JPH08231918A - ラテックス組成物用の二元機能セルロース添加剤 - Google Patents
ラテックス組成物用の二元機能セルロース添加剤Info
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Abstract
包含するセルロースエーテル誘導体を提供する。この疎
水性置換基のアルキル部分における不飽和によって、セ
ルロースエーテル誘導体の架橋を促進することができ
る。このセルロースエーテル誘導体は、ラテックス組成
物における成分として有用である。したがって、このセ
ルロースエーテル誘導体を包含するラテックスペイント
組成物をもまた提供する。 【解決手段】 セルロースエーテル誘導体は、貯蔵及び
塗布中に、ラテックス組成物に会合増粘及びレオロジー
特性を与えることができる。更に、ラテックス組成物が
被塗装面に塗布された後、このセルロースエーテルがラ
テックス皮膜の架橋を促進して、硬くかつ丈夫な被膜を
得ることができる。
Description
ル部分を有する疎水性置換基を含有するセルロース系重
合体に関する。更に明確には、本発明は、例えばラテッ
クス組成物における添加剤として有用な架橋性セルロー
スエーテル誘導体に関する。
体、例えば疎水的に改質したセルロースエーテルは、会
合増粘(associative thickening)及びレオロジー改質
を与える添加剤としてラテックスペイント工業において
広範な使用が見出された。会合増粘は、重合体分子の疎
水性置換基同士が相互作用して低剪断における高粘度の
ような所望の増粘特性を与える増粘機構と説明すること
ができる。多くの場合に、重合体の疎水性置換基が、ラ
テックス組成物のレオロジーに影響を及ぼし、流れ及び
均展特性の向上をもたらすことができる。セルロースエ
ーテル等の重合体を誘導体化するために使用する代表的
な疎水性置換基には、長鎖アルキルエポキシド、例えば
1,2−エポキシヘキサデカン及び長いアルキル鎖を有す
るグリシジルエーテル、例えばノニルフェニルグリシジ
ルエーテルがある。したがって、疎水基−改質水溶性重
合体は、ラテックス組成物に望ましい添加剤である。
基剤とした(oil-based)組成物、例えば油を基剤とした
ペイントは、ペイント中のベヒクルの一成分としてあま
に油又は桐油等の植物油を一般に使用している。当業界
で「乾性油」とも言われるこれらの植物油は、空気暴露
に際し架橋皮膜を形成する。全ての植物油同様、これら
の乾性油は、種々の脂肪酸とグリセリンとのトリエステ
ルである。しかしながら、大抵の植物油と違って、乾性
油中の脂肪酸は、代表的に3種の不飽和脂肪酸:オレイ
ン酸(9−シス−オクタデセン酸);リノール酸(9−シ
ス−12−シス−オクタデセン酸)及びリノレン酸(9
−シス−12−シス−15−シス−オクタデセン酸)か
ら成るものである。油を基剤とした(以下、「油性」と
略称する)ペイントにそのような架橋性乾性油を使用す
ると、硬くかつ丈夫な塗膜となるのを助長する。したが
って、乾性油は、油性組成物の望ましい成分である。し
かしながら、油性組成物は、代表的に高い割合、例えば
380〜450グラム/リットル(「g/リットル」)
又はそれ以上の揮発性有機化合物類(「VOC類」)を
含んでいる。そのような高濃度のVOC類は、環境的に
望ましくない。
に低い濃度、例えば約250g/リットル未満のVOC
類を含んでいるので、より環境的に適合可能である。し
たがって、油性組成物の乾性油をラテックス組成物中に
配合してラテックス組成物の架橋を促進するのが望まし
い。しかしながら、油性組成物に使用する乾性油は、水
溶性でないので、ラテックス組成物にたやすく使用する
ことができない。また、乾性油を構成する不飽和脂肪酸
も、セルロースエーテルと反応して疎水基改質をもたら
すことができる化学的形態に容易に転化できない。
スを塗布するために会合増粘及びレオロジー的改質特性
をラテックス組成物に与えることができ、また組成物を
被塗装面に塗布した後の酸素暴露に際しラテックス組成
物の架橋を促進することができる疎水基−改質セルロー
スエーテル誘導体が望まれている。
エーテル誘導体が提供される。本発明のセルロースエー
