JP2023546061A - オキサラトポリエーテルで予備架橋したアミノ官能化オルガノポリシロキサンの水性分散液 - Google Patents
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Abstract
(1)式R2SiO2/2(I)の単位、及び式SiR1O2/2-Y-SiR1O2/2(III)の、平均して少なくとも1つの構造単位を含む予備架橋したオルガノポリシロキサン[式中、Yは式-R2-[NR3-R4-]nNR3-C(O)-C(O)-NR3-Z-NR3-C(O)-C(O)-NR3-[R4-NR3-]nR2-の二価の残基を表し、Zはポリオキシアルキレン基を含む二価の有機基、好ましくは、式-(R5O)m-R6-の残基を表し、Rは一価の置換されていてもよいCi~Cis炭化水素基を表し、R1は残基R又は残基-O-R7を表し、R2は、SiC結合した二価の直鎖状又は分枝状のC3~C18炭化水素残基を表し、R3は、水素原子、C1~C10アルキル残基又はアシル残基を表し、R4は二価のC1~C6炭化水素残基であり、R5は同一であるか又は異なり、C3~C18アルキレン残基を表し、R6はC1~C10アルキレン残基を表し、R7は水素又は1個以上の別の酸素原子によって割り込まれていてもよい一価のC3~C18炭化水素残基を表し、nは0、1、2、3又は4に等しく、mは平均して1~80である。]、(2)乳化剤、及び(3)水を含む水性分散液が開示される。
Description
本発明は、予備架橋したオルガノポリシロキサンの水性分散液、それらの製造、及び基材、好ましくは繊維状基材を処理するための組成物におけるそれらの使用に関する。
オルガノポリシロキサンは、特定の利益を達成するために、多数の消費者製品に使用されている。例は、特定の柔らかさ若しくは滑らかさ、触覚品質の改善、しわの減少、光沢特性の影響、知覚される色の改善、色の保護特性、静電荷の減少、又は熱負荷下での毛若しくは繊維の保護特性である。
繊維の仕上げにおけるオルガノポリシロキサン、特にアミノ官能化オルガノポリシロキサンの使用は、例えば、H.J.Lautenschlager、Textil Praxis International、47巻、5、1992、pp.460~461に報告されているように、長い間確立された先行技術である。
オルガノポリシロキサン、特にアミノ官能化オルガノポリシロキサンの織物ケア製品における使用は、SOFW-Journal、139巻、9、pp.36~38にR. Beckerにより報告されている。これらのアミノ官能化オルガノポリシロキサンは非架橋生成物である。
US2008/0064813A1号によれば、予備架橋したオルガノポリシロキサンの水性分散液は、金属含有触媒の使用を伴うことなく、アルコキシ基又はヒドロキシル基を含有するアミノ官能性オルガノポリシロキサンと反応性アルコキシシランとの反応によって得られる。この分散液を基材に塗布し、水を蒸発させると、エラストマーフィルムが得られる。この弾性効果は、織物のしわを減らすためにも利用できる。
このような、もっぱらアミノ官能化され予備架橋したオルガノポリシロキサンの欠点は、織物に対するそれらの疎水性効果である。
親水性修飾を受けたシロキサンが知られている。WO2019/114953A1号によれば、これらはオキサルアミドエステル末端オルガノポリシロキサンとアミノ末端ポリエーテルとの直鎖状コポリマーである。これらは、もっぱらアミノ官能化されたオルガノポリシロキサンに比べて著しく強化された親水性を示す。しかし、それらの直鎖状構造ゆえに、それらは弾性効果を全く示さない。
US7,501,184号は、オキサルアミドエステル基で末端化された直鎖状オルガノポリシロキサンと有機ジアミンとの反応によって得られるコポリマーを記載する。接着剤、より具体的にはホットメルト接着剤として使用される固体コポリマーに対する高い粘度が得られる。これらの高粘度生成物は、安定して乳化させることができず、その結果、織物などの繊維状基材を処理するために使用することができない。さらに、それらの直鎖状構造のために、それらは弾性効果を示さない。
本目的は、上記の欠点を有さず、安価に調製することができ、好ましくは水の除去後にエラストマーフィルムを形成し、基材、好ましくは繊維状基材、より具体的には織物を処理するための組成物に使用することができる予備架橋したオルガノポリシロキサン、より具体的には予備架橋したオルガノポリシロキサンの水性分散液を提供することであった。本目的は、さらに、、基材、好ましくは繊維状基材、より具体的には織物を処理することにより、基材を洗浄し、それらをケアし、例えば良好な親水性特性などの改善された特性をそれらに付与するための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、以下を含む水性分散液、好ましくは水性エマルションである。(1) 以下の式の単位
R2SiO2/2 (I)
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位、好ましくは少なくとも2つの構造単位を含む予備架橋したオルガノポリシロキサン
SiR1O2/2-Y-SiR1O2/2 (III)
[式中、
Yは、以下の式の二価の基であり、
-R2-[NR3-R4-]nNR3-C(O)-C(O)-NR3-Z-NR3-C(O)-C(O)-NR3-[R4-NR3-]nR2-
Zは、同一でるか又は異なり、ポリオキシアルキレン基を含む二価の有機基であり、Zは好ましくは式-(R5O)m-R6-の基であり、
Rは、同一であっても異なってもよく、1~18個の炭素原子を有する一価の非置換又は置換の飽和若しくは不飽和の炭化水素基であり、
R1は、同一であっても異なってもよく、基R又は基-O-R7であり、
R2は、1~18個の炭素原子を有するSiC結合した二価の直鎖状又は分枝状の炭化水素基、好ましくは3~10個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R3は、水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基又はアシル基、例えば、アセチル基であり、好ましくは水素原子であり、
R4は、1~6個の炭素原子を有する二価の炭化水素基、好ましくは1~6個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R5は、同一であるか又は異なり、C1~C10アルキレン基、好ましくはC2~C3アルキレン基、より好ましくはエチレン基又はイソプロピレン基であり、
R6は、C1~C10アルキレン基、好ましくはC2~C3アルキレン基、より好ましくはエチレン基又はイソプロピレン基であり、
R7は、同一であっても異なってもよく、水素であるか、又は1~18個の炭素原子を有し、1個以上の別の酸素原子によって割り込まれていてもよい一価の炭化水素基であり、
nは、0、1、2、3又は4、好ましくは0又は1であり、
mは、整数であり、平均して1~80、好ましくは2~50である。]
(2) 乳化剤、及び
(3) 水。
R2SiO2/2 (I)
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位、好ましくは少なくとも2つの構造単位を含む予備架橋したオルガノポリシロキサン
SiR1O2/2-Y-SiR1O2/2 (III)
[式中、
Yは、以下の式の二価の基であり、
-R2-[NR3-R4-]nNR3-C(O)-C(O)-NR3-Z-NR3-C(O)-C(O)-NR3-[R4-NR3-]nR2-
Zは、同一でるか又は異なり、ポリオキシアルキレン基を含む二価の有機基であり、Zは好ましくは式-(R5O)m-R6-の基であり、
Rは、同一であっても異なってもよく、1~18個の炭素原子を有する一価の非置換又は置換の飽和若しくは不飽和の炭化水素基であり、
R1は、同一であっても異なってもよく、基R又は基-O-R7であり、
R2は、1~18個の炭素原子を有するSiC結合した二価の直鎖状又は分枝状の炭化水素基、好ましくは3~10個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R3は、水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基又はアシル基、例えば、アセチル基であり、好ましくは水素原子であり、
R4は、1~6個の炭素原子を有する二価の炭化水素基、好ましくは1~6個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R5は、同一であるか又は異なり、C1~C10アルキレン基、好ましくはC2~C3アルキレン基、より好ましくはエチレン基又はイソプロピレン基であり、
R6は、C1~C10アルキレン基、好ましくはC2~C3アルキレン基、より好ましくはエチレン基又はイソプロピレン基であり、
R7は、同一であっても異なってもよく、水素であるか、又は1~18個の炭素原子を有し、1個以上の別の酸素原子によって割り込まれていてもよい一価の炭化水素基であり、
nは、0、1、2、3又は4、好ましくは0又は1であり、
mは、整数であり、平均して1~80、好ましくは2~50である。]
(2) 乳化剤、及び
(3) 水。
本発明の分散液は、好ましくは少なくとも5重量%、より好ましくは少なくとも10重量%、及び好ましくは最大で60.0重量%、より好ましくは最大で45重量%、非常に好ましくは最大で35重量%の架橋オルガノポリシロキサン(1)を含む。
本発明の分散液は、好ましくは少なくとも0.5重量%、より好ましくは少なくとも0.8重量%、非常に好ましくは少なくとも1.2重量%、及び好ましくは最大で20重量%、より好ましくは最大で15重量%、非常に好ましくは最大で10重量%の乳化剤(2)を含む。
本発明の分散液は、好ましくは少なくとも1重量%、より好ましくは少なくとも5重量%、より具体的には少なくとも10重量%、及び好ましくは最大で94.5重量%、より好ましくは最大で85重量%、より具体的には最大で80重量%の水(3)を含む。
本発明のさらなる主題は、予備架橋したオルガノポリシロキサンであって、以下の式の単位
R2SiO2/2 (I)、
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位、好ましくは少なくとも2つの構造単位を含む予備架橋したオルガノポリシロキサンである。
SiR1O2/2-Y-SiR1O2/2 (III)
[式中、
Yは、以下の式の二価の基であり、
-R2-[NR3-R4-]n-NR3-C(O)-C(O)NR3-Z-NR3-C(O)-C(O)-NR3-[R4-NR3]n-R2-
R、R1、R2、R3、R4、Z及びnは上でそれらに対し示した意味を有する。]
R2SiO2/2 (I)、
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位、好ましくは少なくとも2つの構造単位を含む予備架橋したオルガノポリシロキサンである。
SiR1O2/2-Y-SiR1O2/2 (III)
[式中、
Yは、以下の式の二価の基であり、
-R2-[NR3-R4-]n-NR3-C(O)-C(O)NR3-Z-NR3-C(O)-C(O)-NR3-[R4-NR3]n-R2-
R、R1、R2、R3、R4、Z及びnは上でそれらに対し示した意味を有する。]
予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)は、さらに、以下の式の構造単位を含み得る。
R1ASiO2/2 (II)
[式中、
Aは、同一であっても異なってもよく、以下の式の基であり、
-R2-[NR3-R4-]nNR3 2、
R2は、1~18個の炭素原子を有するSiC結合した二価の直鎖状又は分枝状の炭化水素基、好ましくは3~10個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R3は、水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基又はアシル基、例えば、アセチル基であり、好ましくは水素原子であり、
R4は、1~6個の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、好ましくは1~6個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
nは、0、1、2、3又は4、好ましくは0又は1である。]
R1ASiO2/2 (II)
[式中、
Aは、同一であっても異なってもよく、以下の式の基であり、
-R2-[NR3-R4-]nNR3 2、
R2は、1~18個の炭素原子を有するSiC結合した二価の直鎖状又は分枝状の炭化水素基、好ましくは3~10個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
