JP4417656B2 - サイズ組成物 - Google Patents
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Description
1) 水分散性および/または水溶性アラルキルアミン-ブロックトポリイソシアネート、
2) 膜形成樹脂、
3) カップリング剤
4) 潤滑剤、
5) 所望により、帯電防止剤、および
6) 所望により、さらなる添加剤および補助剤
を含むサイズ組成物を提供する。
A) 脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、
C) 少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤、
D) 所望により、300までの分子量範囲であり1〜4個のアミノ基を有する1種またはそれ以上の脂肪族または脂環式モノアミンおよび/またはポリアミン、
E) 所望により、250までの分子量範囲であり1〜4個のヒドロキシル基を有する1種またはそれ以上の多価アルコール、
並びに
F) 所望により、安定剤および他の補助剤、および
G) 所望により、溶媒
から合成される。
用語「分子量範囲」とは、同定された物質のモノマー形態の分子量にほぼ等しい分子量を意味するか、または同定された官能基を有する物質群の最も単純なものの分子量を意味する。
より好ましい出発成分A)は、HDI、IPDIおよび/または4,4'−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンをベースとする、イソシアヌレートおよび/またはビウレット構造を有するポリイソシアネートまたはポリイソシアネート混合物である。
非イオン性化合物は、例えば、通常は適切な出発分子をアルコキシル化することによって入手できるような1分子当たり平均5〜70個、好ましくは7〜55個のエチレンオキシド単位を含有する一価ポリアルキレンオキシドポリエーテルアルコールである(例えば、Ullmanns Encyclopaedie der technischen Chemie, 第4版第19巻第31〜38頁,Verlag Chemie,ワインハイムに記載されている)。
アルコキシル化反応のために適切なアルキレンオキシドは、特にエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドであり、これらは任意の順序で、またはアルコキシル化反応における混合物中で使用できる。
成分B)は、好ましくは非イオン性およびイオン性親水化剤の組み合わせである。特に好ましいものは、非イオン性およびアニオン性親水化剤の組み合わせである。
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)は、成分A)、B)、C)および、所望によりD)、E)、F)をあらゆる順序で、適切な場合は有機溶媒G)を用いて、反応させることによって得られる。
水分散性ブロックトポリイソシアネート1)を含む水溶液または水性分散液を調製するための水の使用量は、一般に、生じる分散液または溶液が10〜70質量%、好ましくは20〜60質量%、より好ましくは25〜50質量%の固形分を有するような量である。
本発明は、さらに本発明のサイズ剤を用いて処理されたガラス繊維を提供する。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[1]
1) 水分散性および/または水溶性アラルキルアミン-ブロックトポリイソシアネート、
2) 膜形成樹脂、
3) カップリング剤、および
4) 潤滑剤
を含むサイズ組成物。
[2]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)が、
A) 脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、
C) 少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤、
D) 300までの分子量範囲であり1〜4個のアミノ基を有する1種またはそれ以上の脂肪族または脂環式モノアミンおよび/またはポリアミン、
E) 250までの分子量範囲であり1〜4個のヒドロキシル基を有する1種またはそれ以上の多価アルコール、
F) 少なくとも1種の安定剤および他の補助剤、および
G) 少なくとも1種の溶媒
から合成されている上記[1]項に記載のサイズ組成物。
[3]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)が、
A) 20〜80質量%の、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 1〜40質量%の、少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、
C) 15〜60質量%の、少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤、
