JPH05239371A - 水系顔料調剤形成剤としてのオリゴウレタン類の使用 - Google Patents

水系顔料調剤形成剤としてのオリゴウレタン類の使用

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JPH05239371A
JPH05239371A JP4121361A JP12136192A JPH05239371A JP H05239371 A JPH05239371 A JP H05239371A JP 4121361 A JP4121361 A JP 4121361A JP 12136192 A JP12136192 A JP 12136192A JP H05239371 A JPH05239371 A JP H05239371A
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ハロ・トロイベル
Hans-Werner Mueller
ハンス−ベルナー・ミユラー
Fritz Novotny
フリツツ・ノフオトニー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水系顔料調剤形成剤としてのオリゴウレタン
類の使用。 【構成】 優れた水系顔料調剤形成剤として、アニオン
基とカチオン基の両方を有するオリゴウレタン類が使用
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、水系顔料調剤用の形成剤として
の、特定オリゴウレタン類の使用に関する。本発明に関
連したこの言葉「顔料」および「顔料調剤」には、艶消
し剤およびそれらの調剤が含まれる。本発明に従って使
用されるオリゴウレタン類によって得られる新規な顔料
調剤は、卓越して、皮革および皮革模造品用化粧剤およ
び織物コーティング化合物の染色(或は艶消し)に適切
である。本発明の意味の範囲内にある「形成剤」は、顔
料調剤の結合剤であり、そしてまた必ずしもではない
が、化粧剤または織物コーティング化合物の完全な結合
剤である。
【0002】化粧剤および織物コーティング化合物(例
えば織物印刷ペースト)は、多くの場合、それら自身の
結合剤を含んでいる。この顔料調剤の形成剤は、該化粧
剤または織物コーティング化合物の中に該顔料を混合す
るのを容易にする働きをする。この形成剤は、該化粧剤
および織物コーティング化合物の特性に悪影響を与えて
はならない。
【0003】皮革の化粧並びに織物の印刷で、水系が益
々使用されてきている。使用される化粧剤および織物コ
ーティング化合物を着色するための水系顔料調剤は、水
で希釈できそして移染成分が入っていないことが要求さ
れており、また低粘度、高安定性であり、そして該化粧
剤または織物コーティング化合物の他の成分と良好な相
溶性を示す高顔料含有量を有する、ことが必要とされて
いるばかりでなく、該化粧剤および織物コーティング化
合物の特性を悪化させることなく、またこれらの薬剤が
使用されている仕上げ品の特性も悪化させないことが要
求されている。従って例えば、これらは、耐摩耗性、曲
げ強度、湿潤粘着性、しごき加工およびエンボス品質、
膨潤特性、並びに異なる温度での柔らかさおよび堅さ
(従ってまた、低温強度)に悪影響を与えてはならな
い。
【0004】水系顔料調剤は、例えばDE-OS 3 6
25 605(=US-PS 4 812 492)から公
知である。形成剤として使用されるポリウレタン尿素類
は、ジイソシアネート類へのポリエステルジオール類も
しくはポリエーテルジオール類およびジメチロールプロ
ピオン酸の重付加に続く、この得られる重付加生成物の
水中分散、中和、そしてポリアミン類を用いた鎖伸長、
によって得ることができる。これらの顔料調剤は該要求
の多くを満足させるものではあるが、これらは未だ、顔
料が入っている化粧剤そして顔料が入っている織物コー
ティング化合物、から製造されたコーティング物に関す
るそれらが示す均染特性および耐水性は、完全には満足
できるものではない。
【0005】驚くべきことに、イソシアネートプレポリ
マー類とアミノアルコール類とから得られ、そして特定
の比率でアニオン基(または潜在的アニオン基)および
カチオン基(または潜在的カチオン基)を有していると
ころの、オリゴウレタン類は、従来技術の形成剤よりも
優れていることを見い出した。これに関連して、潜在的
イオン基は、例えば中和、プロトン化、四級化またはベ
タイン生成によってイオン基を生じ得る酸基およびアミ
ノ基であると理解される。
【0006】本発明は、第一級および第二級アミノ基を
有しておらず、そしてこのオリゴウレタンを基準にして
5〜25重量%の量で組み込まれたエトキシ基と、アニ
オン基とカチオン基(このアニオン基の量はオリゴウレ
タン1000g当たり0.2〜0.8モル、好適には
0.25〜0.7モルでありそしてアニオン基/カチオ
ン基のモル比は0.8〜4、好適には0.9〜3.6で
ある)を有するところの、分子量範囲が5000〜5
0,000であるオリゴウレタン類の、水系顔料調剤形
成剤としての使用に関する。
【0007】これらのオリゴウレタン類で挙げる分子量
は平均分子量であり、そしてこれらは、この出発成分の
性質および量から計算される。
【0008】本発明に従って用いられるオリゴウレタン
類は、好適には、 I)ポリイソシアネート類、 II)ヒドロキシル化合物、および III)アミノアルコール類、 の反応生成物である。
【0009】該有機ポリイソシアネート類I)は、脂肪
族、環状脂肪族、芳香脂肪族、芳香族または複素環式ポ
リイソシアネート類、例えばW. Siefken著Liebigs Anna
lender Chemie 562、75-136頁に記述されてい
るものであってもよい。
【0010】好適なポリイソシアネート類I)は、平均
分子量が800以下の、式Q(NCO)n[式中、nは
2〜4の数を表し、そしてQは、脂肪族C2−C14−炭
化水素基、環状脂肪族C6−C15−炭化水素基、芳香脂
肪族C7−C15−炭化水素基、または酸素、硫黄および
窒素から選択される1〜3個のヘテロ原子を有する複素
環式C2−C12基を表す]を有する化合物であり、例え
ば(i)ジイソシアネート類、例えばエチレンジイソシ
アネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−
ドデカンジイソシアネート、シクロブタン−1,3−ジ
イソシアネート、シクロヘキサン−1,3−および−
1,4−ジイソシアネート、並びにこれらの異性体混合
物のいずれか、1−イソシアナト−2−イソシアナト−
メチル−シクロペンタン、1−イソシアナト−3,3,
