JP3311744B2 - アミノポリシロキサンのマイクロエマルション - Google Patents

アミノポリシロキサンのマイクロエマルション

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Description

【発明の詳細な説明】 支持体の仕上のために、特にアミノポリシロキサンを
用いた紡織生地において、処理溶液中におけるそれので
きるだけ微細な分布が望ましく、従って、アミノポリシ
ロキサンは特定の方法および/もしくは界面活性剤によ
り水中で乳化され、微粒サイズのエマルションからマイ
クロエマルションを形成する。EP 138192Aからは、例え
ば、得られるエマルションの粒度が分散速度に依存す
る、わかった油溶性界面活性剤を用いる、水中への油性
濃縮物の速い撹はんによる油性濃縮物上のこのようなマ
イクロエマルションを製造することが知られている。EP
358652Aにおいて示されたように、このようなエマルシ
ョンが型適合性および熱安定性において欠陥を表すこと
が知られている。EP 358652Aからは、わかった水溶性、
特に窒素を含まないエマルションおよび酸によりマイク
ロエマルションとしてのそのアミノポリシロキサンを配
合することが知られている。
上記マイクロエマルションは確かな安定性を有する。
しかしながら、当業者、特に紡織処理分野において、紡
織処理溶液の極めて高い動応力でさえも安定であるよう
に、例えば処理溶液中のそれらの微粒分布およびその結
果のその効率(例えば支持体上の付着)を保つため、並
びに処理した布地上(これは、おそれのあるシリコーン
汚点になる)および集成体の部分上(これは、シリコー
ン色付による処理した布地並びに集成体の良好な作業を
害し、集成体の不経済な清浄を必要とする)の不安定化
により生じるシリコーン沈着を避けるために、剪断力に
対して十分に安定なアミノポリシロキサン−マイクロエ
マルションの必要がなおある。
今、驚ろくべきことには、下記定義のような、両性−
特に窒素含有−界面活性剤(β)を用いること、および
下記に示したようにpH値を調整することによって、特に
下記に記載したような剪断力に対して高安定性の水性ア
ミノポリシロキサンマイクロエマルションを得ることが
できることがわかった。
本発明は、下記定義のような、アミノポリシロキサン
の水性の乳化剤含有マイクロエマルション、その製造お
よびその使用法に関する。
本発明は、両性の界面活性剤(β)及び少なくとも1
種の非イオン性乳化剤(γ)を含み、さらに所望により
ヒドロトロープ化合物(δ)及び/又は少なくとも1種
のカチオン界面活性剤(η)を含み、pHが7以下であ
る、アミノポリシロキサン(α)の水性マイクロエマル
ションであって、〔(α)+(β)+(γ)+(δ)+
(η)〕の含量が15〜70重量パーセントであり、(β)
の含量が(α)に対し5〜60重量%であり、(δ)の含
量が(α)に対し0〜60重量%であり、そして(η)の
含量が(α)に対し0〜30重量%である水性マイクロエ
マルションを提供する。
マイクロエマルションなる語は、ここで用語の最も一
般的な意味において用いられ、成分がコロイド溶液まで
の透明な2相系を表すように微細に連続相において分布
する液体系を含む。ここでは特に、半透明から透明(光
学的に透明まで光が透過する)のもの、本質的には分散
した粒子の平均粒径(数平均)が、0.2μm、好まし
くは0.1μmであり、ここで主に分散した粒子の粒径
が0.2μm、好ましくは0.1μmが優勢であるものを
マイクロエマルションとして理解する。
一般に、ポリカチオン性のいずれのアミノポリシロキ
サン、本質的に反復するジメチルシロキシ単位およびア
ミノシロキシ単位(特に、アミノ基が炭素を介してSiに
結合している脂肪族アミノシロキシ単位)の組立である
ものがアミノポリシロキサン(α)として適当である。
それらは、線状構造またはさらに枝分かれおよび/もし
くは架橋構造を有することができる。末端基は、反応性
置換基、例えば−OHを含んでいてもよく、あるいは所望
によりブロックされていてもよく、好ましい保護末端基
はトリメチルシロキシ基である。
本発明により用いられるアミノポリシロキサンは好ま
しくは次式 〔上式中、Aは2〜6個の炭素原子を有する二価の炭化
水素基を示し、 Bは水素、C1〜4アルキルまたは−(CH2−NH2
を示し、 mは2または3を示し、 Zは−CH3または−OXを示し、 そしてXは水素、メチル、下記式(c)または(d)の
基への結合あるいは単位(a)および/もしくは(b)
のポリシロキサン基への結合を示す〕 の反復単位の組立である。
アミノポリシロキサン鎖の末端基は、好ましくは式
(c)および/もしくは(d)に相当する。
〔上式中、Yは、メチル、メトキシまたはヒドロキシを
示す〕 式(b)および(d)において、Aは好ましくは3〜
4個の炭素原子を有する脂肪族モノエチレン性不飽和ま
たは好ましくは飽和炭化水素基、特にプロピレン−1,3
または2−メチル−プロピレン−1,3を示す。
Bは好ましくは水素、アミノエチルまたはアミノプロ
ピル、特にアミノエチルを示す。
Zは好ましくはメチルを示す。
アミノポリシロキサン(α)は、有利には500〜30'00
0、主に700〜20'000、好ましくは5000〜15'000cPの範囲
の粘度を有する(B型回転粘度計RV、スピンドルno.5,2
0℃)。アミノポリシロキサン(α)のアミン価は、有
利には0.1〜3.0、好ましくは0.3〜1.2の範囲である。
本発明に従い用いられるアミノポリシロキサン(α)
は、図式的に次一般式で表すことができる。
上式中、W1およびW2は、それぞれ式(c)または
(d)の基を示し、分子は少なくとも1式(b)を1基
有し、指数xおよびyは、ポリマーが上記アミン価およ
び粘度を表わすように選ばれる。ジメチルシロキシ単位
の数とアミノシロキシ単位、特に次式 の数の比は、有利には3/1〜300/1、好ましくは10/1〜10
0/1の範囲である。
アミノポリシロキサンは、本来知られている方法、ま
たは知られている方法に類似した方法、例えば反応性Si
結合水素原子を有するポリシロキサンのアミノアルキル
