシアルキル基(C4~C10-アルコキシ基又はC4~C10-モノアルキルグリコールエーテル基(好ましくは、C4~C10-モノアルキルグリコールエーテル基)が関与する場合が好ましい)に対応する。
上記式で示されるシロキサンのシロキサン鎖内に又はシロキサン鎖に沿って(典型的には、そのような式では示されないように)、ジオルガノシロキサンユニットR2SiOに加えて他のシロキサンユニットも存在していてもよい。そのような他のシロキサンユニットの例としては、通常は単に不純物として存在するが、式RSiO3/2、R3SiO1/2及びSiO2(式中、Rは、上で定義されるとおりである)で示されるものが挙げられる。
本発明は、本発明に係る組成物中に使用されるアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を製造するための方法であって、
一般式(II):
(式中、Q、R、c及びdは、上で定義されるとおりである)
で示されるアミノ官能性シロキサンユニット及び一般式(XII):
(式中、R、R1、f及びgは、上で定義されるとおりである)
で示されるシロキサンユニットを含んでなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と、
一般式(XI):
(式中、R6は、上で定義されるとおりである)
で示される化合物(2)と、
一般式(XIII)
(式中、R10、R11、m及びpは、上で定義されるとおりである)
で示される化合物(3)と、
を反応させることによるものであり、
但し、得られたアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体におけるD4環状体、D5環状体及びD6環状体の含量が、上記反応の前に、途中に又は後に上記環状体を効果的に留去した結果として、いずれも0.1重量%未満である、方法を更に提供する。
一般式(II):
で示されるアミノ官能性シロキサンユニット及び一般式(XII):
で示されるシロキサンユニットを含んでなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と、
一般式(XI):
で示される化合物(2)と、
一般式(XIII)
で示される化合物(3)と、
を反応させることによるものであり、
但し、得られたアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体におけるD4環状体、D5環状体及びD6環状体の含量が、上記反応の前に、途中に又は後に上記環状体を効果的に留去した結果として、いずれも0.1重量%未満である、方法を更に提供する。
一般式(XI)で示される化合物(2)の例としては、ラクトン又は環状炭酸エステルが挙げられる。
ラクトンの例としては、β-及びγ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、α-アンゲリカラクトン、δ-バレロラクトン及びε-カプロラクトンが挙げられる。ラクトンの好ましい例は、γ-ブチロラクトンである。環状炭酸エステルの例としては、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸1,2-ブチレン、炭酸1,2-ヘキシレンが挙げられる。環状炭酸エステルの好ましい例は、炭酸プロピレンである。
ラクトンの例としては、β-及びγ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、α-アンゲリカラクトン、δ-バレロラクトン及びε-カプロラクトンが挙げられる。ラクトンの好ましい例は、γ-ブチロラクトンである。環状炭酸エステルの例としては、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸1,2-ブチレン、炭酸1,2-ヘキシレンが挙げられる。環状炭酸エステルの好ましい例は、炭酸プロピレンである。
ラクトン又は環状炭酸エステルは、いずれも、低環状体誘導体化アミノ官能性オルガノポリシロキサンを製造するために使用されるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)の誘導体化可能なアミンの量に基づき、3~100mol%、好ましくは6~90mol%、特に好ましくは14~83mol%の量で使用される。
驚くべきことに、本発明に係る組成物におけるこれらヒドロキシ不含ラクトン及び環状炭酸エステルの使用は、ヒドロキシ含有ラクトン(例えば、グルコノラクトン)又は対応するヒドロキシ含有炭酸エステル(例えば、炭酸グリセロール)を使用した後よりも、本発明に係る組成物を使用した後に繊維質基材をより速く湿潤可能にする、という結果をもたらす。
一般式(XIII)で示される化合物(3)の例としては、アルコール及びモノアルキルグリコールエーテルが挙げられる。アルコールの例としては、メタノールや、合成条件下で不揮発性かつ室温で液体のC6~C10-アルコール(例えば、n-ヘキサノール、n-ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、n-デカノール、並びに2-メトキシプロパノール及び2-ブトキシエタノール)等が挙げられる。
モノアルキルグリコールエーテルの例としては、アルコールの、エチレンオキシドの、プロピレンオキシドの及びこれらの共重合体の付加物が挙げられる。モノアルキルグリコールエーテルの好ましい例としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、n-ヘキシルグリコール及びプロピレングリコールモノブチルエーテルが挙げられ、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい例である。
モノアルキルグリコールエーテルの例としては、アルコールの、エチレンオキシドの、プロピレンオキシドの及びこれらの共重合体の付加物が挙げられる。モノアルキルグリコールエーテルの好ましい例としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、n-ヘキシルグリコール及びプロピレングリコールモノブチルエーテルが挙げられ、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい例である。
アルコール又はアルコール付加物(3)は、いずれも、低環状体誘導体化アミノ官能性オルガノポリシロキサンを製造するための成分の総重量に基づき、1~50重量%、好ましくは1~10重量%、特に好ましくは2~7重量%の量で使用される。
10以下の炭素原子を有するアルコール又はその付加物の添加により、低環状体誘導体化アミノ官能性オルガノポリシロキサンの製造中に、好ましくは5000mPas・s未満、好ましくは500~5000mPa・sの粘度(25℃)が達成され、更に、1つの合成段階で3つの成分すべてを同時に反応させる場合、使用されるラクトン又は環状炭酸エステルとアミノ官能性オルガノポリシロキサンとの混和性を改善させる、という効果を有する。
反応は、10℃~130℃、好ましくは50℃~120℃、特に好ましくは60℃~90℃の温度で実施される。低環状体のアミノ官能性ポリオルガノシロキサンが使用される場合、アミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と一般式(XI)で示される化合物(2)及び一般式(XIII)で示される化合物(3)との反応が同時に実施されるか、又はアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と一般式(XI)で示される化合物(2)の反応が最初に実施され、一般式(XIII)で示される化合物(3)との反応がその後に実施されるか若しくは反応がその逆の順番で実施されるかは、重要ではない。誘導体化アミノ官能性シリコーンポリマーからのD4環状体、D5環状体及びD6環状体の除去(好ましくは、薄膜式エバポレーターにおいて)が要求される場合、好ましくは以下:最初にアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と一般式(XI)で示される化合物(2)を反応させ、次にD4環状体、D5環状体及びD6環状体を留去し、好ましくは短行程蒸留又は薄膜式エバポレーターの使用により精製し、最後に一般式(XIII)で示される化合物(3)と反応させる(好ましくは冷却方法において)、という順序で該方法の工程が実施され、これは、一般式(XIII)で示される化合物(3)の損失を伴わないという利点を有する。
アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を製造するための方法は、アミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)として一般式(XIV):
(式中、R、R1、k、l及びoは、すべて上で定義されるとおりである)
で示されるものが好ましくは使用される。
で示されるものが好ましくは使用される。
アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を含んでなる、柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための本発明に係る組成物は、これらアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体の有機溶媒における溶液となり得る。
柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための本発明に係る組成物は、
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)、
乳化剤(B)及び/又は共乳化剤(B’)、並びに
水(C)
を含んでなる水性エマルションである場合が好ましい。
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)、
乳化剤(B)及び/又は共乳化剤(B’)、並びに
水(C)
を含んでなる水性エマルションである場合が好ましい。
したがって、本発明は、柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための水性エマルションであって、以下:
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)、