5−トリメチル−5−イソシアナトメチル−シクロヘキ
サン、2,4−および2,6−ヘキサヒドロトリレンジ
イソシアネート、並びにこれらの異性体混合物のいずれ
か、ヘキサヒドロ−1,3−および/または−1,4−
フェニレンジイソシアネート、パーヒドロ−2,4′−
および/または−4,4′−ジフェニルメタン−ジイソ
シアネート、1,3−および1,4−フェニレン−ジイ
ソシアネート、2,4−および2,6−トリレン−ジイ
ソシアネート、並びにこれらの異性体混合物のいずれ
か、ジフェニルメタン−2,4′−および/または−
4,4′−ジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジ
イソシアネート、ウレトジオン基を有するポリイソシア
ネート類、例えばビス−(6−イソシアナトヘキシル)
−ウレトジオン、或はウレトジオン構造を有する1−イ
ソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナ
トメチルシクロヘキサンの二量体、並びに上記ポリイソ
シアネート類の混合物のいずれか;(ii)三官能およ
びそれ以上の官能を有するポリイソシアネート類、例え
ばトリイソシアナト−トリフェニルチオホスフェートの
組の異性体並びにそれら混合物;トリイソシアナトトリ
フェニルメタンの組の異性体(例えばトリフェニルメタ
ン−4,4′4”−トリイソシアネート)並びにそれら
の混合物;ビウレット類およびイソシアヌレート類、或
はヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネートまたは他の脂肪族イソシアネート類のトリス
−ウレタン類、そしてアニリン/ホルムアルデヒドに続
くホスゲン化によって得られるポリフェニル−ポリメチ
レンポリイソシアネート類である。
【0011】これらのポリイソシアネート類I)との反
応のための化合物は、1分子当たり2〜8個、好適には
2または3個のヒドロキシル基を有しそして(平均)分
子量が10,000以下、好適には6000以下の、モ
ノ−、特にポリヒドロキシル化合物II)であってもよ
い。分子量が62〜499である低分子量のポリヒドロ
キシル化合物、および平均分子量が少なくとも500、
好適には少なくとも1000の、比較的高い分子量を有
するポリヒドロキシル化合物の両方、例えば上記出版物
中に詳細が記述されているようなポリヒドロキシル化合
物が使用できる。
【0012】低分子量のポリヒドロキシル化合物II
(「鎖伸長剤」)には、幅広い種類のジオール類、例え
ば a)アルカンジオール類、例えばエチレングリコール、
プロピレングリコール−(1,3)およびプロピレング
リコール−(1,2)、ブタンジオール−(1,4)、
ペンタンジオール−(1,5)、ジメチロールプロパン
ジオール−(1,3)およびヘキサンジオール−(1,
6); b)エーテルジオール類、例えばジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコールおよび1,4−フェニレン
−ビス−(β−ヒドロキシエチルエーテル); c)一般式
【0013】
【化1】 HO―(CH2)x―CO―O―(CH2)y―OH および HO―(CH2)x―O―CO―R―CO―O―(CH2)y―OH [式中、Rは、1〜10個、好適には2〜6個の炭素原
子を有するアルキレンまたはアリーレン基を表し、 x=2〜6、そして y=3〜5] に相当するエステルジオール類、例えばδ−ヒドロキシ
ブチル−ε−ヒドロキシ−カプロン酸エステル、ω−ヒ
ドロキシヘキシル−γ−ヒドロキシ酪酸エステル、アジ
ピン酸−(β−ヒドロキシエチル)エステルおよびテレ
フタル酸−ビス−(β−ヒドロキシエチル)エステルが
含まれる。
【0014】比較的高い分子量を有するポリヒドロキシ
ル化合物IIには、ポリウレタン化学で従来から公知の
もの、例えばヒドロキシポリエステル類、ヒドロキシポ
リエーテル類、ヒドロキシポリチオエーテル類、ヒドロ
キシポリアセタール類、ヒドロキシポリカーボネート類
および/またはヒドロキシポリエステルアミド類、好適
には平均分子量が600〜4000のもの、最も好適に
は平均分子量が800〜2500のものが含まれる。ポ
リエーテルポリオール類およびポリエステルポリオール
類が特に好適である。
【0015】1分子当たり平均2〜3個のヒドロキシル
基を有しそして平均分子量が250〜2500のエチレ
ンオキサイドポリエーテル類IIが特に好適であり、こ
れらはまた、ポリプロピレンオキサイド単位を有してい
てもよい。特に好適な具体例において、このオリゴウレ
タンを基準にして5〜15、好適には6〜10重量%の
ポリエトキシ基を有するオリゴウレタンを生じさせる量
で、エチレンオキサイドポリエーテル類を用いる。
【0016】このヒドロキシル基含有ポリエステル類I
Iは、例えば、多価アルコール、好適には、任意の三価
アルコールと一緒の二価アルコールと、多塩基性、好適
には二塩基性カルボン酸との反応生成物であってもよ
い。遊離の多カルボン酸を用いる代わりに、相当する多
カルボン酸無水物か、或は相当する多カルボン酸のC1
−C4−アルキルエステル類もしくはそれらの混合物を
用いることで、該ポリエステル類を製造してもよい。こ
れらの多カルボン酸は、脂肪族、環状脂肪族、芳香族お
よび/または複素環式であってもよく、そしてこれら
は、例えばハロゲン原子で置換されているかそして/ま
たは不飽和であってもよい。
【0017】下記のものが上記多カルボン酸の例であ
る:こはく酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、トリメリッ
ト酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水
ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラクロロフタル酸、無
水エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水グルタル
酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、二量体お
よび三量体の脂肪酸、例えば任意に単量体脂肪酸、テレ
フタル酸のジメチルエステルおよび炭酸と混合したオレ
イン酸。
【0018】下記のものが適切な多価アルコールの例で
ある:エチレングリコール、プロピレングリコール−
(1,2)および−(1,3)、ブチレングリコール−
(1,4)および−(2,3)、ヘキサンジオール−
(1,6)、オクタンジオール−(1,8)、ネオペン