化により、あるいは、主に、有利には500〜10'000、好
ましくは1000〜7000の範囲の平均分子量nの非イオン
性モノもしくはポリシロキサンと、好ましくはα,ω−
ジヒドロキシポリジメチルシロキサンと、または環状シ
ロキサン、例えばオクタメチルシクロテトラシロキサン
とアミノ基含有シランの共重合により製造することがで
きる。アミノ基が珪素原子に炭素を介して結合し、主に
式−A−NH−Bに相当する、アミノ置換トリメトキシシ
ランまたはジメトキシメチルシランがアミノシランとし
て主に考えられる。好ましい基−A−NH−Bは、γ−ア
ミノプロピルおよびγ−(β−アミノエチルアミノ)プ
ロピルである。
アミノアルキル化は、本来知られた条件下において通
常のアミノアルキル化剤を用いて起こることができる。
共重合は、本来知られている方法、主に緩やかな温度
または昇温、特に15〜180℃の範囲内の温度で、所望に
より触媒の存在下に、そして所望ならば末端保護基、例
えばヘキサメチルジシロキサンを用いる反応体の反応に
より行うことができる。触媒として、酸(特に酢酸、蟻
酸、硫酸、酸性イオン交換体またはトリフルオロメタン
スルホン酸)並びにアルカリ金属またはアンモニウム化
合物、特にアルカリ金属またはアンモニウムシラノレー
ト(例えば、カリウムまたはテトラメチルアンモニウム
シラノレート)、アルカリ金属水酸化物、炭酸塩、また
は重炭酸塩(例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウ
ム、または重炭酸ナトリウム)あるいはさらに水酸化ベ
ンジルトリメチルアンモニウムを用いることができる。
所望ならば、重合を重合の間またはその後、次いで除去
される、例えば蒸留されることのできる不活性溶剤の存
在下に行うことができる。
式(b)単位の導入のために、アミノ基含有トリメト
キシシランを用いるならば、メトキシ基Zは、反応条件
に左右されるが、ヒドロキシ基に加水分解されるか、あ
るいはさらに部分的に共重合し、このサイトでコポリマ
ーの枝分れが起こることもある。
選んだ共重合の条件により、アミノ基含有単位は、分
子を通して統計的に分布していてもよく、または末端で
もよく、またはブロックポリマー中で組となっていても
よく、またはさらに線状鎖の端に対して群となっていて
もよい。
本発明のマイクロエマルションに対して、これらアミ
ノポリシロキサン(α)は好ましくはZがメチルを示
す、所望により枝分れした、ポリシロキサン主鎖の優勢
な線状構造を有するものが好ましい。末端がブロックさ
れていない、本質的に基(c)および(d)においてY
がヒドロキシを示す、線状ポリマーもさらに好ましい。
両性界面活性剤(β)としては、脂肪族基およびアニ
オン基(それぞれ酸性基)の他に、分子中に少なくとも
1個の第三(プロトン化された両性電解質の双性形態)
アミノ基または第四アンモニウム基、主に「Amphoteric
Surfactants」、Surfactants Science Series,vol.12
(Bernard R.Bluestein,Clifford L.Hilton,1982)、に
記載されたもの、特に1章のp2〜7,16〜36および50〜5
9、2章の75〜97,113〜119,122〜131,133〜143,155,159
および160並びに3章のp178〜203,209,219および220に
示されたもの、を含むもの(ここで好ましいのはp30,3
1,77,78,87,197および220に記載されたものである)が
主に考えられ、全てはここで参考文献として引用され
る。有利には、(両性電解質の非双性形態と呼ぶ)酸性
基がカルボン酸またはスルホン酸基であり、親油基がカ
ルバモイル基を介して分子の残部と結合しているか、ま
たは両性のイミダゾリンの、もしくはイミダゾリニウム
列のベタインのイミダゾリニウム環の2位置換基であ
る、そのような両性界面活性剤が(β)として用いられ
る。好ましくは、 〔上式中、R−CO−は、8〜24個の炭素原子を有する脂
肪酸基を示し、 nは、2〜6の数値を示し、 R1は、水素、C1〜4アルキル、β−ヒドロキシエチ
ルまたはプロピルのベンジルを示し、 R2は、C1〜4アルキルを示し、 R3は、C1〜4アルキル、β−ヒドロキシエチルまた
はプロピルのベンジルを示し、 Gは、C1〜3アルキレンまたは2−ヒドロキシプロ
ピレン−1,3を示し、 Lは、カルボキシまたはスルホン酸基を示し、そして Q-はアンモニウムカチオンに対する対イオンを示す〕 の両性界面活性剤(β)あるいはその混合物を用いる。
式(IV)および(V)中のRは、式(II)および(II
I)中の記号Rに対するその表示に相当し、例えばそれ
は7〜23個の炭素原子を有する相当する脂肪族炭化水素
基を示す。
2位の基Rの他に、N−結合基R3および−G−Lを含
む第四イミダゾリニウム化合物は、所望により異性形態
において存在していてもよい。
簡単にするために、これらを伴う式(V)でのみ表す
ことにする。
R−CO−は、好ましくは、12〜18個の炭素原子を有す
る脂肪族脂肪酸基であり、飽和であっても不飽和であっ
てもよい。以下脂肪酸基を挙げる。ラウロイル、パルミ
トイル、ミリストイル、オレオイル、ステアロイル、ベ
ヘノイルおよびアラキドイル並びに工業的脂肪酸基、特
に牛脂脂肪酸およびヤシ脂肪酸。
R1は、有利には、メチル、エチルまたは好ましくはβ
−ヒドロキシエチルを示す。
R2は、好ましくはメチルを示す。
R3は、有利にはメチル、エチルまたはβ−ヒドロキシ
エチルを示し、式(III)中では好ましくはメチル、式
(V)中では好ましくはβ−ヒドロキシエチルを示す。
Gは、有利にはメチレン、エチレン、またはプロピレ
ン−1,3もしくは2−ヒドロキシプロピレン−1,3を示
す。Lがカルボキシ基を示すならば、Gは好ましくはC
1〜3アルキレン、特にメチレンを示し;Lがスルホ基を
示すならば、Gは好ましくはC1〜3アルキレン、特に
2−ヒドロキシプロピレン−1,3を示す。
界面活性剤(β)は、遊離酸の形態(それぞれ分子内
塩)で、または好ましくはLが−COOMもしくは−SO3Mを