乳化剤(B)及び/又は共乳化剤(B’)、並びに
水(C)
を含んでなる、水性エマルションを提供する。
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)、
乳化剤(B)及び/又は共乳化剤(B’)、並びに
水(C)
を含んでなる、水性エマルションを提供する。
使用可能な乳化剤(B)としては、非イオン性、アニオン性又はカチオン性乳化剤、又はその他にこれらの混合物が挙げられる。
柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための本発明に係る水性エマルションは、自体公知の乳化剤及びそれらの混合物を含んでなる。
好適なアニオン性乳化剤は、特に以下を含む:
1.アルキルスルフェート(特に、炭素原子8~18の鎖長を有するもの)、疎水性基に8~18の炭素原子と1~40のエチレンオキシド(EO)ユニット又はプロピレンオキシド(PO)ユニットとを有するアルキル及びアルカリルエーテルスルフェート。
2.スルホネート(特に、8~18個の炭素原子を有するアルキルスルホネート)、8~18個の炭素原子を有するアルキルアリールスルホネート、タウリド(Tauride)、4~15個の炭素原子を有する一価のアルコール又はアルキルフェノールとのエステル及びモノエステル;これらアルコール又はアルキルフェノールは、場合により1~40個のEOユニットでエトキシル化されていてもよい。
3.アルキル基、アリール基、アルカリール基又はアラルキル基中に8~20個の炭素原子を有する、カルボン酸のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩。
4.リン酸部分エステル並びにそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩(特に、有機基中に8~20個の炭素原子を有するアルキル及びアルカリールフォスフェート)、アルキル基又はアルカリール基中に8~20個の炭素原子と1~40個のEOユニットとを有する、アルキルエーテルフォスフェート及びアルカリールエーテルフォスフェート。
好適な非イオン性乳化剤は、特に以下を含む:
5.5~50%(好ましくは、8~20%)の酢酸ビニルユニットをなお含有し、500~3000の重合度を有する、ポリビニルアルコール。
6.アルキルポリグリコールエーテル(好ましくは、8~40個のEOユニットと炭素原子が8~20個のアルキル基とを有するもの)。
7.アルキルアリールポリグリコールエーテル(好ましくは、8~40個のEOユニットと、アルキル基及びアリール基に8~20個の炭素原子とを有するもの)。
8.エチレンオキシド/プロピレンオキシド(EO/PO)ブロックコポリマー(好ましくは、8~40個のEOユニット又はPOユニットを有するもの)。
9.炭素原子が8~22個のアルキル基を有するアルキルアミンと、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドとの付加物。
10.6~24個の炭素原子を有する脂肪酸。
11.一般式R*-OZOで示されるアルキルポリグリコシド(式中、R*は、平均8~24個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和アルキル基を表し、ZOは、平均o=1~10のヘキソースユニット若しくはペントースユニット又はそれらの混合物を有するオリゴグリコシド基を表す)。
12.天然由来物質及びそれらの誘導体(レシチン、ラノリン、サポニン、セルロース、各アルキル基が最大4つの炭素原子を持つ、セルロースアルキルエーテル及びカルボキシアルキルセルロース等)。
13.極性基を有する直鎖状オルガノ(ポリ)シロキサン(特に、最大24個の炭素原子を有するアルコキシ基、並びに/又は最大40個のEO基及び/若しくはPO基を含んでなるもの)。
好適なカチオン性乳化剤は、特に以下を含む:
14.8~24個の炭素原子を有する第1級、第2級及び第3級の脂肪族アミンと、酢酸、硫酸、塩酸及びリン酸との塩。
15.第四級アルキルアンモニウム塩及びアルキルベンゼンアンモニウム塩(特に、アルキル基が6~24個の炭素原子を有するもの)、特に、ハロゲン化物、硫酸塩及びリン酸塩、酢酸塩。
16.アルキルピリジニウム塩、アルキルイミダゾリニウム塩及びアルキルオキサゾリニウム塩(特に、アルキル鎖が最大18個の炭素原子を有するもの)、具体的には、ハロゲン化物、硫酸塩、リン酸塩及び酢酸塩。
好適な両性乳化剤は、特に以下を含む:
17.長鎖置換アミノ酸(N-アルキル-ジ(アミノエチル)グリシン又はN-アルキル-2-アミノプロピオン酸塩等)。
18.ベタイン(C8~C18-アシル基を有するN-(3-アシルアミドプロピル)-N,N-ジメチルアンモニウム塩等)、及びアルキルイミダゾリウムベタイン。
好ましい乳化剤としては、非イオン性乳化剤(特に、6.で上述したアルキルポリグリコールエーテル、9.で述べたアルキルアミンとエチレンオキシド又はプロピレンオキシドとの付加物、11.で述べたアルキルポリグリコシド、及び5で述べたポリビニルアルコール)が挙げられる。
乳化剤は、水性エマルションの総重量に基づいて、1重量%~70重量%の量で使用される。
柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための上記水性エマルションは、好ましくは、水性エマルションの総重量に基づき、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)を0.5重量%~80重量%の量で含む。
柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための本発明に係る水性エマルションは、更なる物質(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリエチレン-ポリプロピレングリコール並びにこれらの混合物、並びに酸)も含んでいてもよい。酸の例としては、カルボン酸(酢酸、ギ酸、クエン酸、リンゴ酸及び乳酸等)が挙げられる。
柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための本発明に係る水性エマルションは、更なる物質として溶媒又は共乳化剤(B’)も含んでいてもよい。
非水系溶媒又は共乳化剤の例としては、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、1-オクタノール、プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、1,2-オクタンジオール、グリセロール、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-N-ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。
非水系溶媒又は共乳化剤の例としては、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、1-オクタノール、プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、1,2-オクタンジオール、グリセロール、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-N-ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル等が挙げられる。
柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体の製造に使用される式(XIV)で示されるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(I)は、米国特許第7129369号明細書(参照により援用される)に記載されている方法により製造され得る。他の方法も、当業者に知られている。
本発明に係るアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体のD4環状体、D5環状体及びD6環状体の含量をいずれも0.1重量%未満の濃度まで低減するために、精製プロセスが、アミノ官能性オルガノポリシロキサン前駆体において実施されるか、或いは、ヒドロキシ不含ラクトン若しくは環状炭酸エステル(2)を伴う第1の反応段階の後、第2の段階においてアルコール若しくはアルコール付加物が使用される前に実施されるか、のいずれかであってもよい。
アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を含んでなる本発明に係る組成物を製造するための方法は、測定誤差を超えて検出可能な量のD4環状体、D5環状体及びD6環状体の生成がない。いずれの場合でも、精製手順は、好ましくは、市販の薄膜式エバポレーター又は短行程蒸留装置を介した同様の方式で進行する。より早い予備精製のために、場合によりフラッシュボックスが上流に配置されていてもよい。精製プロセスは、好ましくは、100℃~200℃(好ましくは140℃~190℃、特に好ましくは150℃~180℃)の温度で実施される。薄膜式エバポレーターによる精製プロセスは、好ましくは、0~200mbar(好ましくは0~100mbar、特に好ましくは0~30mbar)の圧力で実施される。短行程蒸留装置による精製プロセスは、好ましくは、0~20mbar(好ましくは0~10mbar、特に好ましくは0~3mbar)の圧力で実施される。
アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を含んでなる本発明に係る組成物を製造するための方法は、測定誤差を超えて検出可能な量のD4環状体、D5環状体及びD6環状体の生成がない。いずれの場合でも、精製手順は、好ましくは、市販の薄膜式エバポレーター又は短行程蒸留装置を介した同様の方式で進行する。より早い予備精製のために、場合によりフラッシュボックスが上流に配置されていてもよい。精製プロセスは、好ましくは、100℃~200℃(好ましくは140℃~190℃、特に好ましくは150℃~180℃)の温度で実施される。薄膜式エバポレーターによる精製プロセスは、好ましくは、0~200mbar(好ましくは0~100mbar、特に好ましくは0~30mbar)の圧力で実施される。短行程蒸留装置による精製プロセスは、好ましくは、0~20mbar(好ましくは0~10mbar、特に好ましくは0~3mbar)の圧力で実施される。
アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)を含んでなる本発明に係る組成物を用いて処理される繊維質基材の例は、天然の又は合成的に製造された、繊維、ヤーン、ストランド、ロープ、布地繊維(不織布等)、マット、織布、節のある布地、クロッシェ布地、ニット布地、革及び人工皮革、並びに毛が挙げられる。好ましい繊維質基材は、布地である。本発明に係る組成物を適用するために、布地は、個々の繊維、繊維束、フィラー繊維、ヤーン、カーペット、織物の素材、又は被服若しくは被服の部分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、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニル、ガラス繊維、セラミック繊維、セルロース又はこれらの混合物で作られていてもよい。
処理される繊維質基材(好ましくは、布地)への適用は、繊維質基材(布地等)の処理に好適な任意の方式で実施されてもよく、これらは、広く知られている(例えば、含浸、ブラシ適用、カーテンコーティング、スプレー、ローラー適用、パディング、プリンティング、又は泡状物の適用による)。
本発明に係る組成物の使用においては、慣習的に使用される繊維助剤(バインダー(メラミン樹脂又はメチロール樹脂、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルから製造される)、蛍光増白剤、つや消し剤、電解質、湿潤助剤、可塑剤、漂白剤、帯電防止剤、金属酸化物の分散剤、シリケート、香油、色素、保存剤、消泡剤、又はその他の疎水性及び疎油性の助剤(例えば、パーフルオロ炭化水素)を組み合わせてもよい。
本発明に係る組成物は、更に、ポリシロキサンを基にした布地柔軟剤、及び有機柔軟剤(アニオン性、カチオン性及び非イオン性柔軟剤、並びにこれらの混合物等)と共に使用してもよい。
本発明に係る組成物は、更に、ポリシロキサンを基にした布地柔軟剤、及び有機柔軟剤(アニオン性、カチオン性及び非イオン性柔軟剤、並びにこれらの混合物等)と共に使用してもよい。
これらとしては、機能性及び非機能性シリコーン、金属石鹸の塩、アルキルポリスルホネート、スルホサクシネート及びそれらの誘導体、エステルクワット、スルホアルキレン脂肪酸アミド、アルキルアンモニウムサルフェート、トリエタノールアミン脂肪酸エステル、脂肪酸ポリグリコールエステル、脂肪アミンポリアルキレン付加物、脂肪酸アミドポリアルキレン付加物、並びにパラフィン、ロウ、ポリエチレン、ポリエステルの分散物が挙げられる。
処理された繊維質基材(好ましくは、布地)は、好ましくは、20℃~200℃(好ましくは100℃~180℃)の温度での乾燥が許容される。
アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)を含んでなる本発明に係る組成物は、それらの不純物であるオクタメチルシクロテトラシロキサン(D4環状体)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5環状体)及びドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6環状体)がいずれも0.1重量%未満の割合で存在し、50℃の温度での20日間の保存期間後にD4環状体、D5環状体及びD6環状体の割合がいずれも0.1重量%未満を維持するという利点、これらを製造するにあたり費用対効果が高いという利点、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体が実質的に無色である結果としてこれらが全体的に無色であるという利点、並びに、これらによって処理された繊維質基材(布地等)が親水性であり、かつ繰り返し洗濯した後も耐える柔軟性を示すという利点、を有する。
後述する実施例において、報告されたすべての量(部)及びパーセントは、特に断らない限り、重量に基づく。すべての粘度データは、25℃の温度に基づいている。特に断らない限り、後述する実施例は、周囲大気の圧力(即ち、約1010hPa)で、室温(即ち、約20℃)又は追加の加熱若しくは冷却なしに室温で反応物を組み合わせた場合に生じる温度で実施される。
動的粘度は、DIN EN ISO 3219:1994及びDIN 93019に従ってAnton Paar「MCR 302」レオメータを使用して測定した(開角2°で、コーン及びプレートシステム(コーンCP50-2)を使用)。この装置は、国立計量標準研究所のNormaloel 10000で校正された。測定温度は25.00℃+/-0.05℃、測定時間は3分であった。粘度規格(mPa・sで報告)は、独立して3回実施した個別測定の算術平均を表す。動的粘度の測定の不確かさは、1.5%である。せん断速度勾配が粘度の関数として選択され、各粘度規格について別個に特定されている。
アミン価は、測定される物質1gに対してKOHが何mmolに相当するかを示す。アミン価は、DIN 16945 version 1989-03に従って測定される。
ハーゼン色数は、Hach-Lange LICO690色差計を用いて、DIN EN ISO 6271の方法で測定された。ハーゼン色数(DIN-ISO 6271、「APHA法」又は白金コバルトスケールとしても知られている)は、溶液1リットルあたりの白金のmgで定義される。ハーゼンストック溶液は、ヘキサクロロ白金酸(IV)カリウム 1.246gと塩化コバルト(II) 1.00gを塩酸 100mlに溶解し、蒸留水で1000mlにしたものである。実質的に無色澄明な生成物の色評価に対して、ハーゼン色数スケールが使用される。
アミノ官能性ポリジメチルシロキサン誘導体についての末端基を決定するために、29Si NMRスペクトルを、C6D6-トルエン中の溶液において、Bruker Avance III HD-NMR分光器(ATMA及びZ-gradientを備える5mm広帯域プローブ)における90.34MHzの測定周波数で取得する。
評価は、当業者に公知であり、以下の文献に記載されている方法で実施される:“Ueber die 1H-, 13C- und 29Si NMR chemischen Verschiebungen einiger linearer, verzweigter und cyclischer Methyl-Siloxan-Verbindungen”, G. Engelhardt, H. Jancke; J. Organometal. Chem. 28 (1971), 293-300; “Chapter 8 NMR spectroscopy of organosilicon compounds”、Elizabeth A. Williams, The Chemistry of Organic Silicon Compounds, 1989 John Wiley and Sons Ltd, 511-533。
評価は、当業者に公知であり、以下の文献に記載されている方法で実施される:“Ueber die 1H-, 13C- und 29Si NMR chemischen Verschiebungen einiger linearer, verzweigter und cyclischer Methyl-Siloxan-Verbindungen”, G. Engelhardt, H. Jancke; J. Organometal. Chem. 28 (1971), 293-300; “Chapter 8 NMR spectroscopy of organosilicon compounds”、Elizabeth A. Williams, The Chemistry of Organic Silicon Compounds, 1989 John Wiley and Sons Ltd, 511-533。
D4環状体、D5環状体及びD6環状体は、Agilent Technologies社(米国 Wilmington)製 Agilent 7890 装置を使用したガスクロマトグラフィで測定した。分析は、5mの不活性化石英プレカラムと結合した60mのMXT5金属キャピラリーにCOCインジェクタ(クールオンカラム)を介して実施された(FIDで検出)。インジェクタ温度は、50℃であった。クールオンカラム法は、測定中にポリマー状オルガノシロキサンから環状体が消失されないことを確保する。
エマルションの固形物含量の測定は、MLS GmbH社製の電子レンジを使用し、総照射時間 5分、照射電力 650Wで実施された(ガラス繊維紙上のエマルション 500mgを、照射前と照射後に秤量した)。残留重量は、開始重量を基準としたパーセンテージで報告される。
エマルションのpH試験は、インジケーターテストストリップ(特定領域用、pH範囲 2.0~9.0;部品番号1.09584.0001、Merck KGaA社(Darmstadt)製)を用いて実施された。
エマルションの濁度は、実験用濁度計LabScat 2(Sigrist社製)を使用して測定された。650nmのLED光源からの光(25°の角度)に対する、エマルション粒子によってもたらされる光線の散乱割合が測定された。値は、SiO2のppmで報告され、この濃度の水中の珪藻土が起こすであろう濁度に対応する。
例2~7において使用するためのアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの精製例
粘度 823mPa・s及びアミン含量 0.288meq/gを有する未精製のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン 5000gを、180℃の温度及び0.03mbarの圧力で、400g/hの供給速度にて、KDL1実験用短行程蒸留装置(UIC社製)内で加熱した。52gの量の留出物を形成した。底部材料(Sumpfmaterial)は、粘度 973mPa・s及びアミン含量 0.291meq/gであった。これを例2~7におけるアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの低環状体誘導体の原料として使用した。
粘度 823mPa・s及びアミン含量 0.288meq/gを有する未精製のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン 5000gを、180℃の温度及び0.03mbarの圧力で、400g/hの供給速度にて、KDL1実験用短行程蒸留装置(UIC社製)内で加熱した。52gの量の留出物を形成した。底部材料(Sumpfmaterial)は、粘度 973mPa・s及びアミン含量 0.291meq/gであった。これを例2~7におけるアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの低環状体誘導体の原料として使用した。