チルグリコール、シクロヘキサンジメタノール(1,4
−ビス−ヒドロキシメチルシクロヘキサン)、2−メチ
ル−1,3−プロパンジオール、グリセロール、トリメ
チロールプロパン、ヘキサントリオール−(1,2,
6)、ブタントリオール−(1,2,4)、トリメチロ
ールエタン、ペンタエリスリトール、キニトール、マン
ニトールおよびソルビトール、メチルグリコシド、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエ
チレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレ
ングリコールおよびポリブチレングリコール類。
【0019】特に好適なポリエステル類IIは、それら
の構造に組み込まれた分子量が106〜200のポリエ
チレングリコール(例えばジ−、トリ−および/または
テトラエチレングリコール)残基を有する。上記改質ポ
リエステル類は、本発明に従って用いられるオリゴウレ
タン類の調合でポリエチレングリコールが用いられてい
ない場合、特に有利である。組み込まれたポリエチレン
グリコール基の量は、好適には、本発明に従って使用さ
れるオリゴウレタンのエトキシ基含有量が5〜50重量
%、好適には20〜40重量%になるように選択され
る。
【0020】イオン基を該オリゴウレタン類に導入する
ために組み込まれる構成要素は、一般的に言って、オリ
ゴウレタン類の製造で記述した種類のカチオン系および
アニオン系出発構成要素、例えばイオン基を有するヒド
ロキシル化合物もしくはジイソシアネート類などから成
っていてもよい。
【0021】本発明に従って用いられるオリゴウレタン
類にアニオン基を組み込むための好適な出発材料には、
ジヒドロキシカルボン酸およびスルホン酸並びにそれら
の塩類が含まれる。
【0022】好適なジヒドロキシカルボン酸は、1分子
当たり4〜12個の炭素原子を有しており、例えばジヒ
ドロキシマレイン酸、ジヒドロキシフマル酸、酒石酸、
2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−お
よび3,5−ジヒドロキシ安息香酸、4,6−ジヒドロ
キシイソフタル酸、2,8−ジヒドロキシナフトエ酸−
(3)、そして特に、式
【0023】
【化2】 [式中、Rは、C1−C4−アルキル、特にメチルを表
す]に相当する化合物(特にジメチロールプロピオン
酸)である。
【0024】好適なジヒドロキシスルホン酸およびそれ
ら塩類は、下記の式
【0025】
【化3】 [式中、AおよびBは、互いに独立して、1〜6個の炭
素原子を有する二価の脂肪族炭化水素基を表し、Rは、
水素か、1〜4個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基
か、或はフェニル基を表し、X+は、アルカリ金属カチ
オンか、或は任意に置換されていてもよいアンモニウム
基を表し、nおよびmは、互いに独立して、0または1
〜30の数を表し、oおよびpは、0または1を表し、
そしてqは、0、1または2を表す]に相当する。
【0026】上記ジオール類はDE-OS 2 466 4
40に記述されている。
【0027】最も好適なスルホネートジオールは、ブテ
ン−2−ジオール−1,4への重亜硫酸ナトリウムの付
加生成物である。
【0028】(部分的に)イオン基を有するジイソシア
ネート類には、例えばDE-OS 1939 911、2
227 111、2 359 613および2 359 6
14に記述されている改質イソシアネート類;例えば芳
香族ジイソシアネート類のスルホン化で得られる遊離の
スルホン酸基を有する芳香族ジイソシアネート類、特に
2,4−ジイソシアナトトルエンもしくは4,4′−ジ
イソシアナトジフェニルメタンなどが含まれる。四級化
剤としてアミン類と反応するジイソシアネート類もま
た、(部分的)イオン基を有する化合物として使用で
き、例えばクロロヘキシルイソシアネート、m−クロロ
メチルフェニルイソシアネート、2,4−ジイソシアナ
トベンジルクロライド、或はアルキルスルホン酸エステ
ル基を有するイソシアネート類、例えば4−イソシアナ
トベンゼンスルホン酸のメチルエステルが使用できる、
と言うのは、例えば三級アミン類とのそれらの反応もま
た、等極形態として結合したカチオン基をこのオリゴウ
レタンに導入するからである。本発明に従って用いられ
るオリゴウレタン類の合成用アミノアルコール類III
には、一価アルコール類ばかりでなく、好適にはジオー
ル類もしくはトリオール類、特にアルコキシル化されて
いる脂肪族、環状脂肪族、芳香族および複素環式アミン
類、例えばN,N−ジメチルエタノールアミン、N−メ
チルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミ
ン、N−オレイルジエタノールアミン、N−シクロヘキ
シルジエタノールアミン、N−メチルジイソプロパノー
ルアミン、N,N−ジオキシエチルアニリン、N,N−
ジオキシエチル−m−トルイジン、N,N−ジオキシエ
チル−p−トルイジン、N,N−ジオキシプロピルナフ
チルアミン、ジオキシエチルピペラジン、ポリエトキシ
ル化ブチルジエタノールアミン、ポリプロポキシル化メ
チルジエタノールアミン(ポリアルコキシル化されてい
る生成物の場合、平均分子量は好適には250〜300
0である)が含まれる。1分子当たり少なくとも1個の
第三級窒素原子と少なくとも2個のヒドロキシル基を有
するアミノアルコール類IIIが特に好適である。とり
わけ、要求される高い光堅牢度を考慮して、脂肪族生成
物が再び好適である。
【0029】特許請求の範囲の意味の範囲内に入るカチ
オン基には、該オリゴウレタンに等極形態として組み込
まれた基が含まれるが、しかし潜在的イオン基の中和に
よって生じ得る異極形態で付着しているアンモニウム基
は含まれない。
【0030】本発明に従う効果に関する1つの可能な説
明は、少なくとも最も好適な範囲内において、即ちイソ
シアネート基の数が正確にイソシアネート反応基の数に
相当しているような計算上の当量比で出発物を用いる場
合、イソシアネート基が副反応で失われ、その結果、若
干過剰のイソシアネート反応基が生じることである。皮
革化粧もしくは織物コーティング化合物用結合剤として
用いられる化合物がイソシアネート反応基(例えばポリ
イソシアネート類)と反応し得る場合、その過剰なイソ
シアネート反応基によって、これらのオリゴウレタン類
は該皮革化粧もしくは織物コーティング層の中に化学的
に組み込まれ得る。ポリイソシアネート類とヒドロキシ
ル化合物とアミノアルコール類との反応で0.1〜0.