D) 0〜15質量%の、300までの分子量範囲であり1〜4個のアミノ基を有する1種またはそれ以上の脂肪族または脂環式モノアミンおよび/またはポリアミン、
E) 0〜15質量%の、250までの分子量範囲であり1〜4個のヒドロキシル基を有する1種またはそれ以上の多価アルコール、
F) 0〜15質量%の、安定剤または安定剤混合物、および
G) 0〜20質量%の少なくとも1種の溶媒
から合成されている上記[1]項に記載のサイズ組成物。
[4]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)が、
A) 25〜75質量%の、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 1〜35質量%の、少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、
C) 20〜50質量%の、少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤、
D) 0〜10質量%の、300までの分子量範囲であり1〜4個のアミノ基を有する1種またはそれ以上の脂肪族または脂環式モノアミンおよび/またはポリアミン、
E) 0〜10質量%の、250までの分子量範囲であり1〜4個のヒドロキシル基を有する1種またはそれ以上の多価アルコール、
F) 0〜15質量%の、安定剤または安定剤混合物、および
G) 0〜15質量%の少なくとも1種の溶媒
から合成されている上記[1]項に記載のサイズ組成物。
[5]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)が、
A) 30〜70質量%の、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 5〜30質量%の、少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、
C) 25〜45質量%の、少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤、
D) 0〜5質量%の、300までの分子量範囲であり1〜4個のアミノ基を有する1種またはそれ以上の脂肪族または脂環式モノアミンおよび/またはポリアミン、
E) 0〜5質量%の、250までの分子量範囲であり1〜4個のヒドロキシル基を有する1種またはそれ以上の多価アルコール、
F) 0〜5質量%の、安定剤または安定剤混合物、および
G) 0〜10質量%の少なくとも1種の溶媒
から合成されている上記[1]項に記載のサイズ組成物。
[6]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)の、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基A)を有する少なくとも1種のポリイソシアネートが、5.0〜27.0質量%のイソシアネート基(非ブロック化およびブロック化)含有量を有する上記[2]項に記載のサイズ組成物。
[7]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)の、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基A)を有する少なくとも1種のポリイソシアネートの、イソシアネート基の少なくとも50%が、ブロック化された形態である上記[2]項に記載のサイズ組成物。
[8]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)が、第2級ベンジルアミンブロック化剤を含む上記[1]項に記載のサイズ組成物。
[9]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)が、N−tert−ブチルベンジルアミンブロック化剤を含む上記[1]項に記載のサイズ組成物。
[10]
水分散性および/または水溶性ブロックトポリイソシアネート1)が、
A) 脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、および
C) 少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤
から合成されている上記[1]項に記載のサイズ組成物。
[11]
上記[1]項に記載のサイズ組成物をガラス繊維に適用することを含むガラス繊維のサイズ処理の方法。
[12]
成分1)の溶液または分散液が、10〜70質量%の固形分を有する上記[1]項1に記載の方法。
[13]
上記[2]項に記載のサイズ組成物をガラス繊維に適用することを含み、ポリイソシアネート1)の溶液または分散液が、成分1)の組成物全体において15質量%未満の溶媒G)画分を有する、ガラス繊維のサイズ処理の方法。
[14]
上記[1]項に記載のサイズ組成物を用いてサイズ処理されたガラス繊維。