示し、Mがカチオンを示す塩として用いてもよい。好ま
しくは、Mはアルカリ金属カチオン(特にリチウム、ナ
トリウム、またはカリウム)である。
一般に環化または第四級化反応で形成される通常の対
イオン、主に鉱酸のアニオン(例えば塩化物または硫酸
塩)、または特に式(III)において、有利には用いた
第四級化剤により、メトスルフェートもしくはエトスル
フェートが対イオンQ-として考えられる。nが2を示す
式(II)の界面活性剤は、環化反応により式(IV)の界
面活性剤と反応することができ、およびその逆により、
式(IV)の界面活性剤は、nが2を示す式(II)の界面
活性剤に加水分解されることができる。
本発明のマイクロエマルションにおいて、有利にはア
ミノポリシロキサン(α)各100重量部あたり50〜60、
好ましくは10〜40、特に15〜30重量部の両性界面活性剤
(β)を用いる。
本発明のマイクロエマルションは、酸の添加により調
整することのできる7以下のpHを有し、アミノポリシロ
キサン(α)は本発明のマイクロエマルションに少なく
ともプロトン化された形態で一部存在する。本発明の組
成物のpH値は、有利にはpH2〜5、好ましくは3〜5の
範囲内である。
pHを設定するために用いることのできる酸(ε)とし
て、いずれの十分に強い酸が適当であり、好ましくは、 (ε) 1〜8個の炭素原子を有する脂肪族カルボン
酸、特に1〜6個、好ましくは1〜4個の炭素原子を有
する単純なカルボン酸(主に蟻酸、酢酸、プロピオン
酸、および酪酸)、2〜6個の炭素原子を有するジカル
ボン酸(主に蓚酸、こはく酸、グルタル酸、およびアジ
ピン酸)および3〜8個、好ましくは3〜4個の炭素原
子を有するヒドロキシカルボン酸(主に乳酸、酒石酸、
くえん酸、グルコン酸およびグルコヘプチン酸)、並び
により強い酸 (ε) 好ましくは鉱酸(特に塩酸、硫酸またはリン
酸)およびより強い有機酸(特にトリクロロ酢酸および
トリフルオロメタンスルホン酸)である。
酸(ε)のうちでは、蟻酸および酢酸が好ましい。
酸(ε)のうちでは、硫酸および塩酸が好ましい。
適当な非イオン性乳化剤(γ)は、特に5〜16の範囲
内のHLB値を有するものである。乳化剤(γ)は、脂肪
族および所望により芳香族性であってもよいが、好まし
くは純粋に脂肪族である。脂肪族基が有利には8〜22個
の炭素原子、好ましくは10〜18個の炭素原子を有する、
脂肪酸アミドのまたは脂肪アルコールのオキシエチル化
生成物およびC8〜16(好ましくはC11〜14)脂肪酸の
ソルビテモノエステルは特に記載する価値がある。エチ
レンオキシ単位の他に、所望により所定量、特に微量の
プロピレンオキシ単位組立が非イオン性界面活性剤中に
存在してもよい。特に以下の脂肪アルコールおよび脂肪
酸アミド:ラウリルアルコール、ミリスチルアルコー
ル、セチルアルコール、オレイルアルコール、ステアリ
ルアルコールおよび工業用アルコール、特に牛脂の脂肪
アルコールおよびヤシ脂肪アルコール、並びに類似の脂
肪酸アミド、そしてオキソ合成による、例えばプロピレ
ンによる、少しまたはたくさん枝分れした第一または第
二合成アルコール、(このうちでは10〜15個の炭素原子
を有するものが好ましく、主にトリメチルノナノール、
テトラメチルノナノールおよびテトラメチルデカノー
ル、特に第一イソトリデシルアルコール、テトラメチル
ノナノール−1である)のオキシエチル化生成物を挙げ
ることができ;ソルバイト脂肪酸エステルのうちでは、
ソルビタンモノラウレートが特に好ましい。オキシエチ
ル化の程度は、所望のHLBが達成されるように適当に選
ばれる。2種の異なる乳化剤(γ)、すなわち主に低い
HLB値、有利には5〜12、好ましくは6〜12の範囲のHLB
値を有する非イオン性乳化剤(γ)および高いHLB
値、有利には10〜16、好ましくは12〜16の範囲のHLB値
を有する乳化剤(γ)を、〔(γ)のHLB値が(γ
)のものよりも有利には少なくとも1単位、好ましく
は2単位高い〕用いることが特に有利である。オキシエ
チル化生成物のHLB値は、既知の式HLB=E/5(E=分子
中のエチレンオキシの重量%)により計算することがで
きる。
アミノポリシロキサン(α)の各100重量部に対し
て、有利には10〜60、好ましくは15〜50重量部の非イオ
ン性乳化剤(γ)〔それぞれ非イオン性乳化剤混合物
(γ)+(γ)〕を用いる。重量比(γ):(γ
)は有利には1:9〜9:1、主に1.5:8.5〜8.5:1.5、好ま
しくは4:6〜6:4の範囲である。
所望ならば、特に(γ)としてHLB>10の乳化剤を
用いるならばヒドロトロープ(δ)を用いてもよい。
(δ)として、一般に既知の有利な脂肪族低分子化合
物、好ましくは非イオン性C/H/O化合物、特に2〜24個
の炭素原子を有するもの、主に4〜18、特に4〜12個の
炭素原子を有する脂肪族アルコールおよび/もしくはエ
ーテルが適当である。好ましいヒドロトロピープは、ポ
リオール〔特に1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグ
リコール、ペンタエリトリット、1,1,1−トリス(ヒド
ロキシメチル)エタンまたはプロパン、2,5−ヘキサン
ジオールおよび2−メチルペンタン2,4−ジオール〕、
オリゴアルキレングリコールおよびそのアルキルエステ
ル〔主にそのジ、トリ、テトラ、ペンタおよびヘキサエ
チレングリコール、並びにモノもしくはジ(C1〜6
ルキル)エステル、特にジ、トリ、もしくはテトラエチ
レングリコールモノブチルエーテルおよびビス(2−ヒ
ドロキシプロピル)エーテル、そしてジプロピレングリ
コール〕並びにアノマーヒドロキシ基でC1〜6アルキ
ルによりエーテル化されたグルコシド(好ましくはブチ
ルグルコシド)である。
(α)各100重量部に対して、有利には60重量部まで
の、有利には50重量部までの、特に5〜50重量部の
(δ)を用いる。
本発明の水性マイクロエマルションは有利には70重量
%まで、主に15〜70重量%、好ましくは20〜60重量%、
特に30〜50重量%の成分〔(α)+(β)+(γ)+
(δ)〕の合計重量を有し、(δ)の含有量は(α)に
関して、0〜60重量%である。