4%のイソシアネート基が失われると仮定した場合、オ
リゴウレタン1000g当たり約25〜100ミリモル
過剰のイソシアネート反応基が生じると予想される。
【0031】本発明に従って用いられるオリゴウレタン
類は不連続もしくは連続的に製造されてもよい。
【0032】本発明に従う重付加生成物の合成で役割を
果す出発成分全ての中のイソシアネート基とイソシアネ
ート反応基との当量比は、一般に0.8:1〜1.2:
1、好適には0.9:1〜1:1である。
【0033】本発明に従って用いられるオリゴウレタン
類は、一般に、水無しで製造され、そして有機溶媒の存
在有り無しで製造される。
【0034】有機溶媒を使用する場合、これは時には、
粘度の理由で使用が指示されており、水系分散液製造の
ための分散剤としても適切な溶媒を使用するのが最良で
ある。この種類の有機溶媒には、水混和性エステル類、
ケトン類、エーテル類、アミド類など、例えばメトキシ
プロピル酢酸エステル、ブタノン−2、ジオキサン、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイドなどが含
まれる。
【0035】水系分散液は、(i)該オリゴウレタンと
水とを混合した後、この水分散液のpHを所望のpHに
調節するか、或は(ii)有機溶媒中の該オリゴウレタ
ン溶液と水とを混合し、所望のpHに調整した後、必要
ならば、部分的もしくは完全にその有機溶媒を蒸発させ
る、ことによって製造されてもよい。
【0036】オリゴウレタンと、30重量%以下の有機
溶媒(水と有機溶媒の合計を基準にして)を含有してい
てもよい水相と、から成る水系分散液は、一般に、オリ
ゴウレタンと水相と有機溶媒との合計を基準にして10
〜80重量%、好適には20〜40重量%の量のオリゴ
ウレタンを含有している。
【0037】この水系顔料調剤は、一般に、 A. 1〜80重量部の顔料、および B. 99〜20重量部の水系オリゴウレタン分散液
(上述した如き) から調製される。これらのオリゴウレタン分散液の助け
で、これらの成分を、例えばローター−ステーターミル
か或はパールもしくはボールミル中で磨砕することによ
って、顔料を容易にそして迅速に分散させることができ
る。この磨砕した顔料の粒子サイズおよび色収率は優れ
ている。
【0038】この水系顔料調剤に適切な顔料の選択に対
しては実際上いかなる制限もないが、これらは無機もし
くは有機物であってもよい。適切な有機顔料には、例え
ばアゾ、アントラキノン、アゾポルフィン、チオインジ
ゴ、ジオキサジン、ナフタレン、テトラカルボン酸およ
びペリレンテトラカルボン酸の組から成る顔料、並びに
レーキ染料、例えばスルホン酸および/またはカルボン
酸基を有する染料のカルシウム、マグネシウムまたはア
ルミニウムレーキなどが含まれ、これらの大多数は、例
えばColour-Index、第2版で公知である。適切な無機顔
料(または艶消し剤)には、硫化亜鉛、二酸化チタン、
ウルトラマリン、酸化鉄、ニッケルおよびクロム化合
物、カーボンブラック、二酸化ケイ素および酸化アルミ
ニウムが含まれる。
【0039】これらの製品は、公知の方法で、適当な化
粧用調剤(例えばUllmanns Encyklopaedie der technis
chen Chemie、第4版、16巻、 Verlag Chemie、 Weinhe
im/New York 1978、159頁以降およびそこに引用
されている文献に記述されているような、水系ブタジエ
ン共重合体、ポリアクリレートおよび/またはポリウレ
タン分散液を基とするもの)に加えてもよく、そして鋳
込み、噴霧もしくは印刷によって皮革に応用してもよ
い。これらはまた、水系アクリレートおよび/またはポ
リウレタン分散液を着色するため織物コーティングで使
用してもよく、この場合これらを、公知の様式で、通常
いくつかの層から成る展開コーティングによって分離用
の紙に塗布した後、これを、この紙から織物に移行させ
る。もし次にこれらの中間膜または(織物)コーティン
グ物をポリイソシアネートで架橋させることで、それら
に耐水性を与えそしてそれらの耐溶媒性を増大させる場
合、この両性オリゴウレタンのpHをアルカリ類、トリ
アルキルアミン(例えばトリメチルアミンまたはトリエ
チルアミン)、アルキルアルカノールアミンなどで調整
することを推奨する。7〜10、特に8〜9のpH値が
特に好適である。それらを着色するため、上記顔料調剤
を含有しているポリウレタン類および/またはポリアク
リレート分散液を用いた展開コーティングによって織物
を直接コートすることもできる。織物印刷で通常使用さ
れておりそしてスクリーン印刷で織物に適用される顔料
印刷ペーストもまた、上記顔料調剤で着色できる。
【0040】本発明に従って使用されるオリゴウレタン
類は、N−メチロール基、そして上記N−メチロール基
と反応性基との反応で生じる基、が入っていないもので
ある。従って、本発明に従って用いられるオリゴウレタ
ンの助けで調製される顔料調剤、並びにこれらの顔料調
剤を用いて製造されるコーティング物は、ホルムアルデ
ヒドを染み出すことは全くなく、このことから、これら
は環境に優しいものである。
【0041】以下に示す実施例において、量および濃度
に関するパーセントは各場合共重量を基準にしている。
【0042】
【実施例】特に明記されていない限り、下記の実施例で
示すパーセントは重量%でありそして部は重量部であ
る。