例1(本発明による、ブチルジグリコールを用いたモノヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの製造)
熱電対、KPG攪拌機及び還流冷却器を備えた1000mlの3つ口フラスコに、粘度 939mPa・s及びアミン含量 0.288meq/g(アミン 144mmol)を有する未精製のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン 500gを最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、γ-ブチロラクトン(Imhoff & Stahl GmbH社(Mannheim)から入手可能) 6.49g(75mmol)を撹拌しながら添加した。続いて、澄明な反応混合物を100℃まで加熱し、この温度で5時間攪拌した。反応混合物のアミン価は、0.155meq/gまで減少した。この反応混合物を、180℃の温度、0.03mbarの圧力、250g/hの供給速度で、KDL1実験用短行程蒸留装置(UIC社製)内で加熱した。5.15gの留出物を形成した。底部材料を、攪拌下の3つ口フラスコ装置に回収し、攪拌しながら冷却した。130℃の温度でジエチレングリコールモノブチルエーテル(Stockmeier Chemie GmbH社(Bielefeld)から入手可能) 25.5gを加え、混合物を2時間かけて室温までゆっくり冷却した。粘度 2592mPa・s、残留アミン含量 0.147meq/g、ハーゼン色数 3を有する、ほぼ無色のオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が123ppm、D5が96ppm、D6が148ppmであった。50℃での20日間の保存後、D4の値は、164ppmに増加した。アミノ官能性前駆体に対して、誘導体化生成物は、29Si NMRスペクトルにおいて、-12.9ppmの化学シフト(末端にジエチレングリコールモノブチルエーテルが結合したケイ素原子に割り当て可能)の新しいシグナルを有する。
熱電対、KPG攪拌機及び還流冷却器を備えた1000mlの3つ口フラスコに、粘度 939mPa・s及びアミン含量 0.288meq/g(アミン 144mmol)を有する未精製のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン 500gを最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、γ-ブチロラクトン(Imhoff & Stahl GmbH社(Mannheim)から入手可能) 6.49g(75mmol)を撹拌しながら添加した。続いて、澄明な反応混合物を100℃まで加熱し、この温度で5時間攪拌した。反応混合物のアミン価は、0.155meq/gまで減少した。この反応混合物を、180℃の温度、0.03mbarの圧力、250g/hの供給速度で、KDL1実験用短行程蒸留装置(UIC社製)内で加熱した。5.15gの留出物を形成した。底部材料を、攪拌下の3つ口フラスコ装置に回収し、攪拌しながら冷却した。130℃の温度でジエチレングリコールモノブチルエーテル(Stockmeier Chemie GmbH社(Bielefeld)から入手可能) 25.5gを加え、混合物を2時間かけて室温までゆっくり冷却した。粘度 2592mPa・s、残留アミン含量 0.147meq/g、ハーゼン色数 3を有する、ほぼ無色のオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が123ppm、D5が96ppm、D6が148ppmであった。50℃での20日間の保存後、D4の値は、164ppmに増加した。アミノ官能性前駆体に対して、誘導体化生成物は、29Si NMRスペクトルにおいて、-12.9ppmの化学シフト(末端にジエチレングリコールモノブチルエーテルが結合したケイ素原子に割り当て可能)の新しいシグナルを有する。
例2(本発明による、ブチルジグリコールを用いたモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの製造)
熱電対、KPG攪拌機及び還流コンデンサを備えた1000mlの3つ口フラスコに、粘度 959mPa・s及びアミン含量 0.306meq/g(アミン184mmol)を有する精製例からの低環状体のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン 600gを最初に投入し、窒素ブランケット下にした。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が230ppm、D5が330ppm、D6が380ppmであった。室温で、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 30.0g及び炭酸プロピレン(Huntsman Holland BV社(Rotterdam)から入手可能) 9.38g(92mmol)を、撹拌しながら添加した。続いて、澄明な反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で3時間攪拌した。粘度 1907mPa・s、残留アミン含量 0.153meq/g及びハーゼン色数 2を有する、ほぼ無色のオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が286ppm、D5が330ppm、D6が283ppmであった。50℃での20日間の保存後、D4の値は、323ppmに増加した。アミノ官能性前駆体に対して、誘導体化生成物は、29Si NMRスペクトルにおいて、-12.9ppmの化学シフト(末端にジエチレングリコールモノブチルエーテルが結合したケイ素原子に割り当て可能)の新しいシグナルを有する。
熱電対、KPG攪拌機及び還流コンデンサを備えた1000mlの3つ口フラスコに、粘度 959mPa・s及びアミン含量 0.306meq/g(アミン184mmol)を有する精製例からの低環状体のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン 600gを最初に投入し、窒素ブランケット下にした。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が230ppm、D5が330ppm、D6が380ppmであった。室温で、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 30.0g及び炭酸プロピレン(Huntsman Holland BV社(Rotterdam)から入手可能) 9.38g(92mmol)を、撹拌しながら添加した。続いて、澄明な反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で3時間攪拌した。粘度 1907mPa・s、残留アミン含量 0.153meq/g及びハーゼン色数 2を有する、ほぼ無色のオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が286ppm、D5が330ppm、D6が283ppmであった。50℃での20日間の保存後、D4の値は、323ppmに増加した。アミノ官能性前駆体に対して、誘導体化生成物は、29Si NMRスペクトルにおいて、-12.9ppmの化学シフト(末端にジエチレングリコールモノブチルエーテルが結合したケイ素原子に割り当て可能)の新しいシグナルを有する。
例3(本発明による、ブチルジグリコールを用いたモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの製造)
熱電対、KPG攪拌機及び還流冷却器を備えた1000mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 600g(アミン 184mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、炭酸プロピレン 9.38g(92mmol)を攪拌しながら添加した。次に、反応混合物を80℃まで加熱した。当初濁っていた混合物は80℃に達すると澄明になり、この温度で3時間攪拌した。次に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 30.0gを攪拌投入し、混合物を2時間かけてゆっくりと室温まで冷却した。粘度 1278mPa・s、残留アミン含量 0.160meq/g及びハーゼン色数 3を有する、ほぼ無色のオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が108ppm、D5が77ppm、D6が124ppmであった。50℃での20日間の保存後、D4の値は、146ppmに増加した。アミノ官能基を有する前駆体に対して、誘導体化された生成物は、29Si NMRスペクトルにおいて、-12.9ppmの化学シフト(末端にジエチレングリコールモノブチルエーテルが結合したケイ素原子に割り当て可能)の新しいシグナルを有する。
熱電対、KPG攪拌機及び還流冷却器を備えた1000mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 600g(アミン 184mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、炭酸プロピレン 9.38g(92mmol)を攪拌しながら添加した。次に、反応混合物を80℃まで加熱した。当初濁っていた混合物は80℃に達すると澄明になり、この温度で3時間攪拌した。次に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 30.0gを攪拌投入し、混合物を2時間かけてゆっくりと室温まで冷却した。粘度 1278mPa・s、残留アミン含量 0.160meq/g及びハーゼン色数 3を有する、ほぼ無色のオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、環状体の割合は、D4が108ppm、D5が77ppm、D6が124ppmであった。50℃での20日間の保存後、D4の値は、146ppmに増加した。アミノ官能基を有する前駆体に対して、誘導体化された生成物は、29Si NMRスペクトルにおいて、-12.9ppmの化学シフト(末端にジエチレングリコールモノブチルエーテルが結合したケイ素原子に割り当て可能)の新しいシグナルを有する。