R3は、水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基又はアシル基、例えば、アセチル基であり、好ましくは水素原子であり、
R4は、1~6個の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、好ましくは1~6個の炭素原子を有するアルキレン基であり、
nは、0、1、2、3又は4、好ましくは0又は1である。]
驚くべきことに、オキサルアミドエステル末端ポリエーテルで架橋された側鎖がアミノ官能化されたオルガノポリシロキサン、及びそのようなオルガノポリシロキサンの水性分散液は、繊維状基材、より具体的には織物のケア及び洗浄のための組成物中の活性成分として使用できる(該オルガノポリシロキサンで処理された繊維状基材、より具体的には織物は大幅に改善された特性、特に良好な親水性特性を示す)ことが見出された。
本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサンの水性分散液は、好ましくは、水を除去した後にエラストマーフィルムを形成する。
本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサンは好ましくは親水性である。
本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)は、より具体的には以下の式の群及びそれらの混合物から選択されるものである。
R、R7、A及びYは、上でそれらに対して示された意味を有し、
eは、0又は1であり、
jは、0又は1~15の間の整数であり、
kは、少なくとも1、好ましくは少なくとも2、及び最大で15、好ましくは最大で10、より好ましくは最大で7であり、
lは、少なくとも40、より好ましくは少なくとも65、より好ましくは少なくとも110、及び最大で1000、好ましくは最大で800、より好ましくは最大で500である。]
本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)はまた、任意に少量の構造単位T(RSiO3/2)又はQ(SiO4/2)を含み得る。
本発明の関連において、式(IVa)又は(IVb)は、それぞれj単位[ARSiO2/2]又はj単位[A(OR7)SiO2/2]及びk単位[RSiO2/2]-Y-[RSiO2/2]又はk単位[(OR7)SiO2/2]-Y-[(OR7)SiO2/2]及びl単位[R2SiO2/2]が、任意の所望の方法で、例えば、ブロック形態又はランダムに、オルガノポリシロキサン分子中に分配され得ることを意味すると理解されるべきである。
本発明の1種の架橋オルガノポリシロキサン(1)、又は2種以上の混合物を用いることが可能である。
本発明のさらなる主題は、予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)の水性分散液を製造する方法であって、以下の式の単位
R2SiO2/2 (I)、
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位
R1ASiO2/2 (II)
[式中、
R、R1及びAは上でそれらに対して示した意味を有する。]を含むオルガノポリシロキサン(4)を、以下の式(V)のオキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)と乳化剤(2)及び水(3)の存在下で反応させることを特徴とする方法である。
R2SiO2/2 (I)、
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位
R1ASiO2/2 (II)
[式中、
R、R1及びAは上でそれらに対して示した意味を有する。]を含むオルガノポリシロキサン(4)を、以下の式(V)のオキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)と乳化剤(2)及び水(3)の存在下で反応させることを特徴とする方法である。
ここでは、オルガノポリシロキサン(4)及びオキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)の性質及び量を、得られた分散液中のオルガノポリシロキサン(1)を架橋されるように選択する。
よって、本発明の分散液は触媒を含まないことが好ましい。
したがって、本発明の分散液は、既に予備架橋した、好ましくは親水性のオルガノポリシロキサンを含有し、これは、水を除去した後さらに架橋し、好ましくはエラストマーフィルムを形成し、架橋した、好ましくは親水性のオルガノポリシロキサンは高分子量分岐構造を有する。
本発明の分散液は、好ましくは、予備架橋したオルガノポリシロキサンの水性懸濁液又は水性エマルションである。
本発明の分散液は、乾燥時に、触媒の添加又はpHの改変なしに、シリコーン網、好ましくは弾性シリコーン網を発達させる。
予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)、乳化剤(2)及び水(3)と同様に、本発明の水性分散液は反応に直接関与しないさらなる成分、例えば、以下を
任意に含み得る。
(6)非水性溶媒又は共乳化剤、及び
(7)助剤、例としては、pH調節剤、塩、発泡抑制剤、増粘剤及び/又は保護コロイド、防腐剤、消毒剤、湿潤剤、腐食抑制剤、色素、芳香剤又はそれらの混合物。
任意に含み得る。
(6)非水性溶媒又は共乳化剤、及び
(7)助剤、例としては、pH調節剤、塩、発泡抑制剤、増粘剤及び/又は保護コロイド、防腐剤、消毒剤、湿潤剤、腐食抑制剤、色素、芳香剤又はそれらの混合物。
炭化水素基Rの例は、アルキル基、例えば、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、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、及び2,2,4-トリメチルペンチル基のようなイソオクチル基などのオクチル基、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、n-オクタデシル基などのオクタデシルデシル基、シクロアルキル基、例えば、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、アルケニル基、例えば、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、アリール基、例えば、フェニル、ナフチル、アントリル基、フェナントリル基、アルカリル基、例えば、o-、m-、p-トリル基、キシリル基及びエチルフェニル基、並びにアラルキル基、例えば、ベンジル基、アルファ-及びベータ-フェニルエチル基又は2-フェニルプロピル基である。
基Rとしては、メチル、エチル、オクチル及びフェニル基が好ましく、メチル及びエチル基が特に好ましい。
置換された基Rの例は、ハロアルキル基、例えば、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、並びにハロアリール基、例えばo-、m-及びp-クロロフェニル基である。
基R1の例は、Rについて上で列挙したアルキル基、並びにヒドロキシル、メトキシ、エトキシ及びヘキソオキシエチル基であり、基R1は、好ましくはメチル、エチル、並びにヒドロキシル、メトキシ及びエトキシ基を含む。
基Aは少なくとも1つの塩基性アミノ基を含む式-R2-[NR3-R4-]nNR3
2の一価の基である。
R2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の基である。
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。
R4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の基である。
特に好ましい例は、1,2-エチレン基である。
好ましくは、R3は水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基、又はアセチル基である。
アルキル基R3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、n-ヘキシル及びイソヘキシル基のようなヘキシル基である。基R3の好ましい例は、水素原子又はメチル基であり、特に好ましいのは水素原子である。
基Aの例は、以下である。
-(CH2)3NH2
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NH2
-CH2CH(CH3)CH2-NH-(CH2)2-NH2
-(CH2)3-NH(シクロヘキシル)
-(CH2)3-NHCH3
-(CH2)3-NHCH2CH3
-(CH2)4-NH2
-CH2CH(CH3)CH2-NH2
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NHCH3
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NHCH2CH3
-(CH2)3[-NH-CH2CH2]2-NH2
-(CH2)3NH2
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NH2
-CH2CH(CH3)CH2-NH-(CH2)2-NH2
-(CH2)3-NH(シクロヘキシル)
-(CH2)3-NHCH3
-(CH2)3-NHCH2CH3
-(CH2)4-NH2
-CH2CH(CH3)CH2-NH2
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NHCH3
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NHCH2CH3
-(CH2)3[-NH-CH2CH2]2-NH2
基Yの例は、以下である。
-(CH2)3-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)3-
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)2-NH-(CH2)3-
-CH2CH(CH3)CH2-NH-(CH2)2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)2-NH-CH2CH(CH3)CH2-
-(CH2)3-N(シクロヘキシル)-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-N(シクロヘキシル)(CH2)3-
-(CH2)3-NCH3-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NCH3-(CH2)3-
-(CH2)3-N(CH2CH3)-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-N(CH2CH3)-(CH2)3-
-(CH2)4-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)4-
-CH2CH(CH3)CH2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-CH2CH(CH3)CH2-
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NCH3-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NCH3-(CH2)2-NH-(CH2)3-
-(CH2)3-NH-(CH2)2-N(CH2CH3)-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-N(CH2CH3)-NH-(CH2)3-
-(CH2)3[-NH-CH2CH2]2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-[CH2CH2-NH-]2(CH2)3-、
式中、Zは上でそれに対して示した意味を有する。
-(CH2)3-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)3-
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)2-NH-(CH2)3-
-CH2CH(CH3)CH2-NH-(CH2)2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)2-NH-CH2CH(CH3)CH2-
-(CH2)3-N(シクロヘキシル)-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-N(シクロヘキシル)(CH2)3-