【0043】下記の助剤を用いた: アンモニア水:25%(R) BAYDERM Fix CI:Bayer AGの、イソシアネートを基
とする架橋剤(R) BAYDERM Fix PCL:Bayer AGの、カルボジイミドを基
とする架橋剤(R) Elftex 415:Cabot Companyのカラーブラック、D-
6450 Hanau(R) Shell-Sol TD:Shellのイソパラフィン混合物(沸点
172〜194℃)、D-6236 Eschborn(R) Eukanol-Paste M:アクリレート増粘剤を用いて製造
したBayer AGの水系セラック/ワックス分散液(R) Baysin Glanz K:分解カゼインを基にしたBayer AG
の水系調剤(R) Euderm分散液92 A:アクリレート/アクリル酸共重
合体の35%水系分散液、ショアA硬度92、Bayer AG
の製品(R) Euderm weiβ CG:アクリレートポリマー中65%の
ルチル顔料水系分散液、Bayer AGの製品(R) BAYFERROX 105 M:Bayer AGの酸化鉄レッド(R) BAYERTITAN RFDI:Bayer AGの二酸化チタン(ルチル
型)(R) BAYDERM Soft V:Bayer AGのウールグリースを基と
した水系化粧剤(R) BAYDERM Grund 10 UD:アニオン系脂肪族ポリウレタ
ンの30%水系分散液、ショアA硬度10、Bayer AGの
製品(R) EUDERM Resin 40 B:ブタジエン共重合体の40%水
系分散液、ショアA硬度10、Bayer AGの製品(R) EUDERM Grund 25 A:アクリレート共重合体の40%
水系分散液、ショアA硬度25、Bayer AGの製品(R) Nopco 8050:Muenzing Companyの消泡剤、D-7100 He
ilbronn(R) EMULGATOR WN:アルコキシル化芳香族化合物を基と
するBayer AGの乳化剤(R) ACRACONC B:ポリアクリル酸を基とするBayer AGの
増粘剤(R) IMPRANIL DLP分散液:脂肪族ポリウレタンの40%
水系分散液、Bayer AGの製品(R) EMULGATOR VA:Bayer AGの50%水系オリゴウレタ
ン分散液(R) ACRAMIN BA:ブタジエン/アクリロニトリル共重合
体から成るBayer AGの35%水系分散液(R) ACRAMIN Weichmacher ACN:パラフィン/シリコンオ
イル混合物を基とするBayer AGの水系分散液。
【0044】実施例A〜Dは、従来技術の形成剤に関す
るものである。
【0045】実施例Aでは、カルボキシル基を有するポ
リエーテルウレタンの製造を記述する。
【0046】実施例Bでは、水に対して不充分な相溶性
を示す両性ポリエステルポリウレタンを記述する。
【0047】実施例Cでは、これを用いたのでは耐水性
コーティング物および化粧物を製造するのが不可能な高
親水性形成剤を記述する。
【0048】実施例Dでは、分散させるのが困難なカル
ボキシル基含有ポリエステル/ポリエーテルポリウレタ
ンを記述する。
【0049】実施例Eおよびそれ以下は本発明に従うも
のである。
【0050】I. 形成剤の製造 実施例A 撹拌器が備わっているガラスビーカー中で撹拌(45分
間、100℃、13トール)して、1000gのポリプ
ロピレングリコールエーテル(OH価56;1000ミ
リモルのOH)を脱水した。次に、67g(1000ミ
リモルのOH)のジメチロールプロピオン酸を導入した
後、50〜60℃で撹拌しながら333gのイソホロン
ジイソシアネート(3000ミリモルのNCO)を加え
た。撹拌を80℃で4時間継続し、サンプルを取り出し
た後、この得られるプレポリマーのイソシアネート含有
量を滴定した。生成物として得られるこの薄い液体のイ
ソシアネート含有量は3.3%であった(理論値3.3
5%)。次に、連鎖停止剤として74gのn−ブタノー
ル(1000ミリモルのOH)を加えた後、この混合物
を90℃で更に30分間撹拌し、そして再び滴定した。
この生成物は滴定可能なNCOをもはや含有していなか
った。この生成物に撹拌しながら1440gの脱イオン
水を加えた後、60分以内に25gのアンモニア水を加
えた。固体含有量が50%のポリウレタン分散液が得ら
れた。この分散液のpHは7.2であり、そして23℃
の粘度は200mPa.sであった。このポリウレタン
分散液を用いて、これを分離用紙にドクターナイフで塗
布した後乾燥することによってフィルムを製造する試み
を行った時、粘性を示し滲む塊が得られ、これはフィル
ムを形成しなかった。このポリウレタンは顔料形成剤と
しては不適切であった、何故ならば、これは充分には分
散しなかったからである。
【0051】実施例B 実施例Aと同様な方法で、OH価が73(1000ミリ
モルのOH)のヘキサンジオール/ネオペンチルグリコ
ール/ポリアジペート770gと、67gのジメチロー
ルプロピオン酸(1000ミリモルのOH)および33
3gのイソホロンジイソシアネート(3000ミリモル
のNCO)とを反応させた。この得られる高粘度のイソ
シアネートプレポリマー(NCO含有量3.52%)に
15gのトリエタノールアミン(300ミリモルのO
H)および55.5gのイソブタノール(750ミリモ
ルのOH)を導入した後、この混合物を95℃で1時間
撹拌した。次に、90℃のこの生成物に3600gの水
を撹拌しながら加えた。アンモニア水を用いてこのpH