例4(本発明によらない、ブチルジグリコールを用いたアセタミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの製造)
熱電対、KPG攪拌機、滴下ロート及び還流コンデンサを備えた2000mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 935.58g(アミン 286mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にし、55℃まで加熱した。次に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 25.17gを攪拌投入し、得られた混合物を55℃で更に30分間攪拌した。次に、無水酢酸(Sigma-Aldrich Chemie GmbH社(Steinheim)から入手可能) 14.08g(138mmol)を攪拌しながらゆっくりと滴加した。発熱の結果、温度が65℃まで上昇した。その後、澄明な反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で30分間攪拌した。その後、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 25.17gを更に攪拌投入し、得られた混合物を80℃で更に1時間攪拌した。粘度 2672mPa・s、残留アミン含量 0.152meq/g及びハーゼン色数 9を有する、黄色いオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、D4環状体の割合は、148ppmであった。50℃での20日間の保存後、環状体の割合は、1312ppmに増加した。
熱電対、KPG攪拌機、滴下ロート及び還流コンデンサを備えた2000mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 935.58g(アミン 286mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にし、55℃まで加熱した。次に、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 25.17gを攪拌投入し、得られた混合物を55℃で更に30分間攪拌した。次に、無水酢酸(Sigma-Aldrich Chemie GmbH社(Steinheim)から入手可能) 14.08g(138mmol)を攪拌しながらゆっくりと滴加した。発熱の結果、温度が65℃まで上昇した。その後、澄明な反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で30分間攪拌した。その後、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 25.17gを更に攪拌投入し、得られた混合物を80℃で更に1時間攪拌した。粘度 2672mPa・s、残留アミン含量 0.152meq/g及びハーゼン色数 9を有する、黄色いオイルを得た。GC測定(クールオンカラム法)により、D4環状体の割合は、148ppmであった。50℃での20日間の保存後、環状体の割合は、1312ppmに増加した。
例5(本発明によらない、ブチルジグリコールを用いたペンタヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの製造)
熱電対、KPG攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、蒸留ブリッジ及び制御手段付き減圧ポンプを備えた500mlの3つ口フラスコに、イソプロパノール 180gと共に例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 180g(アミン 55mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温及び標準圧力で、グルコノラクトン(Sigma-Aldrich Chemie GmbH社(Steinheim)から入手可能) 4.73g(55mmol)を撹拌しながら添加した。次に、濁った反応混合物を80℃まで加熱した。この混合物をこの温度で3時間攪拌し、その間にこの混合物が徐々に澄明になった。次に、この温度設定で350mbarの減圧を適用し、イソプロパノールを留去した。同時に、滴下ロートを介してジエチレングリコールモノブチルエーテル 16.2gを攪拌投入し、2時間で減圧度を180mbarに改めた。蒸留速度に応じて、混合物の温度が65℃から55℃まで低下した。留出物 160gを得た。フラスコの内容物は、徐々に粘性を増し、わずかに濁りを伴った黄色味を帯びた。粘度 7180mPa・s、残留アミン含量 0.075meq/g及びハーゼン色数 9を有する、均質で粘性のある黄色味を帯びたオイルを得た。
熱電対、KPG攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、蒸留ブリッジ及び制御手段付き減圧ポンプを備えた500mlの3つ口フラスコに、イソプロパノール 180gと共に例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 180g(アミン 55mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温及び標準圧力で、グルコノラクトン(Sigma-Aldrich Chemie GmbH社(Steinheim)から入手可能) 4.73g(55mmol)を撹拌しながら添加した。次に、濁った反応混合物を80℃まで加熱した。この混合物をこの温度で3時間攪拌し、その間にこの混合物が徐々に澄明になった。次に、この温度設定で350mbarの減圧を適用し、イソプロパノールを留去した。同時に、滴下ロートを介してジエチレングリコールモノブチルエーテル 16.2gを攪拌投入し、2時間で減圧度を180mbarに改めた。蒸留速度に応じて、混合物の温度が65℃から55℃まで低下した。留出物 160gを得た。フラスコの内容物は、徐々に粘性を増し、わずかに濁りを伴った黄色味を帯びた。粘度 7180mPa・s、残留アミン含量 0.075meq/g及びハーゼン色数 9を有する、均質で粘性のある黄色味を帯びたオイルを得た。
例6(本発明によらない、ブチルジグリコールを用いたジヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの製造)
熱電対、KPG攪拌機及び還流コンデンサを備えた1000mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 500g(アミン 153mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 25.0g及び炭酸グリセロール(Huntsman Holland BV社(Rotterdam)から入手可能) 8.71g(74mmol)を、撹拌しながら添加した。続いて、濁った反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で3時間攪拌した。粘度 17800mPa・s、残留アミン含量 0.152meq/g及びハーゼン色数 5を有する、澄明でわずかに黄色味を帯びた粘性オイルを得た。
熱電対、KPG攪拌機及び還流コンデンサを備えた1000mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 500g(アミン 153mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 25.0g及び炭酸グリセロール(Huntsman Holland BV社(Rotterdam)から入手可能) 8.71g(74mmol)を、撹拌しながら添加した。続いて、濁った反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で3時間攪拌した。粘度 17800mPa・s、残留アミン含量 0.152meq/g及びハーゼン色数 5を有する、澄明でわずかに黄色味を帯びた粘性オイルを得た。
例7(本発明によらない、イソトリデカノールを用いたモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの製造)
熱電対、KPG攪拌機及び還流コンデンサを備えた500mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 300g(アミン 92mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、イソトリデカノール(ABCR GmbH社(Karlsruhe)から入手可能) 15.0g及び炭酸プロピレン 4.69g(46mmol)を撹拌しながら添加した。反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で3時間攪拌した。フラスコの内容物は、75℃の到達で澄明になった。粘度 9500mPa・s、残留アミン含量 0.176meq/gを有する、ほぼ無色の粘性オイルを得た。アミノ官能性前駆体に対して、誘導体化生成物は、29Si NMRスペクトルで-13.8ppmの領域における化学シフト(末端にイソトリデカノールが結合したケイ素原子に割り当て可能)に幾つかの新しいシグナルを有する。
熱電対、KPG攪拌機及び還流コンデンサを備えた500mlの3つ口フラスコに、例2からのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン前駆体 300g(アミン 92mmol)を最初に投入し、窒素ブランケット下にした。室温で、イソトリデカノール(ABCR GmbH社(Karlsruhe)から入手可能) 15.0g及び炭酸プロピレン 4.69g(46mmol)を撹拌しながら添加した。反応混合物を80℃まで加熱し、この温度で3時間攪拌した。フラスコの内容物は、75℃の到達で澄明になった。粘度 9500mPa・s、残留アミン含量 0.176meq/gを有する、ほぼ無色の粘性オイルを得た。アミノ官能性前駆体に対して、誘導体化生成物は、29Si NMRスペクトルで-13.8ppmの領域における化学シフト(末端にイソトリデカノールが結合したケイ素原子に割り当て可能)に幾つかの新しいシグナルを有する。