テルは、部分的に不飽和化されたアルキル部分を有する
疎水性置換基を含んでいる。疎水性置換基のアルキル部
分に不飽和があると、酸素、例えば空気暴露に際し疎水
的に改質されたセルロースエーテルの分子相互間の架橋
を促進することができる。
テックス組成物中の添加剤として特に有用である。第一
に、セルロースエーテル誘導体は、貯蔵及び塗布中のラ
テックス組成物に有利な特性を与える添加剤及びレオロ
ジー改質剤として機能する。第二に、セルロースエーテ
ル誘導体は、ラテックス組成物の皮膜が被塗装面に塗布
された後の酸素暴露に際し皮膜の架橋を促進するように
機能する。したがって、本発明のセルロースエーテル誘
導体は、ラテックス組成物中で二元機能を有する。その
結果、本発明のセルロースエーテル誘導体を含有するラ
テックス組成物は、油性組成物の有害な環境特性、例え
ばVOCを高い割合で含有することなしに油性塗料を用
いて得られるものと同様の硬度及び耐久度特性を有する
被膜を提供することができる。
ロースエーテルには、セルロースのエーテル化誘導体が
ある。代表的なセルロースエーテルには、例えばヒドロ
キシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルカルボキシメチルセルロース等がある。好まし
いセルロースエーテルは、ヒドロキシエチルセルロース
及びエチルヒロドキシエチルセルロースである。
ル置換基は、1分子当たり2〜4個の炭素原子を有する
エーテルから成る。代表的に、エーテル置換基は、セル
ロースをアルキレンオキシド、好ましくはエチレンオキ
シドと反応させることによってセルロースに誘導され
る。エーテル置換基の量は、セルロースエーテル1モル
当たり代表的に、約1.5〜6モル、好ましくは約3〜5
モルのエーテル置換基である。そのようなセルロースエ
ーテルの製造に関するなお一層の詳細は、当業者に知ら
れている。さらに、そのようなセルロースエーテルは、
例えばアメリカ合衆国コネチカット州ダンバリーのユニ
オン・カーバイド社から容易に商業的に入手することが
できる。
ースエーテルの分子量は、代表的に約10,000〜50
0,000グラム/グラムモルの範囲であり、好ましくは
約20,000〜200,000グラム/グラムモルの範囲
である。本明細書で使用する「分子量」という用語は、
重量平均分子量を意味する。セルロースエーテルの重量
平均分子量を測定する方法は、当業者に知られている。
分子量を測定するための1つの好ましい方法は、低角レ
ーザー光散乱法である。セルロースエーテルの粘度は、
代表的に約5〜5000センチポアズ、好ましくは約1
0〜250センチポアズの範囲である。別に指摘しない
限り、本明細書で使用する「粘度」という用語は、ブル
ックフィールド粘度計を用いて25℃で測定した重合体
の1.0重量%水溶液の粘度を指すものである。そのよう
な粘度測定法は、当業界で知られており、またASTM
D 2364−89に記載されている。
置換基は、炭素数約4〜20個、好ましくは約4〜18
個のアルキル部分を含んでいる。疎水性置換基の構造
は、アルキル又はアルキル−アリールであってよい。本
明細書で使用する「アルキル−アリール」という用語
は、芳香族及び脂肪族の両構造を含んでいる基を意味す
る。本明細書で使用する「アルキル」という用語は、脂
肪族構造、好ましくは直鎖を含んでいる基を意味する。
アルキル構造である疎水性置換基は、約12〜24個の
炭素原子を有しているのが好ましい。アルキル−アリー
ル構造である疎水性置換基は、アリール部分に6又は1
2個の炭素原子、及びアルキル部分に約4〜20個の炭
素原子を有しているのが好ましい。
ルキル部分は、多不飽和化されているのが好ましい。代
表的に、疎水性置換基のアルキル部分は、二不飽和化又
は三不飽和化されている。代表的に、本発明に従って使
用するのに適した疎水性置換基は、飽和異性体、一不飽
和化異性体、二不飽和化異性体及び三不飽和化異性体の
分布から成る。疎水性置換基のアルキル部分は、少なく
とも1個の飽和炭素原子によって分離される2個の、不
飽和炭素−炭素結合、例えばアリル型二重結合を含んで
いるのが好ましい。
グリシジルエーテル、エポキシド、ウレタン又はハロゲ