-(CH2)3-NCH3-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NCH3-(CH2)3-
-(CH2)3-N(CH2CH3)-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-N(CH2CH3)-(CH2)3-
-(CH2)4-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-(CH2)4-
-CH2CH(CH3)CH2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-CH2CH(CH3)CH2-
-(CH2)3-NH-(CH2)2-NCH3-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NCH3-(CH2)2-NH-(CH2)3-
-(CH2)3-NH-(CH2)2-N(CH2CH3)-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-N(CH2CH3)-NH-(CH2)3-
-(CH2)3[-NH-CH2CH2]2-NH-C(O)-C(O)-NH-Z-NH-C(O)-C(O)-NH-[CH2CH2-NH-]2(CH2)3-、
式中、Zは上でそれに対して示した意味を有する。
基Zの例は、二価の炭化水素基、例えば、ポリエチレングリコール基若しくはポリプロピレングリコール基、又はポリエチレングリコール基及びポリプロピレングリコール基の組み合わせである。基Zは、好ましくは50g/モル~4500g/モルの分子量(Mn、数平均)、非常に好ましくは75g/モル~2500g/モルの分子量を有する。
基Zの例は、以下である。
-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-
-(CH(CH3)-CH2-O)m-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)x-(CH2-CH2-O)y-(CH(CH3)-CH2-O)z-CH2-CH(CH3)-
式中、mは平均1~80、好ましくは2~50であり、
及びx、y及びzはそれぞれ0又は整数であり、ただし、x+y+zの和は平均2~80、好ましくは3~50である。
-(CH2-CH2-O)m-CH2-CH2-
-(CH(CH3)-CH2-O)m-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)x-(CH2-CH2-O)y-(CH(CH3)-CH2-O)z-CH2-CH(CH3)-
式中、mは平均1~80、好ましくは2~50であり、
及びx、y及びzはそれぞれ0又は整数であり、ただし、x+y+zの和は平均2~80、好ましくは3~50である。
基zの好ましい例は、以下である。
-(CH2-CH2-O)2-CH2-CH2-
-(CH(CH3)-CH2-O)約2.5-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約6.1-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約33-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約0.6-(CH2-CH2-O)2-(CH(CH3)-CH2-O)約0.6-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約1.8-(CH2-CH2-O)9-(CH(CH3)-CH2-O)約1.8-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約3-(CH2-CH2-O)約12.6-(CH(CH3)-CH2-O)約3-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約3-(CH2-CH2-O)約39-(CH(CH3)-CH2-O)約3-CH2-CH(CH3)-
-(CH2-CH2-O)2-CH2-CH2-
-(CH(CH3)-CH2-O)約2.5-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約6.1-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約33-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約0.6-(CH2-CH2-O)2-(CH(CH3)-CH2-O)約0.6-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約1.8-(CH2-CH2-O)9-(CH(CH3)-CH2-O)約1.8-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約3-(CH2-CH2-O)約12.6-(CH(CH3)-CH2-O)約3-CH2-CH(CH3)-
-(CH(CH3)-CH2-O)約3-(CH2-CH2-O)約39-(CH(CH3)-CH2-O)約3-CH2-CH(CH3)-
本発明の分散液に使用される乳化剤(2)は、例えば、非イオン性、アニオン性、カチオン性又は両性乳化剤のようなシリコーンエマルションを製造するために当業者に知られている全ての乳化剤であり得、乳化剤(2)は、個別に、及び異なる乳化剤の混合物として使用され得る。
使用される非イオン性乳化剤の(非限定的)例は、以下の通りである。
1. アルキルポリグリコールエーテル、好ましくは3~40個のEO単位及び8~20個の炭素原子のアルキル基を有するもの
2. カルボン酸ポリグリコールエステル、より具体的には脂肪酸ポリグリコールエステル、好ましくは6を超えるEO単位及び8~20個の炭素原子のカルボン酸基を有するもの
3. エトキシル化又は非エトキシル化ソルビタン脂肪酸エステル
4. エトキシル化ヒマシ油又は水素化変種
5. ポリグリセロールカルボン脂肪酸エステル
6. 式R*-O-Goのアルキルポリグリコシドであって、R*は平均して8~24個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝状の飽和又は不飽和アルキル基であり、Goは平均してo=1~10ヘキソース若しくはペントース単位、又はそれらの組み合わせを有するオリゴグリコシド基であるアルキルポリグリコシド
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、5~30個のEO単位及びアルキル基及びアリール基中に8~20個の炭素原子を有するもの
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単位及びPO単位を有するもの
9. 5~50モル%、好ましくは8~20モル%の酢酸ビニル単位も有し、重合度が500~3000であるポリビニルアルコール
10. 8~22炭素原子のアルキル基を有する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. 天然物質及びその誘導体、例えば、レシチン、ラノリン、サポニン、セルロース、それぞれアルキル基が最大4個の炭素原子を有する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
12. 特に元素O、N、C、S、P、Siを含む極性基を含む直鎖状オルガノ(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及び/又は最大40個のEO基及び/又はPO基を有するオルガノ(ポリ)シロキサン
13. 最大6~24個の炭素原子を有する脂肪酸
好ましい非イオン性乳化剤は、以下である。
1. アルキルポリグリコールエーテル、好ましくは3~30個のEO単位及び8~20個の炭素原子を有するもの、例えば、Ceteareth-20、Oleth-10、Oleth-20、Laureth-3、Laureth-4、Laureth-20、Laureth-23、Trideceth-5、Tridecethe-6、Trideceth-8、Trideceth-10、Trideceth-12、Trideceth-16、Trideceth-20、Steareth-20又はSteareth-21(INCI名称に従う)
2. カルボン酸ポリグリコールエステル、より具体的には脂肪酸ポリグリコールエステル、好ましくは6を超えるEO単位及び8~20炭素原子のカルボン酸基を有するもの、例えば、PEG-20ラウリン酸塩、PEG-7オリーブ油脂肪酸塩、PEG-8オレイン酸塩、PEG-8ラウリン酸塩、PEG-4ステアリン酸塩、PEG-6ステアリン酸塩、PEG-20-ステアリン酸塩又はPEG-100ステアリン酸塩(INCI名称に従う)
3. エトキシル化又は非エトキシル化ソルビタン脂肪酸エステル、例えば、ソルビタンラウリン酸塩、ポリソルベート20、ポリソルベート60、ポリソルベート80又はポリソルベート85(INCI名称に従う)
4. エトキシル化ヒマシ油又は水素化変種、例えば、(INCI命名法に従って指定された)PEG200ヒマシ油又はPEG-60水素化ヒマシ油
5. ポリグリセロールカルボン酸エステル、例えば、ポリグリセロール-10オレイン酸塩、ポリグリセロール-10ラウリン酸塩又はポリグリセロール10ステアリン酸塩
6. 式R*-O-Goのアルキルポリグリコシドであって、R*は平均して8~24個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝状の飽和又は不飽和アルキル基であり、Goは平均してo=1~10ヘキソース単位若しくはペントース単位又はそれらの組み合わせであるオリゴグリコシド基であるアルキルポリグリコシド、例えば、Glucopon 215、Glucopon 225、Glucopon 600(商品名による名称)
アニオン性乳化剤の(非限定的)例は、以下の通りである。
1. アルキル硫酸塩、特に8~18個の炭素原子の鎖長を有するもの、疎水性の基中に8~18個の炭素原子を有し、かつ1~40個のエチレンオキシド(EO)単位及び/又はプロピレンオキシド(PO)単位を有するアルキル及びアルカリルエーテル硫酸塩
2. スルホン酸塩、特に炭素数8~18のアルキルスルホン酸塩、炭素数8~18のアルキルアリールスルホン酸塩、タウリド、スルホコハク酸と4~15個の炭素原子を有する一価アルコール又はアルキルフェノール(これらのアルコール又はアルキルフェノールは、任意に1~40個のEO単位でエトキシル化することもできる。)とのエステル及びモノエステル
3. アルキル基、アリール基、アルカリ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、特に脂肪酸のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩、好ましくは8~20個の炭素原子のカルボン酸基を有するもの
4. リン酸部分エステル及びそれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩、特に有機基に8~20個の炭素原子を有するリン酸アルキル及びリン酸アルカリル、アルキル又はアルカリル基に8~20個の炭素原子及び1~40個のEO単位を有するアルキルエーテルリン酸塩及びアルカリルエーテルリン酸塩
好ましいアニオン性乳化剤は、以下である。
1.アルキル硫酸塩、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、第二級C13-C18アルカンスルホン酸ナトリウム塩、C12~C18脂肪アルコール硫酸ナトリウム塩、アルキルエーテル硫酸塩、例えば、C12~C14脂肪アルコール2EO-エーテル硫酸アンモニウム塩、C12~C14脂肪アルコール2EO-エーテル硫酸アンモニウム塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、例えば、第二級C10~C13-n-アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩
2. アルキルスルホン酸塩、例えば、2-スルホラウリン酸二ナトリウム
3. アルキル基、アリール基、アルカリ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、特に好ましいアニオン性乳化剤は、脂肪酸のアルカリ塩及びアンモニウム塩、好ましくは8~20個の炭素原子のカルボン酸基を有するもの、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸又はオレイン酸のナトリウム塩、カリウム塩、トリエタノールアンモニウム塩
4. リン酸部分エステル、例えば、C8/C10脂肪アルコールリン酸部分エステルナトリウム塩(Crodaphos 810A)又はモノエタノールアミン塩