[15]
さらに少なくとも1種の帯電防止剤、さらに添加剤および補助剤を含む上記[1]項に記載のサイズ組成物。
加水分解条件下でのフィルム貯蔵は、DIN EN 12280−3に従って行う。これらのフィルム試料の機械的性質をDIN 53504に従って標準環境条件(20℃および空気湿度65%)下での24時間の貯蔵後に測定する。
PU分散液の平均粒度(記載パラメーターは、数平均である)は、レーザー相関分光計によって測定した(装置:Malvern Zetasizer 1000、Malvern Inst. Limited)。
ビウレット基を有し、23.0%のNCO含有量を有する1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)をベースとするポリイソシアネート108.4gを、40℃で採る。10分間に渡って、Polyether LB25(Bayer AG、ドイツ、平均分子量2250(OH価=25)を有し、エチレンオキシド/プロピレンオキシドをベースとする単官能性ポリエーテル)91.1g、および分子量が236の式(III)で示される、1モルのヒドラジン水化物および2モルのプロピレンカーボネートの上記ヒドラジン付加物1.2gを、撹拌しながら計量供給する。この反応混合物を引き続いて90℃へ加熱し、この温度で理論NCO値に到達するまで撹拌する。これを65℃まで冷却した後、混合物の温度が70℃を越えないような速度で30分間に渡って撹拌しながら88.3gのN−tert−ブチルベンジルアミンを滴加する。その後Tinuvin(商標) 770 DF(Ciba Spezialitaeten GmbH、ランペルトハイム、ドイツ)1.5gを添加し、10分間撹拌し続けた後、この反応混合物を60℃へ冷却させる。60℃、30分間で水713.0g(20℃)を添加することによって分散を行う。その後の40℃での撹拌時間は1時間である。
固形分27.3%を有するブロックトポリイソシアネートの貯蔵安定な水性分散液が得られる。
ビウレット基を有し、23.0%のNCO含有量を有する1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)をベースとするポリイソシアネート147.4gを、40℃で採る。10分間に渡って、Polyether LB25(Bayer AG、ドイツ、平均分子量2250(OH価=25)を有し、エチレンオキシド/プロピレンオキシドをベースとする単官能性ポリエーテル)121.0gを、撹拌しながら計量供給する。この反応混合物を引き続いて90℃へ加熱し、この温度で理論NCO値に到達するまで撹拌する。これを65℃まで冷却させた後、混合物の温度が80℃を越えないような速度で30分間に渡ってブタノンオキシム62.8gを撹拌しながら滴加する。60℃、30分間で水726.0g(20℃)を添加することによって分散を行う。引き続きの40℃での撹拌時間は1時間である。
固形分30.0%を有するブロックトポリイソシアネートの貯蔵安定な水性分散液が得られる。
Polyether LB25(Bayer AG、ドイツ、平均分子量2250(OH価=25)を有するエチレンオキシド/プロピレンオキシドをベースとする単官能性ポリエーテル)13.5gおよびN−tert−ブチルベンジルアミン122.6gをまず取り扱い、撹拌しながら90℃へ加熱する。その後イソシアヌレート基を有し21.8%のNCO含有量を有する1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)をベースとするポリイソシアネート193.0gを、反応混合物の温度が70℃を越えないような速度で30分間に渡って添加する。分子量が236の、1モルのヒドラジン水化物および2モルのプロピレンカーボネートから構成される上記のヒドラジン付加物11.1gを添加した後、理論NCO値に到達するまで70℃で攪拌を持続する。その後Tinuvin(商標) 770 DF(Ciba Spezialitaeten GmbH、ランペルトハイム、ドイツ)3.5gを70℃で5分間で添加し、反応混合物をさらに5分間攪拌する。水73.7g中に溶解した親水化剤KV 1386(BASF AG、ルートビヒスハーフェン、ドイツ)24.6gを2分間で計量供給し、この反応混合物をさらに15分間攪拌する。分散は水736.4g(60℃)を10分間で添加することによって実行する。引き続きの撹拌時間は2時間である。固形分27.6%を有する貯蔵安定な水性分散液が得られる。