ン化物等の適切な化合物を、セルロースエーテルと反応
させることによってセルロースエーテルに誘導化するこ
とができる。グリシジルエーテルが、本発明に従って使
用するために好ましい化合物である。セルロースエーテ
ルを本発明の疎水性置換基で誘導体化するために使用さ
れる化合物は、実質的にウレタン基を含まない、即ち、
平均して1重量%未満のウレタン基を含むのが好まし
い。セルロースエーテルを誘導体化して疎水性置換基を
含有させる方法は、当業者に知られている。例えば、1
980年10月14日に発行された米国特許第4,228,
277号、1987年5月5日に発行された米国特許第
4,663,159号及び1992年6月23日に発行され
た米国特許第5,124,445号を参照されたい。
10〜26個の炭素原子を有する不飽和化アルキルフェ
ノール系であるのが好ましい。好ましい疎水性置換基
は、3−n−ペンタデセニルフェニルである。疎水性置
換基として使用するのに適した好ましい疎水基含有試薬
は、3−n−ペンタデセニルフェノールグリシジルエー
テル及び脱炭酸化ペランジャウ酸[6−(8′−シス−
ヘプタデセニル)サリチル酸及び6−(8′−シス−1
1′−シス−ヘプタデカジエニル)サリチル酸]及びカ
ンプノスペルマノール[3−(2−オクソ−9′−シス
−ノナデセニル)フェノール][J.H.P.チマン
(Tyman)、Chem.Soc.,Rev.、8、
499−537(1979)参照]等の天然に産出する
不飽和アルキルフェノール類から製造される他のグリシ
ジルエーテル類から成る群から選択される。試薬3−n
−ペンタデセニルフェノールグリシジルエーテルは、カ
シュー穀油とエピクロロヒドリンとの反応から製造され
る生成物である。カシュー殻油は、カルダノール、カル
ドール及びアナカルジン酸から成る発疱性油である。試
薬3−n−ペンタデセニルフェノールグリシジルエーテ
ルは、アメリカ合衆国、ニュージャージー州ニューアー
クのカードライト(Cardolite)社によってカ
ードライト(CARDOLITE、登録商標)NC−5
13及びNC−513LCとして市販されており、飽
和、一、二及び三不飽和化線状3−ペンタデセニルフェ
ノールグリシジルエーテル類の混合物から成るものであ
る。
量は、代表的にセルロールエーテル1モル当たり約0.0
01〜0.1モル、好ましくは約0.004〜約0.05モ
ル、より好ましくは約0.005〜約0.012モルの疎水
性置換基である。全置換量が所望の範囲内であるなら
ば、1つの特定の疎水性置換基より多くのものをセルロ
ールエーテルに置換することができる。
テルのイオン性は決定的ではない。しかしながら、代表
的に、イオン電荷がアニオン性、より好ましくは非イオ
ン性であるのが好ましい。カチオン性セルロースエーテ
ルは、ラテックス組成物において望ましくないことが多
い。なぜならば、それらはアニオン性成分、例えばラテ
ックス組成物中にしばしば見られるアニオン性ポリアク
リレート分散剤、アニオン性マレイン酸共重合体分散剤
及びスルホコハク酸ナトリウム界面活性剤とアグロメレ
ーション及びフロキュレーションを生じるからである。
セルロースエーテルのイオン性を改質するための置換基
及び方法に関するなお一層の詳細は、当業者に知られて
いる。
性である。本明細書で使用する「水溶性」という用語
は、少なくとも1グラム、好ましくは少なくとも2グラ
ムのセルロールエーテル誘導体が25℃及び1気圧にお
いて100グラムの蒸留水に溶けることを意味する。水
溶性の限度は、セルロースエーテルのエーテル置換の程
度を調節し、かつ疎水性置換基の置換量を調節すること
によって変更することができる。セルロースエーテルの
水溶性を変更するための技術は、当業者に知られてい
る。
えば工業的用途及び身体保護(パーソナル・ケヤー)用
途等の種々の最終用途がある。代表的な工業的用途に
は、例えば粘度調整剤、懸濁助剤、油田掘削及び破壊
材、ケイ質基体、例えばガラスパネル及びセラミックス
に対する接着増進、及びプラスチック及び金属基体用塗
料材料がある。例えば、代表的な身体保護用途には、例
えば軟膏、スキンクリーム、ローション、石けん、シャ
ンプー、コンディショナー等の医薬組成物及び化粧品類
がある。