カチオン性乳化剤の(非限定的)例は、以下の通りである。
1. 8~24個の炭素原子を有する第一級、第二級及び第三級脂肪アミンと酢酸、硫酸、塩酸及びリン酸との塩
2. 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、特にハロゲン化物、硫酸塩、リン酸塩及び酢酸塩
3. 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、より具体的にはアルキル基が6~24個の炭素原子を有するもの、より具体的にはハロゲン化物、硫酸塩、リン酸塩及び酢酸塩
両性乳化剤の(非限定的)例は、以下の通りである。
1. 長鎖置換を有するアミノ酸、例えば、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
2. ベタイン、例えば、C8~C18アシル基とのN-(3-アシルミドプロピル)-N,N-ジメチルアンモニウム塩、及びアルキルイミダゾリウムベタイン又はN,N-ジメチルグリシンの第四級化アルキル又は置換アルキル誘導体
予備架橋された親水性オルガノポリシロキサンの水性分散液の製造のための乳化剤として好ましいのは、非イオン性乳化剤であり、より具体的には上記のアルキルポリグリコールエーテルである。
構成成分(2)は、上記の乳化剤の1つ、又は上記の2種以上の乳化剤の混合物からなることができ、それは純粋な形態で、又は水又は有機溶媒中の1種以上の乳化剤の溶液として使用することができる。
非水性溶媒又は共乳化剤(6)は、任意に、本発明の分散液中のさらなる成分として使用することができる。
本発明の分散液は、非水性溶媒又は共乳化剤(6)を、好ましくは少なくとも0.1重量%、より好ましくは少なくとも0.4重量%、より具体的には少なくとも0.8重量%、及び好ましくは最大で20重量%、より好ましくは最大で15重量%、より具体的には特に最大で10重量%の量で含む。
本発明の水性分散液に使用できる非水性溶媒(6)は、例えば、一価又は多価アルコール、アルカノールアミン(alkanolamione)又はグリコールエーテルの群に由来する。
溶媒の例としては、エタノール、n-又はイソプロパノール、ブタノール、例えば、1-ブタノール、2-ブタノール又は2-メチル-2-プロパノール、ペンタノール、例えば、1-ペンタノール、2-ペンタノール又は3-ペンタノール、ヘキサノール、例えば、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール又は3-ヘキサノール、ヘプタノール、例えば、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール又は4-ヘプタノール、オクタノール、例えば、1-オクタノール、2-オクタノール、3-オクタノール又は4-オクタノール、グリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、例えば、1,2-ブタンジオール又は1,3-ブタンジオール、ヘキサンジオール、例えば、1,2-ヘキサンジオール又は2-メチルペンタン-2,4-ジオール、オクタンジオール、例えば、2-エチルヘキサン-1,3-ジオール又は1,2-オクタンジオール、グリセロール、ジグリコール、プロピル-又はブチルジグリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールプロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、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、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコール-b-ブチルエーテル、プロピレングリコールt-ブチルエーテル、メトキシトリグリコール、エトキシトリグリコール、ブトキシトリグリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、1-ブトキシエトキシ-2-プロパノール又は3-メチル-3-メトキシブタノール、1-アミノブタン、2-アミノブタン、2-アミノ-2-メチルプロパン、1-アミノペンタン、2-アミノペンタン、1-アミノヘキサン、1-アミノヘプタン及び1-アミノオクタン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル及び酢酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル及びプロピオン酸tert-ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル及び酪酸ブチル、2-ブタノン、2-ペンタノン、3-ペンタノン、4-メチル-2-ペンタノン、2-ヘキサノン、3-ヘキサノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、5-メチル-3-ヘプタノン、2-オクタノン及び3-オクタノン、並びにこれらの共界面活性剤の混合物である。
好ましい非水性溶媒又は共乳化剤(6)の例は、C5~C8鎖を有する上記例の1-アルカノール、C4~C8鎖を有する上記例のアルカンジオール、グリセロール、酢酸プロピル、酢酸ブチル及び酢酸ペンチル、2-ペンタノン、並びに上記エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール又はジエチレングリコールモノアルキルエーテルである。
非水性溶媒又は共乳化剤(6)として特に好ましいのは、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である。
さらなる可能性は、共乳化剤として、ポリアルキレングリコオール、例えば、ポリエチレングリコール(例えばPEG600、PEG1000又はPEG6000)若しくはポリプロピレングリコール(例えばPPG2000)、ポリアルキレンブロックポリマー、例えば、いわゆるポロキサマー(例えば、エチレンオキシド単位及びプロピレンオキシド単位のブロックコポリマー)、例えば、PEG-PPG-PEGブロックポリマー Pluronic(R) L-31、PEG-PPGブロックポリマー Pluronic(R) L-61、PPG-PEG-PPGブロックポリマー Pluronic(R) 17R4、PPG-PEG-PPG Pluronic(R)ブロックポリマー31R1(Sigma-Aldrichから入手可能)又は他のポロキサミン(エチレンジアミンコアを介して結合されたエチレンオキシド単位及びプロピレンオキシド単位のコポリマー)、例えば、Tetronic 701若しくはTetronic 90R4(Sigma-Aldrichから入手可能)を使用することである。
本発明の分散液中のさらなる成分として、(7)助剤、例えば、pH調節剤、塩、発泡抑制剤、増粘剤及び/又は保護コロイド、防腐剤、消毒剤、湿潤剤、腐食抑制剤、色素、芳香剤又はそれらの混合物を任意に使用することが可能である。
本明細書では、pH調節剤として採用することができるのは、性能若しくは環境上の理由、又は消費者保護の理由からその使用が禁止されていないことを条件として、全ての既知の酸及びアルカリである。
本明細書で使用される酸は、所望のpHを確立するのに役立つか、又は予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)のアミノ酸含有基(A)又はその他(Y)と酸付加塩を形成することができる。
例えば、上記のアミノ含有基(A)又はその他(Y)と反応させることができる鉱酸の例は、塩酸、過塩素酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、フッ化水素酸、リン酸、二リン酸及びポリリン酸である。適切なカルボン酸の例は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、クエン酸、トリクロロ-、ジクロロ-及びクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、シアノ酢酸、フェニル酢酸、安息香酸、m-及びp-ニトロ安息香酸、シュウ酸、マロン酸及び乳酸である。
特に好ましいのは、酢酸、乳酸及びギ酸である。
塩(電解質)の例は、より具体的には、無機塩の群からのものであり、非常に多様な塩のどれかを広範囲に使用してもよい。好ましいカチオンは、アルカリ金属及びアルカリ土類金属であり、好ましいアニオンはハロゲン化物及び硫酸塩である。製造の観点からは、本発明の水性エマルションに酢酸ナトリウム又は塩化ナトリウムを用いることが好ましい。
発泡抑制剤の例は、石鹸、パラフィン又はシリコーン油である。
防腐剤の例は、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、アルカリ金属安息香酸塩、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及び2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオールである。
予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)及びその水性分散液を、オルガノポリシロキサン(4)として調製するための本発明の方法において、以下の式及びそれらの混合物の群から選択されるものを使用することが好ましい。
[ARSiO2/2]j[R2SiO2/2]l[R3-e(OR7)eSiO1/2]2 (VIa)、
[A(OR1)SiO2/2]j[R2SiO2/2]l[R3-e(OR7)eSiO1/2]2 (VIb)
式中、A、R、R1及びR7並びにj、l及びeは上でそれらに対して示された意味を有する。
[ARSiO2/2]j[R2SiO2/2]l[R3-e(OR7)eSiO1/2]2 (VIa)、
[A(OR1)SiO2/2]j[R2SiO2/2]l[R3-e(OR7)eSiO1/2]2 (VIb)
式中、A、R、R1及びR7並びにj、l及びeは上でそれらに対して示された意味を有する。
本発明の分散液の製造において、式(V)の1種類のオキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)又は式(V)の異なる種類のオキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)を使用することが可能である。
オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)の例は、以下である。
オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)の好ましい例は、以下である。
予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)を調製し、その水性分散液を製造するための本発明の方法において、オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)は、オルガノポリシロキサン(4)中のアミン基1モル当たり、好ましくは少なくとも0.1モル、より好ましくは少なくとも0.15モル、及び好ましくは最大で1モル、より好ましくは最大で0.75モルの量で使用される。
オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)は知られており、例えば、N.Fukada、Bull.Chem.Soc.Jpn.、69、1397~1401(1996)に記載されている。オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)は、クロマトグラフィーによる分離後、副生成物として微量に単離された。
オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)は、例えば、シュウ酸ジエステルを化学量論的過剰量で使用し、その後蒸留によってその過剰分を除去する場合には、例えば、シュウ酸ジエチルエステルのようなシュウ酸ジエステルの使用によってアミノ末端ポリエーテルから特異的に調製することができる。この場合のシュウ酸ジエステルは、好ましくは2~20倍モル過剰、より好ましくは2~10倍モル過剰で使用される。
したがって、オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)は、好ましくは、アミノ末端ポリエーテルを以下の式のシュウ酸ジエステルと反応させることにより調製される。
R8-O-C(=O)-C(=O)-O-R8
式中、R3、R8及びZは、上でそれらに対して示された意味を有し、ただし、シュウ酸ジエステルは、アミノ末端ポリエーテル1モル当たり、好ましくは2~20モル、より好ましくは2~10モルのシュウ酸ジエステルの量で使用される。