ビウレット基を有し23.0%のNCO含有量を有する1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)をベースとするポリイソシアネート963.0gと、Polyether LB25(Bayer AG、ドイツ、平均分子量2250(OH価=25)を有するエチレンオキシド/プロピレンオキシドをベースとする単官能性ポリエーテル)39.2gおよび分子量が236の、1モルのヒドラジン水化物および2モルのプロピレンカーボネートから構成される上記のヒドラジン付加物7.8gとを、100℃で30分間混合する。その後、反応混合物の温度が110℃を越えないような速度で20分間に渡ってε−カプロラクタム493.0gを添加する。この混合物を理論NCO値に到達するまで110℃で撹拌し、その後90℃まで冷却させる。Tinuvin(商標) 770 DF(Ciba Spezialitaeten GmbH、ランペルトハイム、ドイツ)7.9gの添加および引き続きの5分間の攪拌後に、親水化剤KV 1386(BASF AG、ルートビヒスハーフェン、ドイツ)152.5gおよび水235.0gの混合物を2分間で計量供給し、さらに中性温度で7分間以上攪拌し続ける。この後に水3341.4gを添加することによって分散を行う。引き続きの4時間の撹拌後に、固形分29.9%を有する貯蔵安定な水性分散液が得られた。
ビウレット基を有し23.0%のNCO含有量を有する1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)をベースとするポリイソシアネート192.6gと、Polyether LB25(Bayer AG、ドイツ、平均分子量2250(OH価=25)を有するエチレンオキシド/プロピレンオキシドをベースとする単官能性ポリエーテル)7.8gとを、100℃で30分間混合する。その後70℃で反応混合物の温度が75℃を越えないような速度でN−tert−ブチルベンジルアミン142.0gを、30分間で添加する。その混合物を理論NCO値に到達するまで75℃で攪拌する。親水化剤KV 1386(BASF AG、ルートビヒスハーフェン、ドイツ)27.5gおよびの水46.8gの混合物を、2分間で計量供給し、中性温度で7分間以上攪拌し続ける。この後に水761.3gを添加することによって分散を行う。引き続きの4時間の撹拌後に固形分28.0%を有する貯蔵安定な水性分散液が得られた。
ビウレット基を有し23.0%のNCO含有量を有する1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)をベースとするポリイソシアネート963.0gと、Polyether LB25(Bayer AG、ドイツ、平均分子量2250(OH価=25)を有するエチレンオキシド/プロピレンオキシドをベースとする単官能性ポリエーテル)39.2gとを、100℃で30分間混合する。その後、反応混合物の温度が110℃を越えないような速度で20分間に渡ってε−カプロラクタム493.0gを添加する。この混合物を理論NCO値に到達するまで110℃で撹拌し、その後90℃まで冷却させる。5分間の攪拌後に、親水化剤KV 1386(BASF AG、ルートビヒスハーフェン、ドイツ)152.5gおよび水235.0gの混合物を2分間で計量供給し、さらに中性温度で7分間以上攪拌し続ける。この後に水3325.1gを添加することによって分散を行う。引き続きの4時間の撹拌後に、固形分30.0%を有する貯蔵安定な水性分散液が得られる。
Claims (7)
2) 膜形成樹脂、
3) カップリング剤、および
4) 潤滑剤
を含むガラス繊維処理用サイズ組成物。
A) 脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、
C) 少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤、
D) 300までの分子量範囲であり1〜4個のアミノ基を有する1種またはそれ以上の脂肪族または脂環式モノアミンおよび/またはポリアミン、
E) 250までの分子量範囲であり1〜4個のヒドロキシル基を有する1種またはそれ以上の多価アルコール、
F) 少なくとも1種の安定剤および他の補助剤、および
G) 少なくとも1種の溶媒
から合成されている請求項1に記載のサイズ組成物。
A) 20〜80質量%の、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族および/または芳香族結合イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリイソシアネート、
B) 1〜40質量%の、少なくとも1種のイオン性および/または潜在的イオン性および/または非イオン性化合物、
C) 15〜60質量%の、少なくとも20質量%がアラルキルアミンから構成されている少なくとも1種のブロック化剤、
D) 0〜15質量%の、300までの分子量範囲であり1〜4個のアミノ基を有する1種またはそれ以上の脂肪族または脂環式モノアミンおよび/またはポリアミン、
E) 0〜15質量%の、250までの分子量範囲であり1〜4個のヒドロキシル基を有する1種またはそれ以上の多価アルコール、
F) 0〜15質量%の、安定剤または安定剤混合物、および
G) 0〜20質量%の少なくとも1種の溶媒
から合成されている請求項1に記載のサイズ組成物。
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