例8(本発明による例1のモノヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサンからのエマルションの製造)
脱塩水 21.0g、5EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、8EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g(BASF SE社(Ludwigshafen)からそれぞれ、LUTENSOL(登録商標)TO5及びLUTENSOL(登録商標)TO8として入手可能)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 4.0g及びラウレス-11カルボン酸(Kao Chemicals GmbH社(Emmerich)からAkypo RLM 100として入手可能) 2.0gを、800rpmの速度で実験用溶解器(VMA-Getzmann GmbH社(Reichshof)製のDispermat CN 30)内で混合した。次に、例1からのモノヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを、およそ3等分にして、1000rpmの速度で入れた。濃厚でクリーミーな混合物を、最初に脱塩水 4.87gで、次いで脱塩水 12.5gで希釈した。ほぼ無色のマイクロエマルションは、固形物含量 62%、pH 6.0、及び濁度 4ppmのSiO2を有していた。
脱塩水 21.0g、5EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、8EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g(BASF SE社(Ludwigshafen)からそれぞれ、LUTENSOL(登録商標)TO5及びLUTENSOL(登録商標)TO8として入手可能)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 4.0g及びラウレス-11カルボン酸(Kao Chemicals GmbH社(Emmerich)からAkypo RLM 100として入手可能) 2.0gを、800rpmの速度で実験用溶解器(VMA-Getzmann GmbH社(Reichshof)製のDispermat CN 30)内で混合した。次に、例1からのモノヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを、およそ3等分にして、1000rpmの速度で入れた。濃厚でクリーミーな混合物を、最初に脱塩水 4.87gで、次いで脱塩水 12.5gで希釈した。ほぼ無色のマイクロエマルションは、固形物含量 62%、pH 6.0、及び濁度 4ppmのSiO2を有していた。
例9(本発明による例2のモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサンからのエマルションの製造)
例2からのモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 61%、pH 6.0及び濁度 1ppmのSiO2を有する、ほぼ無色のマイクロエマルションを得た。
例2からのモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 61%、pH 6.0及び濁度 1ppmのSiO2を有する、ほぼ無色のマイクロエマルションを得た。
例10(本発明によらない例4のモノヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサンからのエマルションの製造)
例4からのアセタミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 61%、pH 4.5及び濁度 3ppmのSiO2を有する、黄色のマイクロエマルションを得た。
例4からのアセタミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 61%、pH 4.5及び濁度 3ppmのSiO2を有する、黄色のマイクロエマルションを得た。
例11(本発明によらない例5のペンタヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサンからのエマルションの製造)
脱塩水 21.0g、5EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、8EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g及びラウレス-11カルボン酸(Kao Chemicals GmbH社(Emmerich)からAkypo RLM 100として入手可能) 2.0gを、実験用溶解器内で800rpmの速度で混合した。次に、例5からのペンタヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを、およそ3等分にして、1000rpmの速度で入れた。高粘性混合物を、最初に脱塩水 4.87gで、次いで脱塩水 12.5gで希釈した。この濁った粘性エマルションは、固形物含量 62%、pH 5.5、濁度 250ppmのSiO2を有していた。ジエチレングリコールモノブチルエーテルの不足分は、ペンタヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン中のその割合を増加することによって補った。
脱塩水 21.0g、5EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、8EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g及びラウレス-11カルボン酸(Kao Chemicals GmbH社(Emmerich)からAkypo RLM 100として入手可能) 2.0gを、実験用溶解器内で800rpmの速度で混合した。次に、例5からのペンタヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを、およそ3等分にして、1000rpmの速度で入れた。高粘性混合物を、最初に脱塩水 4.87gで、次いで脱塩水 12.5gで希釈した。この濁った粘性エマルションは、固形物含量 62%、pH 5.5、濁度 250ppmのSiO2を有していた。ジエチレングリコールモノブチルエーテルの不足分は、ペンタヒドロキシアミドアミノ官能性ポリジメチルシロキサン中のその割合を増加することによって補った。
例12(本発明によらない例6のジヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサンからのエマルションの製造)
例6からのジヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 60%、pH 6.5及び濁度 140ppmのSiO2を有する、濁ったエマルションを得た。
例6からのジヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 60%、pH 6.5及び濁度 140ppmのSiO2を有する、濁ったエマルションを得た。
例13(本発明によらない例7のモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサンからのエマルションの製造)
例7からのモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 62%、pH 5.5及び濁度 253ppmのSiO2を有する、ほぼ無色だが拡散性の濁ったエマルションを得た。3週間の保存後、2相に分離し始めた。
例7からのモノヒドロキシカルバマトアミノ官能性ポリジメチルシロキサン 35.0gを例8に従って乳化し、固形物含量 62%、pH 5.5及び濁度 253ppmのSiO2を有する、ほぼ無色だが拡散性の濁ったエマルションを得た。3週間の保存後、2相に分離し始めた。
例14(例2~7のアミノ官能性ポリジメチルシロキサンの原料からのエマルションの製造;柔軟性の参照)
脱塩水 21.0g、EO5を有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、EO8を有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 4.0g、ラウレス-11カルボン酸 2.0g及び氷酢酸 0.32gを、実験用溶解器内で800rpmの速度で混合した。次に、粘度 959mPa・s及びアミン含量 0.306meq/gを有する低環状体のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン原料(例2~7から) 35.0gを、およそ3等分にして、1000rpmの速度で入れた。
脱塩水 21.0g、EO5を有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、EO8を有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g、ジエチレングリコールモノブチルエーテル 4.0g、ラウレス-11カルボン酸 2.0g及び氷酢酸 0.32gを、実験用溶解器内で800rpmの速度で混合した。次に、粘度 959mPa・s及びアミン含量 0.306meq/gを有する低環状体のシラノール-及びメトキシ-末端化された側方アミノエチルアミノプロピル官能性ポリジメチルシロキサン原料(例2~7から) 35.0gを、およそ3等分にして、1000rpmの速度で入れた。
この濃厚でクリーミーな混合物を、最初に脱塩水 4.87gで、次に脱塩水 12.5gで希釈した。無色でオパール状のマイクロエマルションは、固形物含量 61%、pH 5.0及び濁度 42ppmのSiO2を有していた。
例15(親水性の参照エマルションのための、特許文献4における実施例4に係るシリコーン-ポリエーテルコポリマーの製造)