R8-O-C(=O)-C(=O)-O-R8
式中、R3、R8及びZは、上でそれらに対して示された意味を有し、ただし、シュウ酸ジエステルは、アミノ末端ポリエーテル1モル当たり、好ましくは2~20モル、より好ましくは2~10モルのシュウ酸ジエステルの量で使用される。
予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)の本発明の分散液は、オルガノポリシロキサン(4)を以下と互いに強力に混合することによって製造される。
オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)、
水(3)、
乳化剤(2)、
任意に非水性溶媒又は共乳化剤(6)、及び
任意に助剤(7)
オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)、
水(3)、
乳化剤(2)、
任意に非水性溶媒又は共乳化剤(6)、及び
任意に助剤(7)
本発明の分散液は、いずれの場合も分散液の総重量に基づいて、好ましくは少なくとも5重量%、より好ましくは少なくとも10重量%、及び好ましくは最大で60.0重量%、より好ましくは最大で45重量%、非常に好ましくは最大で35重量%のオルガノポリシロキサン(4)を使用して製造される。
本発明の分散液を製造するために必要な成分を混合することの本質はあまり重要ではなく、様々な順序で実施することができる。ただし、成分(2)、(3)、(4)、(5)、任意に(6)及び任意に(7)によっては、好ましい手順があり得るが、これは個別的に検討されるべきである。
例えば、乳化剤(単数又は複数)(2)及び任意に成分(6)を添加し、その後水(3)及び任意に成分(7)を配合する前に、成分(4)及び(5)を互いに予備混合することが可能である。また、乳化装置内に成分(2)~(7)を順序正しく計量供給することも可能である。特別な場合には、シロキサン粘度又はシロキサンの反応性のために、例えば、オキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)をオルガノポリシロキサン(4)と混合し、その後、異なるオルガノポリシロキサン(4)を組み込むことが有利であり得、また成分の処理のためにより有利なレオロジー特性がどのようにして生成されるかによってはその逆もまた有利であり得る。
さらに、オルガノポリシロキサン(4)の完成したエマルションにオキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)を添加して、エマルション中のオルガノポリシロキサン(4)の所望の反応及び架橋を達成し、架橋したオルガノポリシロキサン(1)の本発明の分散液を形成することも可能である。
R8が上でそれに対して示された意味を有し、縮合の副生成物として分散液を生成するときに得られるアルコールR8OHは、生成物中に残るか、又は、例えば、真空蒸留、膜技術、又は抽出によって除去されてもよい。
架橋オルガノポリシロキサン(1)の本発明の水性エマルションを製造するための乳化手順は、好ましくは少なくとも10℃、より好ましくは少なくとも15℃、及び好ましくは最大で80℃、より好ましくは最大で70℃の温度で実施される。
温度上昇は、好ましくは、乳化操作に必要な機械的せん断エネルギーの導入によって起こる。この温度上昇は、化学的プロセス、特に架橋を促進する目的では必要ない。さらに、本発明の方法は、周囲の雰囲気の圧力下で実施することが好ましいが、より高い又はより低い圧力で実施することもできる。
製造はバッチ式又は連続的に行うことができる。
オルガノポリシロキサンのエマルションの製造技術は知られている。したがって、強力な混合及び分散は、ロータ-ステータ攪拌装置、コロイドミル、高圧ホモジナイザー、マイクロチャネル、膜、ジェットノズルなどにおいて、又は超音波によって行われ得る。ホモジナイズ装置及び技術は、例えば、Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry、CD-ROM版2011、Wiley-VCH Verlagの見出語「Emulsions」の下に記載されている。
本発明の分散液中の光散乱によって測定される平均粒径は、好ましくは0.001~50μmの範囲であり、より好ましくは0.005~10μmであり、非常に好ましくは0.01~5μmの範囲である。pH値は、1~14、好ましくは3~9、より好ましくは4~8で変化し得る。
本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)又はその水性分散液については、基材、好ましくは繊維状基材、より好ましくは織物を処理するための製品、特に基材、好ましくは繊維状基材、より好ましくは織物のケア及び洗浄のための組成物における活性成分としての使用が見出される。
本発明の主題は、予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)の本発明の水性分散液又は本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)を含む、基材、好ましくは繊維状基材、より具体的には織物を処理するための組成物である。
したがって、本発明のさらなる主題は、基材、好ましくは繊維状基材、より好ましくは織物を処理するための組成物、特に基材、好ましくは繊維状基材、より好ましくは織物のケア及び洗浄のための組成物における本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)又はその水性分散液の使用である。
本明細書で「活性成分」という用語は、(a)物品のケアを提供すること、換言すれば、物品を元の形に維持すること、例えば、老化、汚れ、材料疲労、漂白、又は物品の望ましい有益な特性を改善するなどの外部の影響(例えば、時間、光、温度、圧力、汚れ、物品と接触する他の反応性化合物との化学反応)の影響を低減又は防止するという目的を満たす物質を指す。
織物繊維及び布の場合の例は、洗濯後の繊維/布の柔らかさの大幅な改善の達成、すすぎ及び乾燥段階中の布のしわの減少、アイロンがけ前のひだ又はしわの発生の減少、布のアイロンがけに必要な力の減少、使用過程におけるしわの予防、洗濯中の織物の形状の保持、ケア及び使用、繊維/布の湿潤性の改善、織物におけるピリング(pilling)効果(すなわち、毛玉又はけばの形成)の減少、乾燥洗濯で生じる乾燥剛性の効果の抑制、繊維/布におけるより大きな弾性の達成、繊維における改善された光沢の達成、又は繊維/布における色の退色の減少である。
「活性成分」という用語は、さらに、(b)物品を洗浄すること、換言すれば、物品の使用に起因する不純物の除去又は除去を支援するという目的を満たす物質を指すと理解される。
この関連において、ケア及び洗浄のための製品、特に組成物は、以下の配合物又は組成物を含むと理解される。
繊維、皮革、布、木、ガラス、セラミック、タイル、リノリウム、及びプラスチックなどの表面のケア及び洗浄のために家庭及び産業で使用される配合物。
そのような表面の洗浄及びケアのための製品の例は、洗濯洗剤(強力な洗濯洗剤、カラー洗濯洗剤、布柔軟剤など)、食器洗い洗剤、食洗機洗剤、すすぎ助剤、中性クリーナー、窓拭きクリーナー、多目的クリーナー、ガラスクリーナー、衛生クリーナー、トイレクリーナー、カーペットクリーナー、及び自動車ケア製品である。
本発明の水性分散液は、これらの組成物中で、いずれの場合も組成物の総重量に基づいて、好ましくは0.1~40重量%、より好ましくは0.2~30重量%、非常に好ましくは0.4~20重量%の量で使用される。
本発明の水性分散液が使用される組成物は、W/Oエマルション(油中水エマルション)、O/Wエマルション(水中油エマルション)又は多重エマルションの形態を取ることができる。
組成物中で好ましい媒体は水である。
これらの好ましい組成物は、一般に、乳化剤のシェルによって取り囲まれた、微細に分散した液滴の1つの相が第2の相中に存在するエマルション(W/Oエマルション中の水滴又はO/Wエマルション中の脂質小胞)を含む。
「マイクロエマルション」は、約0.01μm~約0.1μmの範囲の液滴直径を有する。「マクロエマルション」の場合、液滴の直径は約0.1μm~約50μmの範囲にある。
このような「マクロエマルション」は、さらなる着色の添加なしで、乳白色で不透明である。液滴径が0.1μm~1μmの範囲のより微細な「マクロエマルション」は、さらなる着色の添加なしで、青白色であり、透明でない。
「マイクロエマルション」は透明又は半透明のエマルションである。
澄んだ透明な外観は、粒子径が約0.01μm未満のミセル溶液及び分子溶液の領域である。
以下の実施例では、特に指定のない限り、部及びパーセンテージについての全ての記述は重量に基づく。
以下の実施例は、特に断りのない限り、周囲の大気圧、換言すれば約1000hPa、及び室温、換言すれば約20℃で、又は反応物を追加の加熱又は冷却なしで室温において組み合わせたときに生じる温度で行う。
HLB値の記述には、それぞれのメーカーによって報告されたHLB値を採用した。例えば、ポリエーテルのような乳化剤は、ほとんどが分子量分布を有するオリゴマー/ポリマーであると仮定すると、この分布は、製造業者ごとに異なり得る。したがって、製造業者ごとに対応するHLBについて異なる記述を行うことも可能であり、これもまた、特定の化学名についての理論的HLBとは異なる可能性がある。
動的粘度は、開口角2°のコーンプレートシステム(CP50-2コーン)を使用し、DIN EN ISO3219:1994及びDIN53019に従ってAnton Paar製「MCR 302」レオメータで測定した。この機器は、Physikalisch-Technische Bundesanstalt[German National Metrology Institute]の10000標準油で校正した。測定温度は25.00℃±0.05℃であり、測定時間は3分である。粘度図(mPa・sで記録)は、独立して実施した3回の個々の測定値の算術平均を表す。動的粘度の測定不確実性は1.5%である。せん断速度勾配は粘度に応じて選択し、粘度図ごとに別々に特定した。
動粘性率は、Schott ViscoSystem(R) AVS 350粘度測定システムを用い、DIN51562-Part 1又はISO/DIS3105(校正を含む)に従って、一定(例えば、Windaus製又はVWR製)のUbbelohde粘度計チューブを用いて決定する。測定は25.0℃(±0.1℃)の温度範囲で行う。粘度図(mm2/秒で報告)は、独立して実施した3回の個々の測定値の算術平均を表す。動粘性率の測定不確実性は1.05%である。測定範囲に応じて、対応する方向定数を持つ異なる粘度計チューブを使用する。
VWR-Laborkatalog、2011~2013、p.645.8による測定範囲、対応する毛細管番号及び定数の報告。
アミン価は測定中の物質1gに相当するKOHのミリモルの数を示す。アミン価はDIN16945-1989-03版に従って決定する。
1H-NMRスペクトルを、500.13MHzの測定周波数を用いてBruker Avance 500 NMR分光計(5mm選択1H-NMRサンプルヘッド)でCDCl3中の溶液としてCDCl3中の溶液として記録する。
評価は、当業者に知られた、以下の参考文献、すなわち、「Ueber die 1H-、13C- and 29Si-NMR Chemischen Verschiebungen einiger linearer, verzweigter und cyclischer Metyl-Siloxan-Verbindungen」(ある特定の直鎖状、分岐状及び環状メチル-シロキサン化合物の1H-、13C-及び29Si-NMR化学シフトについて)、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に記載された方式で行う。
粒径は、Malvern(Software Version 6.01)製のZetasizer Nano-S粒径測定器を用い、動的光散乱法(Mie測定法)により決定する。このため、濾過し、脱気した水で分散液を0.5重量%まで希釈する。報告された値は常にD(50)値を指す。D(50)は、測定した全粒子の50%がD(50)の特定値よりも小さい体積平均直径を有する体積-平均粒径であると理解される。測定は25℃で以下の確立された設定、すなわち、水の屈折率(分散剤RI)1.330、粘度(cP)0.8872、分散相の屈折率(材料RI)1.39、物質吸収0.010、測定時間(使用した持続時間)50秒、測定位置0.65mmで行う。分散例で報告された光子計数率は、試料のそれぞれの希釈度から得られるため、異なっている。重要なことは、測定プログラムが結果を「結果の質:良好」という注釈と共に公開することである。
[実施例1:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルA]