本発明の好ましい特徴によれば、本発明のマイクロエ
マルションは、少なくとも1種のカチオン界面活性剤
(η)を有する。カチオン界面活性剤(η)としては、
有利には8〜24個の炭素原子を有する脂肪族脂肪酸基で
ある、少なくとも1個の親油基を有するアンモニウム化
合物(分子が好ましくはアンモニウム基あたりこのよう
な親油基を1個より多く含まない)が主に考えられる。
カチオン界面活性剤(η)としては、好ましくは次式 〔上式中、Tは式R′−CH2−,R′−CO−NH−T′−、
またはR′−CH2−O−T″−基を示し、 R′は7〜23個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基
を示し、 T1はC2〜6アルキレンを示し、 T′はC2〜6アルキレンを示し、 T″はC2〜6アルキレンまたは−CH2−CHOH−CH2
を示し、 R4はそれぞれ独立にC1〜4アルキルまたは式−(CH
2−CH2−O)−H基を示し、 R5はそれぞれ独立に水素またはC1〜4アルキルを示
し、 R6はC1〜4アルキル、式−(CH2−CH2−O)−H
基またはTを示し、 pは1〜2の数値を示し、 qはそれぞれ少なくとも1で、Σ70を示し、そし
て Q1 -はアンモニウムカチオンに対する対イオンを示
す〕 のものが考えられる。
式(VI)において、R5が水素を示すならば、有利には
次式 の相当するプロトン化され得る遊離塩基を用いることが
でき、次いでこれはpH値をpH7に調整するときに最終
的にプロトン化されることができる。
R′基は、有利には11〜21個の炭素原子を含む。主に
以下のものがR′−CH2−基として考えられ:ラウリ
ル、パルミチル、セチル、オレイル、ステアリル、ベヘ
ニル、アラキジル、牛脂アルキルもしくはヤシアルキ
ル:これらのうちでは12〜18個の炭素原子を有するもの
が好ましい。R′−CO−基としては、特に相当する脂肪
酸、例えばR−CO−のための上記のもののアシル基が考
えられる。
T1およびT′は好ましくはT2、例えばエチレンまたは
プロピレンを示し、そのうちではプロピレン−1,3が特
に好ましい。
T″は好ましくはエチレン、プロピレン、または2−
ヒドロキシプロピレン−1,3を示す。
Tは好ましくはT0、例えばR′−CH2−、またはR′C
O−NH−T′−を示す。
カチオン界面活性剤(η)の好ましいサブグループ
(η)において、 R4はR′、すなわちメチルまたはエチルを示し、 R5はR5′、すなわちC1〜4アルキル、好ましくはメ
チルまたはエチルを示し、 R6はR6′、すなわちC1〜4アルキル、好ましくはメ
チルまたはエチルを示し、 指数pはp′、すなわち0または1、好ましくは0を
示し、 Q1 -はいずれの通常のアニオン、特に第四級化で形成
されたもの、例えばQ-のための上記のものである。
カチオン界面活性剤(η)のさらに好ましいサブグル
ープ(η)において、 R4はR4″、すなわち式−(CH2−CH2−O)q1−H基を
示し、 R5は水素を示し、 R6はR6″、すなわち式−(CH2−CH2−O)q1−H基を
示し、 pはp″、すなわち0または1を示し、 そしてqはq1、すなわち少なくとも2でΣq1=5〜40、
好ましくは8〜20を示し、 Q1 -はプロトン化により形成した、特に酸(ε)の添
加により形成した対イオンを示す。
式(VII)の好ましいアミンは次式 に相当する。
第四級界面活性剤(η)は有利には次式 好ましくは次式 に相当する。
カチオン界面活性剤(η)として、式(VII)、好ま
しくは式(VIII)のプロトン化され得るアミンをそれぞ
れ有する(η)と有利には配合されていることのでき
る、有利には式(IX)、好ましくは式(X)の第四級化
合物(η)を用いる。(η)を(η)と、または
特に式(VII)、(VIII)のプロトン化され得るアミン
とそれぞれ配合するならば、(η)と(η)の重量
比〔後者は、式(VII)のプロトン化され得る遊離塩基
として計算した〕、好ましくは式(IX)もしくは(X)
の界面活性剤と式(VIII)の界面活性剤の重量比は、有
利には1/2〜5/1、好ましくは1/1〜3/1の範囲内である。
界面活性剤(η)は、乳化剤(γ)、特にHLB
9、好ましくはHLB=5〜9のもの、および/もしくは
油溶性乳化剤(γ)を用いる場合に特に有利に用いら
れ、乳化剤は、その少なくとも1gが20℃の透明な溶液で
20gの透明なアミノポリシロキサン(α)〔遊離塩基の
形態、または(ε)でプロトン化された形態〕を与える
ならば、ここで油溶性として設計される。
(α)の各重量部に対して、有利には30まで、好まし
くは8〜20重量部の(η)を用いる。本発明のマイクロ
エマルション中の〔(α)+(β)+(γ)+(δ)+
(η)〕の合計量は、有利には15〜70重量部、主に20〜
60重量部、好ましくは30〜50重量部であり、(δ)の含
有量は0〜60重量部であり、(η)の含有量は0〜30重
量部である。
本発明のマイクロエマルションは、(β)を非プロト
ン化、またはプロトン化形態の(α)に添加し、必要な
らば(β)の添加の後にpHを所望の値に調整することが
できる、各成分の混合により製造することができる。必
要な、または所望の酸性pH値の設定は、酸の添加によ
り、好ましくは(ε)、特に(ε)および/もしくは
(ε)の添加により適当に行う。
pH値の調整は、1段階または数段階で、例えば1段階
以上の酸の添加により行うことができる。好ましくは、
pHはまず(ε)で例えばpH3〜7の範囲内、有利には
弱酸性〜中性pH、好ましくは6〜7の値に設定し;最終
pH、好ましくは2〜5、特に3〜5の範囲内のpHに好ま
しくは(ε)で設定する。しかしながらこれは
(ε)でのみ、または(ε)でのみ操作することも
可能である。
本発明のマイクロエマルションは、(β)および好ま
しくは(γ)〔特に(γ)および(γ)〕並びに所
望により(δ)および/もしくは(η)、そして必要量
の水および酸(ε)を(α)に添加することにより好ま
しく製造される。添加の手順は各混合物がよく撹はんさ
れるほど長い限り、一般には任意である。従って、
(α)は例えばまず(γ)もしくは(δ)と、または