0.052重量%のSi結合水素を有するa,ω-ジヒドロジェンポリジメチルシロキサン 635gを、式H2C=CH-CH2-(OCH2CH2)9,5-OHで示されるポリエーテル 205gと混合した。この混合物を100℃まで加熱し、粘度 1000mPa・s(25℃)を有するα,ω-ジビニルジメチルポリシロキサン中の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン白金錯体の2.7重量%(白金元素を基準として)溶液(カルステッド触媒と呼ばれる溶液(その製造は、米国特許第3,775,452号明細書に記載されている)) 0.28gを混合物に加えると、反応混合物の温度が19℃まで上昇し、澄明な生成物を形成した。100℃~110℃で1時間後、Si結合水素の完全な転換を達成した。ポリエーテル-ポリシロキサン中間体は、OH濃度 0.512meq/gを有し、177ppmの水を含んでいた。
この中間体 200gをビス(ジメチルアミノプロピル)アミン 10.3gと混合し、84℃まで加熱した;ヘキサメチレンジイソシアネート 13.2gを加えた。
NCO基の割合は、それと反応する有機官能基の合計に対して0.998であり、水を含むと0.97であった。
更なる触媒作用なしに、イソシアネート基の完全な転換を、約90℃、1時間でわずかな発熱反応により達成した。このポリマーブレンドは、塩基性窒素 0.49meq/gを含んでいた。
このポリマー 32gを、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(8g)中の酢酸溶液 1.04gで中和した。
0.052重量%のSi結合水素を有するa,ω-ジヒドロジェンポリジメチルシロキサン 635gを、式H2C=CH-CH2-(OCH2CH2)9,5-OHで示されるポリエーテル 205gと混合した。この混合物を100℃まで加熱し、粘度 1000mPa・s(25℃)を有するα,ω-ジビニルジメチルポリシロキサン中の1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン白金錯体の2.7重量%(白金元素を基準として)溶液(カルステッド触媒と呼ばれる溶液(その製造は、米国特許第3,775,452号明細書に記載されている)) 0.28gを混合物に加えると、反応混合物の温度が19℃まで上昇し、澄明な生成物を形成した。100℃~110℃で1時間後、Si結合水素の完全な転換を達成した。ポリエーテル-ポリシロキサン中間体は、OH濃度 0.512meq/gを有し、177ppmの水を含んでいた。
この中間体 200gをビス(ジメチルアミノプロピル)アミン 10.3gと混合し、84℃まで加熱した;ヘキサメチレンジイソシアネート 13.2gを加えた。
NCO基の割合は、それと反応する有機官能基の合計に対して0.998であり、水を含むと0.97であった。
更なる触媒作用なしに、イソシアネート基の完全な転換を、約90℃、1時間でわずかな発熱反応により達成した。このポリマーブレンドは、塩基性窒素 0.49meq/gを含んでいた。
このポリマー 32gを、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(8g)中の酢酸溶液 1.04gで中和した。
例16(例15におけるシリコーン-ポリエーテルコポリマーからのエマルションの製造;親水性の参照)
脱塩水 21.0g、5EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、8EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g及びラウレス-11カルボン酸 2.0gを、実験用溶解器内で800rpmの速度で混合した。次に、例15からのシリコーン-ポリエーテルコポリマー 35.0gを、おおよそ3等分にし、1000rpmの速度で入れた。流動性のある混合物を、最初に脱塩水 4.87gで、次いで脱塩水 12.5gで希釈した。この乳白色エマルションは、固形物含量 54%及びpH 6.0を有していた。
脱塩水 21.0g、5EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 12.0g、8EOを有するトリデシルアルコールエトキシレート 8.5g及びラウレス-11カルボン酸 2.0gを、実験用溶解器内で800rpmの速度で混合した。次に、例15からのシリコーン-ポリエーテルコポリマー 35.0gを、おおよそ3等分にし、1000rpmの速度で入れた。流動性のある混合物を、最初に脱塩水 4.87gで、次いで脱塩水 12.5gで希釈した。この乳白色エマルションは、固形物含量 54%及びpH 6.0を有していた。
性能試験:
190g/m2の目付を有する未処理の100%CO インターロック編みの繊維を、布地処理用に使用した。
水をパディングし、乾燥させた繊維(=ブランク値)を、参照として使用した。
上記繊維を、それぞれの液に含侵し、2ロールパッドマングルで77%のウェットピックアップまで絞り出し、伸ばし、ラボラトリーテンタ(MATHIS社)内で、150℃で3分間乾燥した。その後、繊維を23℃、湿度62%の調整室で少なくとも12時間順化した。
使用例の結果の判定方法:
柔軟性の判定(手触り評価)
布地の柔軟性は、試験者の主観的知覚に大きく依存するため、評価ではなく境界条件のみが標準化できる。それでもなお再現性を確保するために、処理されたサンプルを柔軟性の観点から評価し、ランク付けを行った。この目的のために、4人の試験者が試験されたサンプルの数に応じてポイントを与え、そのスコアのレベルが柔軟性に相関するようにした。最も柔軟なサンプルには最大スコアが与えられ、最も柔軟ではないサンプルには0ポイントが与えられる。したがって、サンプルの手触り評価は、それぞれのサンプルが獲得したポイントの平均値として算出される。
布地の柔軟性は、試験者の主観的知覚に大きく依存するため、評価ではなく境界条件のみが標準化できる。それでもなお再現性を確保するために、処理されたサンプルを柔軟性の観点から評価し、ランク付けを行った。この目的のために、4人の試験者が試験されたサンプルの数に応じてポイントを与え、そのスコアのレベルが柔軟性に相関するようにした。最も柔軟なサンプルには最大スコアが与えられ、最も柔軟ではないサンプルには0ポイントが与えられる。したがって、サンプルの手触り評価は、それぞれのサンプルが獲得したポイントの平均値として算出される。
液滴の吸収時間の測定:
シリコーン生成物を適用した後、処理されたサンプルを順化のために温度 23℃、大気湿度 62%の調整室内に8時間保存し、その後、ピンと張った繊維の表面に脱イオン水の液滴を1cmの高さから置き、繊維が水滴を吸収するのに要した時間を、最大3分(180秒)まで測定した。
測定を5回行い、その結果を平均した。
シリコーン生成物を適用した後、処理されたサンプルを順化のために温度 23℃、大気湿度 62%の調整室内に8時間保存し、その後、ピンと張った繊維の表面に脱イオン水の液滴を1cmの高さから置き、繊維が水滴を吸収するのに要した時間を、最大3分(180秒)まで測定した。
測定を5回行い、その結果を平均した。
洗濯耐久性の評価:
洗濯耐久性を試験するために、処理されたすべての繊維を、約3kgのバラストとともに、SIWAMAT 6143家庭用洗濯機(Siemens社)を用いて60℃において着色洗濯プログラムで洗濯し、1400rpmでの回転に供した。この洗濯では、洗濯用界面活性剤として「Spee Feincolor」(Henkel社)の液体洗濯用洗剤 36gを使用した。全体として、90分間の洗濯サイクルを2回行い、その間は、いずれも途中で乾燥を実施しなかった。
続いて、繊維に対して、23℃、大気湿度 62%の調整室内で少なくとも12時間、乾燥し、順化した。その後、繊維のサンプルを再び柔軟性の比較に供した。
洗濯耐久性を試験するために、処理されたすべての繊維を、約3kgのバラストとともに、SIWAMAT 6143家庭用洗濯機(Siemens社)を用いて60℃において着色洗濯プログラムで洗濯し、1400rpmでの回転に供した。この洗濯では、洗濯用界面活性剤として「Spee Feincolor」(Henkel社)の液体洗濯用洗剤 36gを使用した。全体として、90分間の洗濯サイクルを2回行い、その間は、いずれも途中で乾燥を実施しなかった。
続いて、繊維に対して、23℃、大気湿度 62%の調整室内で少なくとも12時間、乾燥し、順化した。その後、繊維のサンプルを再び柔軟性の比較に供した。
以下の表は、幾つかの使用例についてパディング法で処理した繊維の結果を纏めたものである。
本発明に係るモノヒドロキシアミド-又はモノヒドロキシカルバマト-含有アミノ官能性ポリジメチルシロキサン(例8及び9でそれぞれ、γ-ブチロラクトン及び炭酸プロピレンで誘導体化)を用いて処理した布地は、アセタミド-、ペンタヒドロキシアミド-及びジヒドロキシカルバマト-含有アミノ官能性ポリジメチルシロキサン(比較例10、11及び12でそれぞれ、無水酢酸、グルコノラクトン及び炭酸グリセロールで誘導体化)並びに非誘導体化アミノ官能性ポリジメチルシロキサン(比較例14)を用いて処理した布地と比較して、著しく短い液滴吸収時間を示す。当業者は、より高い割合のヒドロキシル基に起因して、より極性の官能基がより親水性を有する繊維質基材を提供すると期待するであろう。しかしながら、驚くべきことに、ポリエーテル不含アミノ官能性ポリジメチルシロキサンのなかで、本発明によるモノヒドロキシ含有誘導体が最も親水性である。より澄明な外観及び良好な安定性に加えて、本発明によるジエチレングリコールモノブチルエーテル末端化モノヒドロキシカルバマト含有アミノ官能性ポリジメチルシロキサン(例9)のエマルションは、比較対象であるが本発明によらないイソトリデカナール末端化ポリジメチルシロキサンオイルのエマルション(比較例13)と比較して、親水性の利点も有する。本発明によるモノヒドロキシ含有アミノシリコーン誘導体(例8及び9)は、ヒドロシリル化及びイソシアネート架橋から製造されたシリコーン-ポリエーテルコポリマー(比較例16)と比較して、良好な親水性を備えるにも拘わらず、柔軟性に関して非常に洗濯耐久性である。純粋なアミノ官能性の手触り参照例(比較例14)は、洗濯前及び洗濯後で非常に良好な柔軟性を有するが、親水性処理に使用することができない。