1Lの丸底フラスコに、商標Jeffamine(R) ED-600(Huntsman Corporation製)で購入可能な200gのα,ω-ジアミノ末端ポリエーテルを、微量の水及び揮発性成分の除去のために、0.1mbarの減圧下、100℃の加熱浴温度で、油加熱浴を用いたロータリーエバポレータで2時間液化する。脱水させたJeffamine(R) ED-600は3.3当量/g(MG=606g/モル)のアミン価を有する。
1Lの丸底フラスコに、商標Jeffamine(R) ED-600(Huntsman Corporation製)で購入可能な200gのα,ω-ジアミノ末端ポリエーテルを、微量の水及び揮発性成分の除去のために、0.1mbarの減圧下、100℃の加熱浴温度で、油加熱浴を用いたロータリーエバポレータで2時間液化する。脱水させたJeffamine(R) ED-600は3.3当量/g(MG=606g/モル)のアミン価を有する。
Sigma-Aldrich(米国ミズーリ州セントルイス)のシュウ酸ジエチル243g(1.66モル)を、N2保護ガス下で強く撹拌しながら、100gの脱水させたJeffamine ED-600(NH2として0.33モル)と、反応混合物が50℃を超えて熱くならないようにゆっくりと滴下混合する。これに続いて、室温でさらに1時間撹拌する。続いて過剰のシュウ酸ジエチルを、減圧(1mbar)下90℃の浴温でロータリーエバポレータで留去する。これにより、澄んだ黄色がかった液体222.3gを得る。
[実施例2:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルB]
Sigma-Aldrich(米国ミズーリ州セントルイス)のシュウ酸ジエチル883g(6.04モル)を、N2保護ガス下で強く撹拌しながら、商品名Jeffamine(R) EDR-176(Huntsman Corporation製)で購入可能な3,3’-エチレンジオキシビス(プロピルアミン)(MW=176g/モル)100g(1.14モルのNH2)と、反応混合物が50℃を超えて熱くならないようにゆっくりと滴下混合する。これに続いて、室温でさらに1時間撹拌する。続いて過剰のシュウ酸ジエチルを、減圧(1mbar)下90℃の浴温でロータリーエバポレータで留去する。これにより、澄んだ淡褐色の液体を得る。
Sigma-Aldrich(米国ミズーリ州セントルイス)のシュウ酸ジエチル883g(6.04モル)を、N2保護ガス下で強く撹拌しながら、商品名Jeffamine(R) EDR-176(Huntsman Corporation製)で購入可能な3,3’-エチレンジオキシビス(プロピルアミン)(MW=176g/モル)100g(1.14モルのNH2)と、反応混合物が50℃を超えて熱くならないようにゆっくりと滴下混合する。これに続いて、室温でさらに1時間撹拌する。続いて過剰のシュウ酸ジエチルを、減圧(1mbar)下90℃の浴温でロータリーエバポレータで留去する。これにより、澄んだ淡褐色の液体を得る。
[実施例3:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルC]
1Lの丸底フラスコに、商標Jeffamine(R) D-2000(Huntsman Corporation製)で購入可能な250gのα,ω-ジアミノ末端ポリエーテルを、微量の水及び揮発性成分の除去のために、0.1mbarの減圧下、100℃の加熱浴温度で、油加熱浴を用いたロータリーエバポレータで2時間液化する。脱水させたJeffamine(R) D-2000は1.015当量/g(MG=1970g/モル)のアミン価を有する。
1Lの丸底フラスコに、商標Jeffamine(R) D-2000(Huntsman Corporation製)で購入可能な250gのα,ω-ジアミノ末端ポリエーテルを、微量の水及び揮発性成分の除去のために、0.1mbarの減圧下、100℃の加熱浴温度で、油加熱浴を用いたロータリーエバポレータで2時間液化する。脱水させたJeffamine(R) D-2000は1.015当量/g(MG=1970g/モル)のアミン価を有する。
Sigma-Aldrich(米国ミズーリ州セントルイス)のシュウ酸ジエチル296.66g(2.03モル)を、N2保護ガス下で強く撹拌しながら、20gの脱水させたJeffamine D-2000(0.20モルのNH2)と、反応混合物が50℃を超えて熱くならないようにゆっくりと滴下混合する。これに続いて、室温でさらに1時間撹拌する。続いて過剰のシュウ酸ジエチルを、減圧(1mbar)下90℃の浴温でロータリーエバポレータで留去する。これにより、澄んだ淡褐色の液体を得る。
[(比較)例4:アミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションCE1(非発明)]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、Lutensol TO 10(BASF製)で購入可能なイソトリデシルデカエトキシレートの80%水溶液1.6g、Lutensol TO 5(BASF製)で購入可能なイソトリデシルペンタエトキシレート5.8g、完全脱塩水2.5g及び80%酢酸0.3gを予備混合する。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、Lutensol TO 10(BASF製)で購入可能なイソトリデシルデカエトキシレートの80%水溶液1.6g、Lutensol TO 5(BASF製)で購入可能なイソトリデシルペンタエトキシレート5.8g、完全脱塩水2.5g及び80%酢酸0.3gを予備混合する。
このプレミックスを、40℃で調整した、3-(2-アミノエチルアミノ)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構成され、0.30当量/gのアミン価、800~1800mm2/秒(25.0℃、毛細管番号IIIc)の粘度を有するヒドロキシ/メトキシ末端コポリマー14.8gと4回に分けて混合し、各ポーションを取り込み、5000rpmのせん断で2分間均質化する。完全脱塩水70.0gにより数回に分けて4000rpmでゆっくりと希釈し、所望のエマルションを得る。商標S&Mフェノキシエタノール(Schuelke and Mayr GmbH and CO KG)で購入可能な2-フェノキシエタノール0.9g、86%グリセロール4.0gを加え、4000rpmでさらに2分間均質化する。
これにより、固形分27%及びpH5.5の低粘度の透明乃至乳白光を発する無色のマイクロエマルションを得る。エマルションは貯蔵中でも安定で均一なままである。
[(比較)例5:アミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションCE2(非発明)]
PC Laborsystem製のLDV 1溶解機を用いて、商標Lutensol TO 5(BASF製)で購入可能なイソトリデシルペンテトキシレート6.5g、0.13当量/gのアミン価、3900mm2/秒(25.0℃、毛細管番号IV)の粘度を有する、3-(2-アミノエチルアミノ)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のコポリマー20.0g、グリセロール2.9g、80%酢酸0.12g、N-モルホリノメチルトリエトキシシラン0.19g及び水70gから構成されるエマルションCE2を調製し、このエマルションは28nm(光子計数率286kcps)の粒径D(50)を有する。このエマルションに、商標S&Mフェノキシエタノール(Schuelke and Mayr GmbH and CO KG)下で購入可能な2-フェノキシエタノール0.13gを混合により組み込む。
PC Laborsystem製のLDV 1溶解機を用いて、商標Lutensol TO 5(BASF製)で購入可能なイソトリデシルペンテトキシレート6.5g、0.13当量/gのアミン価、3900mm2/秒(25.0℃、毛細管番号IV)の粘度を有する、3-(2-アミノエチルアミノ)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のコポリマー20.0g、グリセロール2.9g、80%酢酸0.12g、N-モルホリノメチルトリエトキシシラン0.19g及び水70gから構成されるエマルションCE2を調製し、このエマルションは28nm(光子計数率286kcps)の粒径D(50)を有する。このエマルションに、商標S&Mフェノキシエタノール(Schuelke and Mayr GmbH and CO KG)下で購入可能な2-フェノキシエタノール0.13gを混合により組み込む。
[(比較)例6:アミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションCE3(非発明)]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、商標Tergitol 15-S-7(Dow製)で購入可能なC11-15 Pareth-7(エトキシル化第二級アルコール、7個のエチレンオキシド単位)6.0g及び熱い完全脱塩水1.9gを予備混合する。このプレミックスに、商標Sympatens AL/090(KLK Kolb製)で購入可能なラウリルエトキシレート-9(エトキシル化第一級アルコール、9個のエチレンオキシド単位)1.0g、商標Lutensol TO 12(BASF製)で購入可能な溶融イソトリデシルドデカエトキシレート3.0g、及び熱い完全脱塩水1.9g以上を量り分けて入れ、混合物を5000rpmで2分間均質化する。続いて、86%グリセロール2.3gを計量供給し、混合物を5000rpmでさらに2分間均質化する。この混合物に、0.25当量/gのアミン価、1500~2100mm2/秒(25.0℃、毛細管番号IIIc)の粘度を有する、3-(2-アミノエチルアミノ)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のコポリマー20.0gを3回に分けて混合し、各場合において5000rpmのせん断で2分間均質化する。商標S&Mフェノキシエタノール(Schuelke and Mayr GmbH and CO KG)で購入可能な2-フェノキシエタノール0.9g、及び80%酢酸0.4gを加え、5000rpmでさらに2分間均質化する。完全脱塩水62.6gを4000rpmで数回に分けてゆっくりと希釈し、所望のエマルションを得る。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、商標Tergitol 15-S-7(Dow製)で購入可能なC11-15 Pareth-7(エトキシル化第二級アルコール、7個のエチレンオキシド単位)6.0g及び熱い完全脱塩水1.9gを予備混合する。このプレミックスに、商標Sympatens AL/090(KLK Kolb製)で購入可能なラウリルエトキシレート-9(エトキシル化第一級アルコール、9個のエチレンオキシド単位)1.0g、商標Lutensol TO 12(BASF製)で購入可能な溶融イソトリデシルドデカエトキシレート3.0g、及び熱い完全脱塩水1.9g以上を量り分けて入れ、混合物を5000rpmで2分間均質化する。続いて、86%グリセロール2.3gを計量供給し、混合物を5000rpmでさらに2分間均質化する。この混合物に、0.25当量/gのアミン価、1500~2100mm2/秒(25.0℃、毛細管番号IIIc)の粘度を有する、3-(2-アミノエチルアミノ)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のコポリマー20.0gを3回に分けて混合し、各場合において5000rpmのせん断で2分間均質化する。商標S&Mフェノキシエタノール(Schuelke and Mayr GmbH and CO KG)で購入可能な2-フェノキシエタノール0.9g、及び80%酢酸0.4gを加え、5000rpmでさらに2分間均質化する。完全脱塩水62.6gを4000rpmで数回に分けてゆっくりと希釈し、所望のエマルションを得る。
これにより、固形分33%及びpH5.0の低粘度の透明乃至乳白光を発する無色のマイクロエマルションが得られる。