を9.4に調整した。この曇りのあるミルク状分散液の
粘度は23℃で1000mPa.sであった。この分散
液のフィルムは、曇っており粘り気がありそして鮮明で
なかった。この生成物は顔料用の形成剤としては不適切
であった。
【0052】実施例C 146g(1モル)のアジピン酸、498g(3モル)
のイソフタル酸および566g(4.8モル)のヘキサ
ン−1,6−ジオールから得られ、そしてOH価が85
の、室温で結晶性を示すポリエステル200gを、10
0gのポリエチレングリコール(分子量400)、25
gのジメチロールプロピオン酸および189.4gのN
−メチルピロリドンと一緒に急速撹拌した。次に、15
2.4gのイソホロンジイソシアネートを流し込み、温
度を2時間75℃に維持した後、23.6gのトリエチ
ルアミンを加えた。この得られる樹脂状物に激しく撹拌
しながら700gの脱イオン水を加えた。次に、水58
g中9.4gのジエチレントリアミンを加えた後、この
混合物を1時間撹拌した。23℃の粘度が280mP
a.sでありpHが8.8の、曇りのある35%オリゴ
ウレタン分散液が得られた。(この分散液は米国特許番
号4 812 492の分散液Eに相当している。)この
分散液から得られるフィルムは滑らかなでなかった、何
故ならば、このポリウレタンはかなり流れが乱れた状態
でのみ乾燥したからである。
【0053】フィルムを水に入れ、このフィルムを実施
例Gに従うフィルムと比較したとき下記の差異が見いだ
された。
【0054】実施例Cで得られるフィルムは5時間後水
に完全に溶解したが、一方実施例Gで得られるフィルム
は若干膨潤したのみであった。イソシアネートを基にし
た市販の架橋剤(BAYDERM(R) Fix CI)を5%添加して
上記オリゴウレタン類を架橋しても、実施例Cのフィル
ムに関する湿潤堅牢度は全く改良されなかった。実施例
Eのフィルムに関しては、この架橋剤を添加することに
よってその良好な耐水性が更に改良された。
【0055】従って、オリゴウレタンCは、耐水コーテ
ィングおよび印刷並びに化粧剤には不適切であった。
【0056】実施例D 222g(1200ミリモルのOH)のオクタエチレン
グリコールと一緒に1380g(1800ミリモルのO
H)のネオペンチルグリコール/ヘキサンジオール/ポ
リアジペート(OH価73)を脱水した後、これに、2
00gのジメチロールプロピオン酸(3000ミリモル
のOH)を加えた。685g(6150ミリモルのNC
O)のイソホロンジイソシアネートを撹拌しながら65
℃で加えた。開始した発熱反応によってこの反応混合物
は120℃に上昇した。この塊は撹拌が困難になり、そ
して45分後高粘度になった。5520gの脱イオン水
と30gのアンモニア水とを加えた。80〜90℃で2
時間以内にこの混合物は分散液を生じた(pH10.
2;23℃の粘度200mPa.s)。
【0057】この生成物のフィルムは透明でそして乾燥
していたが、顔料用の形成剤としては非常に適切である
とは言えなかった、何故ならば、このフィルム中の粉末
化顔料の色強度は比較実施例(EP-A 0 086 354の実施例
1)の色強度の34%のみであったからである。
【0058】実施例E 下記の修飾を行って実施例Dを繰り返した:690g
(900ミリモルのOH)のネオペンチルグリコール/
ヘキサンジオールポリアジペート、111g(600ミ
リモルのOH)のオクタエチレングリコール、105g
(1500ミリモルのOH)のジメチロールプロピオン
酸、および500g(4500ミリモルのNCO)のイ
ソホロンジイソシアネート、を100℃で反応させて、
イソシアネート価が3.81%(理論値3.92%)の
プレポリマーが得られた。これに、37.5g(750
ミリモルのOH)のトリエタノールアミンと55.5g
のn−ブタノール(750ミリモルのOH)を加えた。
発熱するこの反応を30分間継続させた後、この反応混
合物を110℃に冷却した。この塊に激しく撹拌しなが
ら3490gの脱イオン水と80gのアンモニア水を注
ぎ込んだ。pHが8.8で23℃の粘度が350mP
a.sの30%オリゴウレタン分散液が得られた。この
透明な分散液から得られるフィルム鋳込み物は、透明で
滑らかであり乾燥していた。
【0059】この分散液からフィルムを製造し、そして
そのまま、および架橋させた状態で試験した。
【0060】
【表1】
【0061】実施例E−1 1つの変法において、実施例Eのオリゴウレタンに関し
て、連鎖停止剤としてのn−ブタノールを等量のイソブ
タノールに置き換えた。このオリゴウレタン分散液から
得られる黒色の顔料調剤は、色に関して、n−ブタノー
ルを用いた時得られるものに比べて若干劣っていた。
【0062】実施例E−2 該イソシアネートを添加する前に該ポリオール混合物を
665gの酢酸メトキシプロピルに溶解したことの違い
のみで、実施例Eを繰り返した。500gのイソホロン
ジイソシアネートを添加した後、この混合物を50〜6
0℃で90分間撹拌し、そして次に、該反応体の残りを
加えた。この反応混合物を最終的に、85gのアンモニ
ア水と2650gの水とから成る混合物中に分散させ
た。この分散液のpHは7.7であり、そしてこの透明
な分散液の23℃粘度は1,200mPa.sであっ
た。
【0063】実施例E−3 25%水酸化ナトリウム水溶液を用いてこのオリゴウレ
タン分散液のpHを調整する以外は、実施例Eを繰り返
した。
【0064】実施例Eと同様にして下記のオリゴウレタ
ン類を製造した。
【0065】