例1~4により示されるとおり、そして、本発明によらないアセタミド含有アミノシリコーン誘導体(比較例4)とは反対に、本発明による例1~3のアミノヒドロキシ含有アミノシリコーン誘導体は、需要がある50℃での保存において、D4環状体を多く再形成することがなく、そのため、低環状体という性能に関して良好な保存安定性、そしてSVHC(高懸念物質)の分別が不要になることが推測され得る。本発明によるアミノ官能性ポリジメチルシロキサン誘導体の粘度はすべて、25℃で5000mPa・s未満の範囲内である。
Claims (15)
- アミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体を含んでなる組成物の、柔軟性の洗濯耐久性を付与する繊維質基材の親水性処理のための使用であって、
前記アミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体は、
一般式(I):
aは、0、1又は2、好ましくは0又は1であり、
bは、1、2又は3、好ましくは1であり、
但し、a+bの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
場合により、一般式(II):
cは、0、1又は2、好ましくは0又は1であり、
dは、1、2又は3、好ましくは1であり、
但し、c+dの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
一般式(III):
eは、0、1、2又は3、好ましくは2である)
で示されるシロキサンユニットと、
一般式(IV):
fは、1、2又は3、好ましくは1であり、
gは、0、1又は2、好ましくは2であり、
但し、f+gの合計が3以下)
で示されるシロキサンユニットと、
を含んでなり、
Rは、同じであっても、異なっていてもよく、水素原子、又は一価の場合によりフッ素、塩素若しくは臭素で置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基を表し、
Zは、一般式(V):
iは、0、1、2、3又は4であり、
nは、2、3、4、5又は6であり、
R2は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC1~C18-炭化水素基を表し、
R3は、水素原子、場合によりフッ素、塩素、臭素、ヒドロキシ若しくはC1~C5-アルコキシで置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基、又はアシル基若しくは一般式(VI)で示される基を表し、
R4は、一般式(VI)で示される基を表し、
R6は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC2~C8-炭化水素基、又は-OR7-基を表し、
R7は、二価の直鎖状又は分岐鎖状のC2~C8-炭化水素基を表す)
で示される基を表し、
Qは、一般式(VII):
i及びnは、上で定義されるとおりであり、
R9は、同じであっても、異なっていてもよく、水素原子、場合によりフッ素、塩素、臭素、ヒドロキシ若しくはC1~C5-アルコキシで置換されていてもよいC1~C18-炭化水素基、又はアシル基を表す)
で示される基を表し、
Yは、一般式(VIII)及び/又は(IX):
mは、0、又は1~100、好ましくは1~20の整数であり、
pは、2、3又は4であり、
R1は、水素原子又はC1~C4-アルキル基を表し、
R10は、水素原子又はC1~C18-炭化水素基を表し、
R11は、水素原子、C1~C10-炭化水素基、好ましくはC4~C10-炭化水素基、又は式-(C=O)-R12で示される基を表し、
R12は、C1~C10-炭化水素基、又は-OR13-基を表し、
R13は、C1~C10-炭化水素基を表す)
で示される基(但し、基Yの少なくとも一部は、式(IX)で示される基である)を表し、
但し、いずれもアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体の総重量に基づき、オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4環状体)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5環状体)及びドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6環状体)の不純物がいずれも0.1重量%未満の割合で存在し、50℃の温度での20日間の保存期間後にD4環状体(D4、D5及びD6の代表物)の割合がいずれも0.1重量%未満を維持する、使用。 - 本発明に係る組成物が、一般式(X):
R、Y、Z及びQは、請求項1で定義されるとおりであり、
kは、50~700の整数であり、
lは、1~30の整数であり、
oは、0~30、好ましくは1~15の整数であり、
但し、基Yの少なくとも一部は、式(IX)で示される基である)
で示されるアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体を使用することを特徴とする、請求項1に記載の使用。 - 基Yの一部が、ヒドロキシル基又はメトキシ基である式(VIII)で示される基に加えて、式(IX)で示される(イソ)オキシアルキル基(C4~C10-アルコキシ基又はC4~C10-モノアルキルグリコールエーテル基が関与する)に対応することを特徴とする、請求項1又は2に記載の使用。
- 使用される前記組成物が、
請求項1、2又は3で定義されるアミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体(A)、
乳化剤(B)及び/又は共乳化剤(B’)、並びに
水(C)
を含んでなる水性エマルションであることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載の使用。 - 請求項1~4のいずれかに記載の繊維質基材に洗濯耐久性処理を行う方法であって、前記組成物が前記繊維質基材に適用され、そのように処理された繊維質基材が好ましくは20℃~200℃の温度での乾燥が許容されることを特徴とする、方法。
- 前記繊維質基材が布地であることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 請求項1~4のいずれかに記載の組成物中に使用される、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を製造するための方法であって、
一般式(II):
で示されるアミノ官能性シロキサンユニット及び一般式(XII):
で示されるシロキサンユニットを含んでなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と、
一般式(XI):
で示される化合物(2)と、
一般式(XIII):
で示される化合物(3)と
を反応させることを含み、
但し、得られたアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体におけるD4環状体、D5環状体及びD6環状体の含量が、前記反応の前に、途中に又は後に前記環状体を効果的に留去した結果として、いずれも0.1重量%未満である、方法。 - 一般式(II)で示されるアミノ官能性シロキサンユニット及び一般式(XII)で示されるシロキサンユニットを含んでなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と、一般式(XI)で示される化合物(2)及び一般式(XIII)で示される化合物(3)とを同時に反応させることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 一般式(II)で示されるアミノ官能性シロキサンユニット及び一般式(XII)で示されるシロキサンユニットを含んでなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)を、第1の反応工程において一般式(XI)で示される化合物(2)と反応させ、それにより形成された反応生成物を、その後、更なる反応工程において一般式(XIII)で示される化合物(3)と反応させることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 一般式(II)で示されるアミノ官能性シロキサンユニット及び一般式(XII)で示されるシロキサンユニットを含んでなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)を、第1の反応工程において一般式(XIII)で示される化合物(3)と反応させ、それにより形成された反応生成物を、その後、更なる反応工程において一般式(XI)で示される化合物(2)と反応させることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 請求項1~4のいずれかに記載の組成物中に使用される、アミノ官能性オルガノポリシロキサンの低環状体誘導体を製造するための方法であって、
一般式(II):
で示されるアミノ官能性シロキサンユニット及び一般式(XII):
で示されるシロキサンユニットを含んでなるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)と、
一般式(XI):
で示される化合物(2)を第1の工程において反応させ、
その後、反応生成物からD4環状体、D5環状体及びD6環状体を効果的に留去し、
第2の工程において、前記第1の工程から精製した反応生成物を一般式(XIII):
で示される化合物(3)と反応させることを含み、
但し、得られたアミノ官能性オルガノポリシロキサン誘導体におけるD4環状体、D5環状体及びD6環状体の含量がいずれも0.1重量%未満である、方法。 - 使用されるアミノ官能性オルガノポリシロキサン(1)が一般式(XIV):
- 使用される一般式(XI)で示される化合物(2)がラクトン又は環状カルボン酸エステルであることを特徴とする、請求項7~12のいずれかに記載の方法。
- 使用される一般式(XIII)で示される化合物(3)がC4~C10-アルコール又はC4~C10-モノアルキルグリコールエーテルであることを特徴とする、請求項7~13のいずれかに記載の方法。
- 使用される一般式(XI)で示される化合物(2)がγ-ブチロラクトン又は炭酸プロピレンであることを特徴とする、請求項7~14のいずれかに記載の方法。
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