[実施例7:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルで架橋したアミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションE4]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、99.26gのエマルションCE1をオキサルアミドエステル末端ポリエーテルA 0.74g(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約5重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分28%及びpH5.0の低粘度の透明乃至わずかに混濁した無色乃至わずかに黄色がかったエマルションE4を得る。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、99.26gのエマルションCE1をオキサルアミドエステル末端ポリエーテルA 0.74g(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約5重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分28%及びpH5.0の低粘度の透明乃至わずかに混濁した無色乃至わずかに黄色がかったエマルションE4を得る。
25℃で1~3日間乾燥させた後、エマルションを蒸発させると、アルミニウムによく接着し、前記表面に粘着しない顕著な白っぽい弾性の柔らかいフィルムが生じる。
[実施例8:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルで架橋したアミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションE5]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、99.70gのエマルションCE1を0.30gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルB(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約2重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分27%及びpH5.0の低粘度の透明乃至わずかに混濁した無色乃至わずかに黄色がかったエマルションE5を得る。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、99.70gのエマルションCE1を0.30gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルB(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約2重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分27%及びpH5.0の低粘度の透明乃至わずかに混濁した無色乃至わずかに黄色がかったエマルションE5を得る。
25℃で1~3日間乾燥させた後、エマルションを蒸発させると、アルミニウムによく接着し、前記表面に粘着しない顕著な白っぽい弾性の柔らかいフィルムが生じる。
[実施例9:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルで架橋したアミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションE6]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、98.52gのエマルションCE1を1.48gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルC(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約10重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分28%及びpH5.0の低粘度の混濁した無色乃至わずかに黄色がかったエマルションE6を得る。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、98.52gのエマルションCE1を1.48gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルC(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約10重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分28%及びpH5.0の低粘度の混濁した無色乃至わずかに黄色がかったエマルションE6を得る。
25℃で1~3日間乾燥させた後、エマルションを蒸発させると、アルミニウムによく接着し、前記表面に粘着しない白っぽい弾性の柔らかいフィルムが生じる。
[実施例10:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルで架橋したアミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションE7]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、97.00gのエマルションCE3を3.00gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルA(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約15重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分35%及びpH4.5の低粘度のわずかに混濁し、わずかに黄色がかったエマルションE7を得る。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、97.00gのエマルションCE3を3.00gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルA(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約15重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分35%及びpH4.5の低粘度のわずかに混濁し、わずかに黄色がかったエマルションE7を得る。
25℃で1~3日間乾燥させた後、エマルションを蒸発させると、アルミニウムによく接着し、前記表面に粘着しない白っぽい弾性の柔らかいフィルムが生じる。
[実施例11:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルで架橋したアミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションE8]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、99.20gのエマルションCE3を0.80gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルB(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約4重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分34%及びpH4.5の低粘度の透明なわずかに黄色がかったエマルションE8を得る。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、99.20gのエマルションCE3を0.80gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルB(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約4重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分34%及びpH4.5の低粘度の透明なわずかに黄色がかったエマルションE8を得る。
25℃で1~3日間乾燥させた後、エマルションを蒸発させると、アルミニウムによく接着し、前記表面に粘着しない顕著な白っぽい弾性の柔らかいフィルムが生じる。
[実施例12:オキサルアミドエステル末端ポリエーテルで架橋したアミノ官能化ポリジメチルシロキサンのエマルションE9]
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、96.00gのエマルションCE3を4.00gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルC(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約20重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分36%及びpH4.5の低粘度の混濁し、わずかに黄色がかったエマルションE9を得る。
Ultra-Turrax T 50乳化装置(Janke & Kunkel/IKA製)を5000rpmで用いて、96.00gのエマルションCE3を4.00gのオキサルアミドエステル末端ポリエーテルC(アミノ官能化ポリジメチルシロキサンに基づいて約20重量%)と1分間にわたって均質化する。これにより、固形分36%及びpH4.5の低粘度の混濁し、わずかに黄色がかったエマルションE9を得る。
25℃で1~3日間乾燥させた後、エマルションを蒸発させると、アルミニウムによく接着し、前記表面に粘着しない白っぽい弾性の非常に柔らかいフィルムが生じる。
[(比較)実施例13:直鎖状オキサルアミドエステル-ポリエーテル結合ポリジメチルシロキサンのエマルションCE10]
エマルションCE10を、WO2019/114953A1号の実施例1と類似して製造する。
エマルションCE10を、WO2019/114953A1号の実施例1と類似して製造する。
熱電対、KPGスターラー及び還流冷却器を備えた500mlの3つ首フラスコに、100g(20ミリモル)の直鎖状オキサミドエステル末端シリコーン油(5065g/モル)を仕込んだ。攪拌しながら、10分間にわたって22℃で、3.74g(20ミリモル)のTA 187(=N1-(3-(ジメチルアミノ)プロピル)-N3,N3-ジメチルプロパン-1,3-ジアミン、SIGMA-ALDRICH、MERCK、独国ダルムシュタットから購入可能)、続いて6.6g(10ミリモル)のJEFFAMINE(R) ED-600(Huntsman Performance Products、ベルギーB-3078エベルベルグ(Everberg)エベルスラーン(Everslaan)45から入手可能)を加えた。これに続いて、さらに30分間攪拌した。その後、反応生成物から40℃で20hPaの圧力下で生じたアルコールを除去した。これにより不透明なオリゴマー生成物107gを得た。得られた生成物21.2gをジエチレングリコールモノブチルエーテル4.7g(Sigma-Aldrich Chemie GmbH、独国タウフキルヒェン(Taufkirchen))及びトリデシルアルコールエトキシレート4.1g(BASF SE、ルートヴィヒスハーフェン(Ludwigshafen)からLUTENSOL(R) TOとして入手可能)と混合した後、水70.0gでゆっくりと希釈し、80%酢酸でpH4.5に調整する。
[実施例14]
架橋の程度は表1に記載した以下のエマルションを用いて決定した。ここで、このエマルションをアルミニウムトレーに注ぎ、水の除去後にエマルションの外観を評価した。
架橋の程度は表1に記載した以下のエマルションを用いて決定した。ここで、このエマルションをアルミニウムトレーに注ぎ、水の除去後にエマルションの外観を評価した。
[実施例15:しわ回復角の決定]
しわ回復角の決定に関する性能試験は、表2に記載の以下の水性配合物を用いて実施した。ポリオキシシロキサン含有エマルションの量は、ポリシロキサン含量(ブランク値F1を除く)が常に同じになるように選択する。
しわ回復角の決定に関する性能試験は、表2に記載の以下の水性配合物を用いて実施した。ポリオキシシロキサン含有エマルションの量は、ポリシロキサン含量(ブランク値F1を除く)が常に同じになるように選択する。
構成成分の単純な混合(パドルスターラーを備えたIKA Eurostar Power基本攪拌機構の助けを借りて)によって、配合物(本発明及び非発明の両方)を製造する。
<しわ回復角からみた望ましい効果の評価について>
wfk-Testgewebe製のwfk 10 A綿テスト布(100%綿、約170g/m2の基本重量)から、2×5cmの織物ストリップを採取し、この布は、90℃で市販の強力粉末洗浄剤で2回洗浄した。
wfk-Testgewebe製のwfk 10 A綿テスト布(100%綿、約170g/m2の基本重量)から、2×5cmの織物ストリップを採取し、この布は、90℃で市販の強力粉末洗浄剤で2回洗浄した。