【表2】
【0066】
【表3】
【0067】実用塗布実施例 顔料調製 顔料の色強度を下記のようにして試験した: 150部のEukanol(R)-Paste M 100部のBaysin(R) Glanz K 300部のEuderm(R)−分散液92A を350部の水と一緒に完全混合した。
【0068】この混合物90部に該顔料調剤10部を加
えた(黒色顔料の場合、1部の顔料調剤を99部の混合
物1に撹拌しながら加えた)。この着色した混合物を、
比較調剤と同時に、100μmの層厚で光沢のある紙に
(または、それが有する被覆力に関してこの顔料調剤を
試験すべき時は、その上にしま模様を印刷した紙に)塗
布した後、この層を80℃で乾燥した。被覆力を比較す
ることで測定した。
【0069】この顔料の色強度を測定する目的で、10
部のEuderm(R)Weiβ CGを、上記混合物90部に撹拌し
ながら加えた。この白色混合物20部に5部の該顔料調
剤を撹拌しながら加え、コーティング用ナイフで塗布し
て、厚さが150μmの層を生じさせた後、乾燥した。
この白色混合物を着色する強さによって、この顔料の着
色強度を測定した。
【0070】実施例P1 カーボンブラック(Elftex(R) 415)300部、実施
例Aに従って製造したポリエーテルウレタン450部、
水158部、アミノエタノール300部、そして発泡を
防止するために添加した脂肪族溶媒(Shell-sol(R) T
D)50部を、溶解槽の中で激しく撹拌しながら混合し
た後、この混合物を50分間撹拌した。次に、これを実
験室用パールミル(直径が0.9〜1.2mmのパー
ル)中で磨砕した。この得られる顔料は、表面の上に展
開コートしたとき濁っており、そしてDE-OS 32
03 817の実施例2に従う比較顔料よりも約20%
劣っていた。
【0071】実施例P2 実施例Bのポリエステルポリウレタンを用いて実施例P
1を繰り返した。この場合、この結合剤は強アルカリ媒
体(pH>9.4)にのみ可溶であるといった困難さが
生じた。しかしながら、これを用いて黒色顔料(実施例
P1と類似)を製造した。標準的混合物からドクターナ
イフでこれを塗布した後、この顔料は濁っており粘性を
示しそして艶がなく、従って不適切であった。
【0072】実施例P3 実施例P1と同様に実施例Cの結合剤を用いた。
【0073】450gのオリゴウレタンC(水中35
%)を、300gのElftex(R) 415、145gの水、
15gのエタノールアミンおよび50gの(R)Shell-sol
TDと一緒に、40分間、溶解槽の中で磨砕した後、パ
ールミル中で50分間磨砕した。pHが10.4のこの
顔料混合物の粘度は23℃で500mPa.sであっ
た。この色強度は、顔料調剤P6の強度よりも15%低
かった。この分散液から得られるフィルムは水に対して
非常に敏感であり、従って不適切であった。
【0074】実施例P4 実施例Dの結合剤を用いて実施例P1と同様の顔料調剤
を製造するのは、非常に困難であった。この色強度は、
DE-OS 3 203 817の実施例2に従う比較が有
する強度の34%のみであった。
【0075】実施例P5(本発明に従う) 表3に示す下記の顔料を用いて実施例Eのオリゴウレタ
ンを調合した。
【0076】
【表4】
【0077】本発明に従って使用するこれらのオリゴウ
レタン類で製造した顔料は、色強度、混合物の貯蔵安定
性および塗布特性に関し、結合剤としてアクリレートポ
リマー類を用いて同様に製造した顔料(EP-A 0 0
86 354)に比較して顕著に優れていた。
【0078】他のオリゴウレタン類の使用に関しては表
4に記述する。
【0079】
【表5】
【0080】使用実施例 実施例V1: 水系未反応結合剤の色付け 150gの顔料調剤P5を、水500g中50gの軟化
付着防止剤(BAYDERM(R) Soft U)と一緒に撹拌した。
それに、100部のポリウレタン分散液(BAYDERM(R) G
rund 10 UD)、150gのブタジエン共重合体結合
剤(EUDERM(R) Resin 40 B)および50gの軟質ア
クリレート共重合体(EUDERM Grund(R) 25 A)を加
えた。このプライマー混合物は優れた被覆力を有してお
り、そして非常に良好な湿潤堅牢特性を有する化粧剤を
生じた。
【0081】実施例V2: 架橋可能ブタジエン共重合
体の水系分散液の色付け 二価金属の水酸化物を用いてNBR(ブタジエン/アク
リロニトリル/スチレン/メタアクリル酸共重合体)ラ
テックスを架橋させた皮革の化粧方法がDE-OS 2
946 435に記述されている。この特許明細の実施
例1で用いられているカゼインを元とした市販顔料ペー
スト100gを、100gのペーストP5に置き換え
た。得られる皮革は、DE-OS 2 946 435の実
施例1のそれに比較して、完全に被覆されており、外観
が優美でありそして低粘性であった。
【0082】実施例V3: 織物コーティング用架橋可
能ポリウレタンの水系分散液の色付け DE-OS 2 814 173の実施例2に従って製造し
た脂肪族架橋可能ポリエステルウレタンの40%水系分
散液1000gに、10gの10%酢酸と1gの消泡剤
(Nopco(R) 8050)を添加した後、100gの二酸
化チタン顔料調剤P5.5に続いて、部分的エーテル化
メラミン−ホルムアルデヒド前縮合物の50%水溶液2
0gを、緩やかなグリッド撹拌器を用いて撹拌しながら
加えた。次に、真空排気撹拌装置に、ビニルピロリドン