(γ)と(δ)の混合物と混合され、次いでさらに残
りの成分をそれぞれ連続的に、または混合物〔例えば
(γ)+(β)、または(γ)+(γ)+
(β)〕として混合するか,あるいは(γ)+
(γ)+(β)および所望により(δ)および/もし
くは(ε)を(α)中に一緒に与えてもよい。水およ
び酸(ε)を別々に、または各成分と一緒に添加して
もよい。(η)をいずれかの段階で、有利には他の界面
活性剤の後、好ましくは(ε)の後に添加してもよい。
有利な成分(β),(γ),(γ),(ε)およ
び(ε)の(α)への添加手順は、次スキーム1によ
り表すことができる。
ここで、(ε)は、1〜5段階、および/もしくは
1〜2,2〜3、所望により3〜4並びに所望により4〜
5の中間段階のいずれか何段階かで添加することがで
き、(δ)は、添加する限り、1〜5段階および/もし
くは1〜2,2〜3、所望により3〜4、並びに所望によ
り4〜5の中間段階そして/あるいは(ε)の添加後
のいずれか何段階かで添加することができる。
必要な水は別々にあるいは1種以上の成分、有利には
(β)、(γ)および/もしくは(δ)と一緒に添加
することができる。(β)は有利には水性組成物の形態
で添加する。添加手順における有利な変形は特に以下の
ものである。
変形a):(α)にまず(γ)次いで〔(γ)+
水〕、次いで(β)そして次いで(ε)を添加するこ
と。以下の(ε)の添加の副変形がある: a1):(γ)の前の(ε)の添加、 a2):(γ)〜(γ)間、または(γ)と(γ
)と一緒の(ε)の添加、 a3):(γ)〜(β)間、または(β)と一緒の
(ε)の添加、 a4):(γ),(γ)、および(β)後の
(ε)の添加、 並びにさらに(δ)の添加の副変形がある: 〔ここでWは1,2,3、または4である〕; さらに副変形は、(β)と同時または/後で(ε
の前の残部(γ)のそれ以後の添加 である。
変形b):(α)にまず(γ)次いで〔(γ)+
(β)+水〕そして次いで(ε)を添加すること。
以下の(ε)の添加の副変形がある: b1):(γ)の前の(ε)、 b2):(γ)と〔(γ)+(β)+水〕の間、ま
たは(γ)もしくは〔(γ)+(β)+水〕と同時
の(ε) b3):〔(γ)+水〕の後で(ε)の添加の前ま
たは(ε)との混合物の状態の(ε)、 さらに以下の(δ)の追加添加の副変形がある: または(γ)もしくは〔(γ)+(β)+水〕と一
緒の(δ)、 (W=1,2または3)。
変形c):(α)に(γ)+(γ)+(β)の混
合物そしてその後(ε)を添加すること。
以下の(ε)の添加の副変形がある: c1):〔(γ)+(γ)+(β)〕の前の
(ε)、 c2):〔(γ)+(γ)+(β)〕と一緒の(ε
)、 c3):〔(γ)+(γ)+(β)〕の後で
(ε)の前の(ε)、 そしてさらに以下の(δ)の追加添加の副変形があ
る: (W=1,2、または3)。
(η)はいずれかの何段階かで、有利には(β)の添
加後、好ましくは(ε)の添加後に添加してもよい。
必要な水および所望により他の必要な水を1段階または
数段階で、例えば伴う変形c)の場合、(γ),(γ
)および(β)と共に、並びに/もしくは(γ),
(γ)および(β)の添加後、(ε)の添加前また
は同時に添加してもよい。
(β),(γ),(γ),(ε)〔所望により
(ε)と(ε)に細分される〕および所望により
(δ)並びに/もしくは(η)〔所望により(η)と
(η)に細分される〕の添加の特に有利な手順を次ス
キーム2により表すことができる。
成分(α),(β),(γ)と(γ)、および
水、並びに所望により(δ)を添加することにより、特
に中性から塩基性条件下においては、高温でさえも、不
透明なエマルション(マイクロエマルション)を形成す
るかもしれないが、酸性の添加により、(ε)の添加
のみでさえも、光透過性から透明なマイクロエマルショ
ンに変換させることができる。(ε)でプロトン化され
た(α)の形態がはじめから用いられるならば、マイク
ロエマルションを既に(γ),(γ)および水を入
れて混合することにより形成することができる。
各成分の添加をいずれの適当な速さで行ってもよく、
例えば所望の水性成分または所望の水性成分混合物を素
早く撹はんしながら数分内で速く添加してもよく、ある
いは最も簡単に1/4以上の時間(例えば30分間〜2時
間)でゆっくりと入れて混合してもよい。成分の混合を
いずれの適当な温度、例えば15℃〜還流温度の範囲、有
利には室温(=20℃)〜80℃で行うことができ、50℃よ
り低い温度もより適当である。
本発明のマイクロエマルション、特に上記のように製
造されたものは、繊維材料の仕上剤として適当であり、
配合される限り直接適用溶液の配合物に用いてもよく、
または必要ならばより希薄な原分散液に、例えば水性媒
質により適用前に乾燥材料含有量を2〜4重量%まで水
で希釈してもよい。本発明の水性組成物は、所望ならば
さらに添加剤、例えば香料または殺カビ剤を含んでいて
もよい。それは繊維材料、特に水性媒質による紡織生地
の仕上に、特にそれらの風合いおよび平滑特性を改良す
るために適している。紡織工業において存在するいずれ
の紡織材料に、すなわち、天然、合成、半合成材料およ
びそれらの混合物、特に天然、または再生セルロース、
天然または合成ポリアミド、ポリエステル−、ポリウレ
タン−、またはポリアクリロニトリル−含有材料並びに
その混合物(例えばPES/COおよびPAN/CO)に適当であ
る。材料は、いずれの二次加工形態、すなわち、荒い繊
維、フィラメント、糸、糸かせおよびスプール、織布、
メリヤス布地、不結合または結合不織布、フェルト、カ
ーペット、ベルベット、タフトあるいは半既製または既
製布地さえであってもよい。好ましい支持体は、交錯屈
曲スプール、開口巾または管状織編(特に管状編成)あ
るいは反物である。仕上は適当には水性の透明な酸性か
らほぼ中性特に3.0〜7.5の範囲のpHの媒質により行う。
本発明の組成物の濃度は、支持体に関連して支持体の種
類および構成、並びに所望の効果により、広く変化させ
ることができ、有利には成分(α)において計算し、支
持体の乾燥重量に関して、0.1〜1、好ましくは0.2〜0.