水性配合物F1~F8(表2参照)を、トリガースプレーを用いて前記織物ストリップに噴霧する。噴霧により適用した配合物F1~F8の質量は、前記織物ストリップの質量と同じになるように選択する。織物ストリップをライン上で一晩乾燥させ、23℃/60%湿度の調整チャンバー内で24時間調整した後、「綿」の設定でアイロンをかける。
しわ回復角はDIN 53 890/1972の方法により決定する。
各織物ストリップを横方向に折り重ね、その結果、積み重ねる試料側面の長さは10mmである。厚さ0.15mmのアルミニウムホイルを試料側面の下に置き、繊維が付着しないようにする。試料を顕微鏡スライドで覆い、1000gの重さで重りを下げ、重ねた試料側面のみに重みがかかるようにする。加重時間は30分である。
顕微鏡スライド上の重りを取り除いた後、次第に増加するしわ回復角を、プロトラクター(protractor)を用いて、角度側面の両側で5分及び30分後に決定する。
各織物について少なくとも10個の試料を準備し、測定すべきである。報告された測定結果は、それぞれの測定値からの平均値である。
本発明のエマルションE4~E9を含有する、配合物F3~F8による織物の改質は、水のみを用いて噴霧した織物(空試験値F1)と比較して、しわ回復角の有意な増加をもたらす。
同様に非架橋アミノ官能化ポリジメチルシロキサンの非発明エマルションCE2を含有する配合物F2との比較は、本発明の配合物F3~F8、特に配合物F3及びF8が増加したしわ回復角を示すことを示す。
したがって、衣服のような織物のしわを減らしたり抑えたりする機能を持つ織物製品に本発明のエマルションを使用すると、先行技術によって提供されるよりも、しわを増やす傾向が著しく低下する。
[実施例16:液滴吸収時間]
液滴吸収時間の決定に関する性能試験は、表2(実施例15)に記載した水性配合物F2~F5を用いて実施した。
液滴吸収時間の決定に関する性能試験は、表2(実施例15)に記載した水性配合物F2~F5を用いて実施した。
wfk-Testgewebe製のwfk 10綿試験布を、実施例15に記載された方法に従って改質する。
乾燥後、脱イオン水の1滴を、このように改質された織物の伸ばした布表面上に4cmの高さから置き、水滴が布によって吸収された時間を決定した。5回の決定を行い、平均化した。
本発明のエマルションE4~E6を含有する配合物F3~F5による綿試験布の改質は、非架橋アミノ官能化ポリジメチルシロキサンの非発明エマルションCE2を含有する配合物F2による改質と比較して、綿試験布での液滴吸収時間を大幅に短縮する。その結果、前記織物については、先行技術よりも大幅に良好な水分吸収が達成される。
[実施例17 布柔軟剤成分としての用途における柔らかい手触り]
しわ回復角の決定に関する性能試験は、表5に記載した以下の水性配合物を用いて実施した。
しわ回復角の決定に関する性能試験は、表5に記載した以下の水性配合物を用いて実施した。
柔らかい手触りの観点から望ましい効果を評価するために、40℃で煮沸/色洗いプログラムを用いて、1200rpmで回転させたMIELE Softronic W 1935 WPS EcoLine家庭用洗濯機において、綿布で作った6本のテリー織ハンドタオルを約2kgのバラスト布と共に洗った。ここで計量供給した洗浄界面活性剤は、WFK製のECE-2試験洗濯用洗浄剤粉末65gであった。洗浄サイクル後、配合物F9~F13(16°dH[ドイツ硬度]の水道水1リットルで予め希釈)を洗剤用引き出しを介して添加する。最後に、この材料を23℃、ライン上の大気湿度60%で、調整チャンバー中で少なくとも12時間乾燥させた。
[柔らかい手触り(手触りの評価)の決定]
織物の柔らかい手触りは試験者の主観的な知覚に大きく左右されるので、評価ではなく境界条件だけが標準化できる。それにもかかわらず、再現性を保証するために、改質された試験片をその柔らかい手触りについて評価し、ランク付けした。この目的のために、試験した試験片の数nに応じて、10名の試験者が1~nの点を与えた。ここで、nの点は最も柔らかい試験片に対して与え、1の点は最も柔らかくなく改質された試験片に対して与えた。改質されていない参照試験片には0の点をつけた。その結果、試験片の手触りの評価を、その試験片にそれぞれ割り当てられた点の平均として計算する。
織物の柔らかい手触りは試験者の主観的な知覚に大きく左右されるので、評価ではなく境界条件だけが標準化できる。それにもかかわらず、再現性を保証するために、改質された試験片をその柔らかい手触りについて評価し、ランク付けした。この目的のために、試験した試験片の数nに応じて、10名の試験者が1~nの点を与えた。ここで、nの点は最も柔らかい試験片に対して与え、1の点は最も柔らかくなく改質された試験片に対して与えた。改質されていない参照試験片には0の点をつけた。その結果、試験片の手触りの評価を、その試験片にそれぞれ割り当てられた点の平均として計算する。
本発明の配合物F10~F12により織物を改質すると、柔らかさのより劣る手触りを有する先行技術の配合物F13(非架橋アミノ官能化ジオルガノポリシロキサンのエマルションCE1を含有する)と比較して、柔らかい手触りが大幅に改善された。
カチオン性界面活性剤と、特に、配合物F12中の本発明のエマルションとの組み合わせは、さらに、配合物F9と同様に、それらなければ、大幅に増加したカチオン性界面活性剤含有量でのみ達成可能である柔らかい手触りをもたらす。これにより、原材料の使用料が減少し、これは環境的にも経済的にも、先行技術に対する明確な改善を表す。
1H-NMRスペクトルを、500.13MHzの測定周波数を用いてBruker Avance 500 NMR分光計(5mm選択1H-NMRサンプルヘッド)でCDCl3中の溶液として記録する。
[実施例17 布柔軟剤成分としての用途における柔らかい手触り]
柔らかい手触りの決定に関する性能試験は、表5に記載した以下の水性配合物を用いて実施した。
柔らかい手触りの決定に関する性能試験は、表5に記載した以下の水性配合物を用いて実施した。
Claims (13)
- 以下を含む水性分散液。
(1) 以下の式の単位
R2SiO2/2 (I)
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位を含む予備架橋したオルガノポリシロキサン
SiR1O2/2-Y-SiR1O2/2 (III)
[式中、
Yは、以下の式の二価の基であり、
-R2-[NR3-R4-]nNR3-C(O)-C(O)-NR3-Z-NR3-C(O)-C(O)-NR3-[R4-NR3-]nR2-
Zは、同一であるか又は異なり、ポリオキシアルキレン基を含む二価の有機基であり、 Zは好ましくは、式-(R5O)m-R6-の基であり、
Rは、同一であっても異なってもよく、1~18個の炭素原子を有する一価の非置換若しくは置換の飽和又は不飽和の炭化水素基であり、
R1は、同一であっても異なってもよく、基R又は基-O-R7であり、
R2は、1~18個の炭素原子を有するSiC結合した二価の直鎖状又は分枝状の炭化水素基であり、
R3は、水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基又はアシル基であり、
R4は、1~6個の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、
R5は、同一であるか又は異なり、C1~C10アルキレン基であり、
R6は、C1~C10アルキレン基であり、
R7は、同一であっても異なってもよく、水素であるか、又は1~18個の炭素原子を有し、1個以上の別の酸素原子によって割り込まれていてもよい一価の炭化水素基であり、
nは、0、1、2、3又は4であり、
mは、整数であり、平均して1~80である。]
(2) 乳化剤、及び
(3) 水。 - 前記予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)が以下の式の構造単位を含むことを特徴とする、請求項1に記載の水性分散液。
R1ASiO2/2 (II)
[式中、
Aは、同一であっても異なってもよく、以下の式の基であり、
-R2-[NR3-R4-]nNR3 2、
R1は、請求項1においてR1に示された意味を有し、
R2は、1~18個の炭素原子を有するSiC結合した二価の直鎖状又は分枝状の炭化水素基であり、
R3は、水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基又はアシル基であり、
R4は、1~6個の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、
nは、0、1、2、3又は4である。] - 水の除去後に前記予備架橋したオルガノポリシロキサンがエラストマーフィルムを形成することを特徴とする、請求項1、2又は3に記載の水性分散液。
- 予備架橋したオルガノポリシロキサンであって(1)、以下の式の単位
R2SiO2/2 (I)
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位を含む予備架橋したオルガノポリシロキサン。
SiR1O2/2-Y-SiR1O2/2 (III)
[式中、
Yは、以下の式の二価の基であり、
-R2-[NR3-R4-]nNR3-C(O)-C(O)-NR3-Z-NR3-C(O)-C(O)-NR3-[R4-NR3-]nR2-
Zは、同一であるか又は異なり、ポリオキシアルキレン基を含む二価の有機基であり、 Zは好ましくは、式-(R5O)m-R6-の基であり、
Rは、同一であっても異なってもよく、1~18個の炭素原子を有する一価の非置換若しくは置換の飽和又は不飽和の炭化水素基であり、
R1は、同一であっても異なってもよく、基R又は基-O-R7であり、
R2は、1~18個の炭素原子を有するSiC結合した二価の直鎖状又は分枝状の炭化水素基であり、
R3は、水素原子、1~8個の炭素原子を有するアルキル基又はアシル基であり、
R4は、1~6個の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、
R5は、同一であるか又は異なり、C1~C10アルキレン基であり、
R6は、C1~C10アルキレン基であり、
R7は、同一であっても異なってもよく、水素であるか、又は1~18個の炭素原子を有し、1個以上の別の酸素原子によって割り込まれていてもよい一価の炭化水素基であり、
nは、0、1、2、3又は4であり、
mは、整数であり、平均して1~80である。] - 予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)の水性分散液を製造する方法であって、以下の式の単位
R2SiO2/2 (I)、
及び以下の式の、平均して少なくとも1つの構造単位を含むオルガノポリシロキサン(4)を、
R1ASiO2/2 (II)
[式中、
R及びR1は請求項1においてそれらに対して示された意味を有し、
Aは請求項2においてAに対して示された意味を有する。]
以下の式(V)のオキサルアミドエステル末端ポリエーテル(5)と乳化剤(2)及び水(3)の存在下で反応させることを特徴とする方法。
Z及びR3は請求項1においてそれらに対して示された意味を有し、
R8は同一であるか又は異なり、1~18個の炭素原子を有し、1つ以上の別の酸素原子によって割り込まれていてもよい1価の炭化水素基である。] - 使用されるオルガノポリシロキサン(4)が以下の式及びそれらの混合物の群から選択されるものを含むことを特徴とする、請求項6に記載の方法。
[ARSiO2/2]j[R2SiO2/2]l[R3-e(OR7)eSiO1/2]2 (VIa)、
[A(OR1)SiO2/2]j[R2SiO2/2]l[R3-e(OR7)eSiO1/2]2 (VIb)
[式中、R、R1及びR7は請求項1においてそれらに対して示された意味を有し、
Aは、請求項2においてAに対して示された意味を有し、
j、l及びeは、請求項3においてそれらに対して示された意味を有する。] - 請求項1、2若しくは3に記載された本発明による予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)又は請求項6若しくは7に記載されたように製造された本発明による予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)の水性分散液、又は請求項5に記載の本発明の予備架橋したオルガノポリシロキサン(1)を含む、基材、好ましくは繊維状基材を処理するための組成物。
- 前記繊維状基材が織物であることを特徴とする、請求項8に記載の組成物。
- 基材を処理するため、好ましくは繊維状基材を処理するための請求項8又は9に記載の組成物の使用。
- 前記組成物が、基材の洗浄及びケア、好ましくは繊維状基材の洗浄及びケアに使用されることを特徴とする、請求項10に記載の使用。
- 繊維状基材が織物であることを特徴とする、請求項10又は11に記載の使用。
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