と酢酸ビニルとから成る共重合体17gを加えること
で、展開コーティングのための粘度を調整した。5分間
撹拌した後、反転方法もしくは直接方法によって織物を
コートするに適切な、細かく分散した安定な顔料分散液
が得られた。このペーストのpHは6であり、そして2
3℃の粘度は4300mPa.sであった。この顔料分
散液を用いて公知の方法で製造したポリウレタンフィル
ムは均一に着色されており、むらがなかった。この最後
のコートを塗布した後、コートしそして乾燥した製品を
得るため、150℃の熱処理下で90秒間架橋を行っ
た。
【0083】織物印刷用ペーストの色付け 実施例V4 1.0gの乳化剤((R)EMULGATOR WN)、20gの増粘
剤((R)ACRACONC B)、水中40%のポリウレタン分散
液((R)IMPRANIL DLP分散液)200g、および80g
の黒色顔料調剤P5.3と一緒に、10gの尿素を、水
760gに分散させることでペーストが得られた。この
ペーストを綿製織物の上に印刷した。
【0084】実施例V4A 比較実験として、ペーストV4における80gの顔料調
剤P5.3を、アリールポリアルキレンエーテル(例え
ばノニルフェノール上に開始させたエチレンオキサイド
ポリエーテル)を基とする分散剤が入っている市販の水
系カーボンブラック調剤80gに置き換えた。実施例V
4の印刷用ペーストおよび実施例V4Aの印刷用ペース
トの両方共、水で容易に、ふるいおよび塗布用ローラー
から除去できた。150℃に加熱(5分間)すること
で、両方の印刷用ペーストを固定化した。
【0085】ペーストV4を用いて製造したプリント
は、それを洗浄しそしてナイロン製ブラシでブラッシン
グしたとき、ペーストV4Aを用いた時得られるプリン
トよりも明らかに低い損傷を示した。
【0086】実施例V5 10gの尿素、2gの乳化剤((R)EMULGATOR VA)、2
5gの増粘剤((R)ACRACONC B)、アクリロニトリル/
ブタジエン共重合体の35%水系分散液((R)ACRAMIN B
A)200gおよび10gの可塑剤((R)ACRAMIN Weichm
acher ACN)を一緒に、水753g中で混合した。この
印刷用ペースト920gに80gの該黒色顔料調剤P
5.3を加えた後、これを印刷用として用い、そして1
50℃で5分間固定化した。
【0087】実施例V5A 実施例V5で得られる印刷用ペースト920gに、アリ
ールポリアルキレンエーテルを基とした分散剤が入って
いる市販の水系カーボンブラック調剤80gを添加した
後、このペーストを印刷し、そして150℃で5分間固
定化した。
【0088】印刷物V5とV5Aとを、堅牢特性に関し
て比較した結果、印刷物V5の湿潤堅牢度(湿潤摩耗、
ブラッシングによる洗浄)は印刷物V5Aのそれよりも
実質的に良好であることが示された。
【0089】実施例V6 顔料調剤P5.1、P5.2、P5.4、P5.5およ
びP6、P7およびP8を用いて実施例V4およびV5
を繰り返した時、得られる湿潤堅牢特性は、全ての場
合、従来の顔料調剤を用いた時得られるものに比べて実
質的に優れていた。
【0090】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【0091】1. 第一級および第二級アミノ基を有し
ておらず、そしてこのオリゴウレタンを基準にして5〜
25重量%の量で組み込まれたエトキシ基と、アニオン
基とカチオン基(このアニオン基の量はオリゴウレタン
1000g当たり0.3〜0.8モルでありそしてアニ
オン基/カチオン基のモル比は0.8〜4である)を有
するところの、分子量範囲が5000〜50,000で
あるオリゴウレタン類の、水系顔料調剤形成剤としての
使用。
【0092】2. 該アニオン基量がオリゴウレタン1
000g当たり0.25〜0.7モルである第1項記載
の使用。
【0093】3. 該アニオン基/カチオン基モル比が
0.9〜3.6である第1項記載の使用。
【0094】4. 該オリゴウレタン類が、ポリイソシ
アネート類、ヒドロキシル化合物およびアミノアルコー
ル類の反応生成物である第1〜3項記載の使用。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09C 3/10 PCF 6904−4J C09K 3/00 Y 9049−4H (72)発明者 フリツツ・ノフオトニー ドイツ連邦共和国デー5060ベルギツシユグ ラートバツハ2・アムクルトスタイン40

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一級および第二級アミノ基を有してお
    らず、そしてこのオリゴウレタンを基準にして5〜25
    重量%の量で組み込まれたエトキシ基と、アニオン基と
    カチオン基(このアニオン基の量はオリゴウレタン10
    00g当たり0.3〜0.8モルでありそしてアニオン
    基/カチオン基のモル比は0.8〜4である)を有する
    ところの、分子量範囲が5000〜50,000である
    オリゴウレタン類の、水系顔料調剤形成剤としての使
    用。
JP4121361A 1991-04-16 1992-04-15 水系顔料調剤形成剤としてのオリゴウレタン類の使用 Pending JPH05239371A (ja)

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