6%の範囲内のアミノポリシロキサン(α)である。
本発明の仕上工程は、有利には材料の最終工程とし
て、好ましくは漂白、螢光増白工程および/または染色
工程において、所望によりその上の処理、例えば繊維材
料の永久加工(合成樹脂サイズ)と同時に行われる。仕
上は本来のいずれの通常の方法、例えば含浸または排出
法により行うことができる。長いまたは短い排出法手順
に対しては、例えば1:100〜1:0.5、特に1:60〜1:2の溶
液:布地の比の溶液が考慮され;適用温度は通常の値、
例えば室温〜60℃、好ましくは25〜40℃の範囲内に入っ
ていてもよく;pH値は好ましくは4〜6の範囲内であ
る。含浸も本来通常の方法に従い例えば、浸漬、パジン
グ、フォーム塗布または噴霧により、好ましくは15〜40
℃の温度で3.5〜7の範囲内のpH値で行うことができ
る。各々含浸後、排出手順後、処理した布地を通常の方
法、例えば30〜180℃、好ましくは60〜140℃で乾燥させ
ることができる。
本発明のマイクロエマルションは、顕著な安定性(特
に剪断安定性)で識別され、適用溶液は溶液および/も
しくは紡織材料の強い動応力下でさえ安定であり、不変
の効率を有し;従って、それらは、例えばウインス染色
機、ジッガー、糸染機、ガーメント染色機、特にジェッ
ト染色機においても、極めて高い剪断力(結合および再
結合力も)が起こっているところでさえにおいても二次
加工に適当である。本発明の組成物は、交錯屈曲スプー
ルの湿式仕上に極めて適当でもあり;この場合、交錯屈
曲スプールの糸を通してスプールの内部から外部に押込
まれる溶液の強い動応力は、実際に本発明の組成物に、
およびそれで得られた仕上に不利な効果を与えない。本
発明の組成物、特に(η)含有物は、処理溶液に添加す
る場合に、例えば残留物の形態で、支持体の前の処理に
より出るかもしれない不純物、特にアニオン不純物、例
えば色素、螢光増白剤、または界面活性剤に対しても安
定である。
以下の例において、部および%は重量により、温度は
℃で示し、重量部はgがmに関連するように容量部に
関する。
用いた界面活性剤(β)は以下のものである。
上式中、R″−CO−はオレオイルを示し、(β)中
のR″は(β),(β)、および(β)中と同じ
意味(C17H33)を有する。
用いた乳化剤(γ)および(γ)は以下のもので
ある。
(γ11)4モルのエチレンオキシドと1モルの工業用イ
ソトリデシルアルコールの付加物 (γ12)5モルのエチレンオキシドと1モルの工業用イ
ソトリデシルアルコールの付加物 (γ13)6モルのエチレンオキシドと1モルの2,6,8−
トリメチルノナノール−4の付加物(Tergitol TMN−6,
UNION CARBIDE) (γ14)3モルのエチレンオキシドと1モルの(C
11〜15)アルコールの付加物(Tergitol 15−S−3) (γ15)ソルビタンモノラウレート (γ21)9.5モルのエチレンオキシドと1モルの工業用
イソトリデシルアルコールの付加物 *オキソ合成による工業用異性体混合物 用いた界面活性剤(η)および(η)は以下のもの
である。
上式中、C17H35−CO−はステアロイル基を示し、 C18H35はオイル基を示し、 そして w+z=15である。
例1(生成物A,B,CおよびD) 185.4部の、26のヒドロキシ価(フェニルイソシアネ
ート法により決定した)および5000の平均分子量n
(蒸気圧浸透圧法により決定した)を有するα,ω−ジ
ヒドロキシポリジメチルシロキサンを12.2部のN−(β
−アミノエチル)−γ−(メチルジメトキシシリル)プ
ロピルアミンと簡単な撹はんをしながら混合する。次い
で2.4部の氷酢酸を添加し、混合物を窒素ガスシール下
で75℃まで加熱する。この温度で5時間後、混合物を50
℃まで冷却し、窒素の供給を止め、30部の(γ12)を添
加する。その後、480.5部の450.5部の水中の30部の(γ
21)溶液を1時間で滴下する。約140.0部の水溶液を添
加したとき、エマルションは透明になる。次いで30℃で
3.5部の酢酸および(生成物Aには)120部の50%の(β
)の水溶液または (生成物Bには)120部の50%の(β)の水溶液また
は (生成物Cには)120部の50%の(β)の水溶液また
は (生成物Dには)120部の50%の(β)の水溶液を添
加する。
次いでpHを36.5%濃度の塩酸の添加により4.0に調整
する。剪断力に対して安定である透明なアミノポリシロ
キサンマイクロエマルションが得られる。
例2(生成物E) 188.70部のα,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキ
サン(例1と同じ)を撹はんしながら12.50部のN−
(β−アミノエチル)−γ−(メチルジメトキシシリ
ル)プロピルアミンと混合し、0.07部の50%の水酸化ナ
トリウム溶液で処理する。その後、混合物を112℃に窒
素ガスシール下において加熱し、1容量部の留出物を集
める。3 1/2時間後、混合物を40℃に冷却する。この温
度に達すると同時に0.02部の重炭酸ナトリウムを添加
し、混合物を真空下(70mbarで)110℃に加熱する。50
℃に冷却し、窒素で緩和した後、30部の(γ12)を添加
する。その後、480部の、450部の水中の30部の(γ21
溶液を1時間で滴下する。3部の氷酢酸、100部の50%
の(β)の水溶液、147部の水、20部の(γ13)を次
いでさらに添加し、pH値を約20部の36.5%の塩酸の添加
により4.0に調整する。剪断力に対して安定なアミノポ
リシロキサンマイクロエマルション(生成物E)が得ら
れる。
例3(生成物F) 7.7部の氷酢酸を触媒として添加して600.0部のα,ω
−ジヒドロキシポリジメチルシロキサン(例1と同じ)
および39.6部のN−(β−アミノエチル)−γ−(メチ
ルジメトキシシリル)プロピルアミンの縮合により得た
200.0部のアミノポリシロキサンを50℃で30部の
(γ11)および20部のブチルモノグルコシドで処理す
る。その後、480.5部の、450.5部の水中の30部の
(γ21)溶液を1時間で滴下する。次いで120部の50%
の(β)の水溶液、138.5部の水および11.0部の蟻酸
をさらに添加する。剪断力に対して安定であるアミノポ
リシロキサンマイクロエマルション(生成物F)が得ら
れる。
例4(生成物G) 7.7部の氷酢酸を添加して600.0部のα,ω−ジヒドロ
キシポリジメチルシロキサン(例1と同じ)および39.6
部のN−(β−アミノエチル)−γ−(メチルジメトキ
シシリル)プロピルアミンの縮合により得た200.0部の
アミノポリシロキサンを50℃で30部の(γ11)で処理す
る。その後、480.5部の、450.5部の水中の30部の
(γ21)溶液を1時間で滴下する。3.7部の氷酢酸、12
0.0部の50%の(β)の水溶液、87.8部の水、18.0部
の36.5%塩酸(pH値を4.0に調整するため)および60.0
部のジプロピレングリコールをさらに連続的に添加す
る。剪断力に対して安定であるアミノポリシロキサンマ
イクロエマルション(生成物G)が得られる。
例5(生成物H) 300.00部の、26のヒドロキシ価(フェニルイソシアネ
ート法により決定した)および5000の平均分子量n
(蒸気圧浸透圧法により決定した)を有するα,ω−ジ
ヒドロキシポリジメチルシロキサンを19.80部のN−ア
ミノエチルアミノプロピルメチルジメトキシシランおよ
び3.84部の氷酢酸と共に真空下で75℃に、30'000〜40'0
00cP.の範囲内のB型回転粘度が得られるまで加熱す
る。5.38部の水中に溶解した3.58部の水酸化カリウムを
次いで添加し、7000〜9000cPの範囲内のB型回転粘度に
達するまで窒素ガスシール下に75℃で反応を続ける。こ
の点で加熱および窒素の供給を止め、49.00部の
(γ14)を添加する。
762.15部の水 49.00部の(γ21) 195.9部の50%の(β)の水溶液 および130.64部の80%のブチルモノグルコシド水溶液 からなる水溶液を一定の流れで添加する。さらに約13.0
0部の氷酢酸および25部の36.5%塩酸をpH値を4.0に調整
するために添加する。透明な生成物が得られ、これをさ
らに11.76部の水に溶解した16.33部の(η21)および2
6.65部の(η11)並びに26.91部のジプロピレングリコ
ールで処理する。剪断力に対して良好な安定性を有する
1633.00部の生成物Hが得られる。
例6(生成物J) 加熱および窒素の供給を止めるところまで例5の手順
を繰り返す。この点で、16.33部の(γ14)および32.67
部の(γ15)を添加する。次いで、 745.81部の水 49.00部の(γ21) 195.96部の50%の(β)の水溶液 および130.64部の80%のブチルモノグルコシド水溶液 からなる水溶液を一定の流れで添加する。次いでpHを4.
0に調整するために、約13.00部の氷酢酸および25.00部
の36.5%塩酸をさらに添加する。透明な生成物が得ら
れ、これをさらに17.64部の水に溶解した39.98部の(γ
11)および40.37部のジプロピレングリコールで処理す
る。剪断力に対して良好な安定性を有する1633.00部の
生成物Jが得られる。
例7(生成物K) (γ14)の添加までは例5の手順を繰り返す。
729.48部の水 49.00部の(γ21) 195.96部の50%の(β)の水溶液 および130.64部のジプロピレングリコール からなる水溶液を一定の流れで添加する。次いでpHを4.
0に調整するために、約13.00部の氷酢酸および25.00部
の36.5%塩酸をさらに添加する。透明な生成物が得ら
れ、これをさらに17.64部の水に溶解した16.33部の(η
21)および39.98部の(η11)並びに40.37部のジプロピ
レングリコールで処理する。剪断力に対して良好な安定
性を有する1633.00部の生成物Kが得られる。
例8(生成物L) ジプロピレングリコールのところで、1,3−ブタンジ
オールを用いた以外は例7を繰り返す。
例62,72,82(生成物J′,K′およびL′) 17.64部の水中の39.98部の(η11)溶液および40.39
部のジプロピレングリコールまたは1,3−ブタンジオー
ルのところで、58.03部の水中の39.98部の(η11)溶液
を用いた以外は、例6,7,8をそれぞれ繰り返す。剪断力
に対して良好な安定性を有する1633.00部の生成物J′,
K′,L′がそれぞれ得られる。
例9(生成物M) 337.46部のオクタメチルシクロテトラシロキサン、1
0.50部のN−アミノエチルアミノプロピルメチルジメト
キシシランおよび0.75部の、メタノール中の35%の水酸
化ベンジルトリメチルアンモニウム水溶液を共に撹はん
しながら混合し、80℃に加熱する。80℃で4時間後、混
合物を30分間で150℃に加熱し、1時間後、反応してい
ないオクタメチルシクロテトラシロキサンを真空下150
℃で蒸留する。26.62部の留出物および322.09部のアミ
ノ改質ポリジメチルシロキサンが得られ、これを室温に
冷却する。この点で32.21部の(γ14);次いで 644.18部の水 64.42部の(γ21) 322.09部の50%の(β)の水溶液 および128.84部の80%のブチルモノグルコシド水溶液 からなる水溶液を添加する。14.82部の氷酢酸および23.
83部の36.5%塩酸によりpH4.0に調整された不透明のエ
マルションが得られる。その時、不透明のエマルション
を50℃に加熱し、これにより透明の生成物が形成する。
その時室温に冷却し、排出前に82.52部の、イソプロパ
ノール中の50%の(η12)溶液を添加する。剪断力に対
して安定な1633.00部の生成物Mが得られる。
適用例A〜C A.1kgの支持体(紡織生地:綿単一ジャージー、ブル
ー)を40℃で40gの仕上剤(生成物A〜M)を用いて、M
ATHIS(スイス)からのLaborジェットにおいて8:1の溶
液:布地の比で処理する。溶液の流速は60/分であ
り、処理時間は20分である。水は10゜dHの硬度(DIN 53
905による)および4のpHを有する。処理後、支持体を
脱水し、張りなしに140℃で90秒間乾燥させ、軟度を試
験する。処理中、沈着または汚れた分離は起こらない。
汚点は紡織布地上にみられない。溶液を排水した後、集
成体上に沈着はみられない。全ての生成物(A〜M)
は、剪断力に対して安定であり、処理した紡織生地の風
合いに明らかな改良をもたらす(シリコーンマイクロエ
マルションを用いずに処理した相当する支持体と比較し
て)。
適用例Aと同様に、生成物A,B,D,E,F,G,H,J,J′,K,
K′,L,L′、またはMを生成物Cのかわりに用いる。
B.機械:THIESからのジェットR95、3部屋 支持体:緑(分散および反応性染料)で染色した、36
0kgのポリエステル/綿(50/50)単一ジャージー 生成物:2.0%(支持体の重量に関して)の生成物C; 溶液体積:2000のパームチットー脱イオン水; 布地対溶液比:1:5.5; pH値:4.5; 温度:30℃; 処理時間:20分間; 布走行速度:200m/分; 手順:150の水で予備希釈した生成物を5分間で添加
する。残留沈着物または汚点は形成しない。布地の性質
面および乾燥繊維の風合いは完璧である。
C.機械:AVESTA(スウェーデン)からの3ロールジェッ
ト機; 支持体:反応性および分散染料で(単一浴一工程)染
色し、カチオン性に後処理した、150kgのポリエステル
/綿(50/50)均質ブレンドトリコット; 生成物:2.0%(支持体の重量に関して)の生成物C; 溶液体積:2200のパームチットー脱イオン水; 布地対溶液比:1:15; pH値:4.5; 温度:30℃; 処理時間:20分; 布走行速度:90m/分; 手順:150の水で予備希釈した生成物を5分間で添加
し、温度を一定に保つ。布地を排出する時に汚点または
沈着は布地または機械上にみられない。乾燥後、処理し
た布地は優れたなめらかな風合いを示す。
適用例BおよびCに記載したものと同様に、生成物C
のかわりに生成物H,JおよびKを用いる。
適用例Cの手順でのAVESTA−ジェットと同様にGASTON
−COUNTY−ジェットで行う。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−127327(JP,A) 国際公開88/8436(WO,A1) Amphoteric Surfac tants 第12巻

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両性の界面活性剤(β)及び少なくとも1
    種の非イオン性乳化剤(γ)を含み、さらに所望により
    ヒドロトロープ化合物(δ)及び/又は少なくとも1種
    のカチオン界面活性剤(η)を含み、pHが7以下であ
    る、アミノポリシロキサン(α)の水性マイクロエマル
    ションであって、[(α)+(β)+(γ)+(δ)+
    (η)]の含量が15〜70重量パーセントであり、(β)
    の含量が(α)に対し10〜50重量%であり、(γ)の含
    量が(α)に対し15〜50重量%であり、(δ)の含量が
    (α)に対し0〜60重量%であり、そして(η)の含量
    が(α)に対し0〜30重量%である水性マイクロエマル
    ジョン。
  2. 【請求項2】アミノポリシロキサン(α)が0.1〜3.0の
    範囲内のアミン価及び500〜30,000cPの範囲内の粘度を
    有する、請求項1記載の水性マイクロエマルション。
  3. 【請求項3】両性の界面活性剤(β)が3級アミノ基を
    有するアミノ酸又はベタインである、請求項1又は2記
    載の水性マイクロエマルション。
  4. 【請求項4】両性の界面活性剤(β)中の酸基がカルボ
    キシル基又はスルホン酸基であり、親油基がカルバモイ
    ル基を介して分子の残部に結合しているか、又は両性の
    イミダゾリンもしくはイミダゾリニウム列のベタインの
    イミダゾリニウム環の2位置換基である、請求項3記載
    の水性マイクロエマルション。
  5. 【請求項5】非イオン性乳化剤(γ)が5〜16の範囲内
    のHLBを有する、請求項1記載の水性マイクロエマルシ
    ョン。
  6. 【請求項6】酸性のpH値を有する、請求項1記載の水性
    マイクロエマルション。
  7. 【請求項7】pHが6以下である、請求項6記載の水性マ
    イクロエマルション。
  8. 【請求項8】請求項1〜7のいずれか記載の水性マイク
    ロエマルションの製造方法であって、アミノポリシロキ
    サン(α)を両性の界面活性剤(β)、少なくとも1種
    の非イオン性乳化剤(γ)、並びに所望によりヒドロト
    ープ化合物(δ)及び/又は少なくとも1種のカチオン
    界面活性剤(η)と混合することを含み、両性の界面活
    性剤(β)を添加する前、添加と同時に、及び/又は添
    加後に酸(ε)を添加することを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】請求項1〜7のいずれかに記載の水性マイ
    クロエマルションを用いる、紡織もしくは非紡織繊維材
    料の仕上方法。
  10. 【請求項10】水性液からの紡織材料を仕上げるための
    請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】ジェット染色機における紡織材料の仕上
    げのための請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】最終仕上げのための請求項9〜11のいず
    れか記載の方法。
  13. 【請求項13】請求項9〜12のいずれか記載の方法によ
    り仕上げた基材。
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