しい最終用途は、ラテックス組成物の添加剤としてであ
る。
クス重合体及びセルロースエーテルを必須成分とする。
ラテックス重合体の種類及び量は、決定的ではなく、十
分に確立された手順に基づいて準備することができる。
代表的なラテックス重合体には、それらに限定されない
が、以下のような色々な種類がある:アクリル樹脂;ア
ルキド樹脂;セルロース類;クマロン−インデン樹脂;
エポキシ樹脂;エステル樹脂;炭化水素樹脂;マレイン
酸メラミン樹脂;天然樹脂;含油樹脂;フェノール樹
脂;ポリアミド類;ポリエステル類;ロジン類;シリコ
ーン類;スチレン樹脂;テルペン樹脂;尿素樹脂;ウレ
タン樹脂;ビニル樹脂;ビニルアクリル樹脂;その他同
様のもの。実例的なラテックス重合体には、それらに限
定されないが、以下の単量体の1種又はそれ以上を含有
する1種又はそれ以上の単独又は共重合体がある。(メ
タ)アクリレート類;酢酸ビニル;スチレン;エチレ
ン;塩化ビニル;ブタジエン;塩化ビニリデン;バーサ
チック酸ビニル(vinyl versatate);プロピオン酸ビニ
ル;アクリル酸t−ブチル;アクリロニトリル;ネオプ
レン;マレエート類;フマレート類;その他それらの可
塑化又は他の誘導体を含む同様のもの。
セルロースエーテルの量は、厳密に決定的ではない。最
も広い意味で、セルロースエーテルの量は、好ましくは
所望の増粘及びレオロジー特性をラテックス組成物に与
えながら架橋を促進するのに効果的な量であるものであ
る。代表的に、セルロースエーテルの量は、ラテックス
組成物の少なくとも約0.05重量%、好ましくは約0.1
5〜約3重量%、より好ましくは約0.25〜約1.5重量
%である。
合体の選択及び量は、当業者によって決められ、決定的
ではない。代表的に、乾燥ラテックス重合体の量は、全
ラテックス組成物の少なくとも約1重量%、好ましくは
約2〜約50重量%、最も好ましくは約3〜約40重量
%である。
てラテックス組成物に一般に使用されるもののような他
の成分を含有させてもよい。代表的な成分は、限定され
る訳ではないが、以下の成分の1種又はそれ以上であ
る:脂肪族又は芳香族炭化水素、アルコール、エステ
ル、ケトン、グリコール、グリコールエーテル、ニトロ
パラフィン等の溶媒;顔料;充填剤、乾燥剤、つや消し
剤;可塑剤;安定剤;分散剤;界面活性剤;他の重合体
添加剤、セルロースエーテルを基剤とした増粘剤等を含
む粘性化剤(viscosifiers);沈殿防止剤;流れ調整
剤;泡消し剤;皮張り防止剤;防腐剤;増量剤;塗膜形
成助剤;他の架橋剤;表面向上剤;腐食防止剤;及びラ
テックス組成物に有用な他の成分。
の詳細は、当業者に知られている。
あり、特許請求の範囲を限定するためのものではない。
別に述べない限り、パーセントは、全て重量%を示すも
のである。
定義する:
ト州スタンフォードのITTレイオニアー(Rayon
ier)から入手できる、当業界で知られた技術によっ
て研究室でフロックしたセルニアー(Cellunie
r、登録商標)F−LD及びセルニア(登録商標)−F
−LV木材パルプシート。 エチレンオキシド:コネチカット州ダンバリーのプラッ
クスエア(Praxair)社から入手、使用前に窒素
下に蒸留。 PDPGE:ニュージャージー州ニューアークのカード
ライト社からカードライト(登録商標)NC−513及
びNC−513LCとして入手できる、一、二及び三不
飽和化アルキル基を有する異性体の混合物を含む3−n
−ペンタデセニルフェニルグリシジルエーテル。 ドデシルフェニルグリシジルエーテル:テキサス州ヒュ
ーストンのシェル・ケミカルズから得られる実験用製
品。 ターギトール(TERGITOL、登録商標)NP−
7、界面活性剤:コネチカット州ダンバリーのユニオン
・カーバイドから入手できるノニルフェノールエトキシ
レート非イオン界面活性剤。 タモール(TAMOL、登録商標)731、分散剤:ペ
ンシルベニア州フィラデルフィアのローム&ハースから
入手できるアニオン性重合体分散剤。 KTPP:ペンシルベニア州フィラデルフィアのFMC
から入手できるトリポリリン酸カリウム。 ターギトール(登録商標)NP−10:コネチカット州
ダンバリーのユニオン・カーバイドから入手できるノニ
ルフェノールエトキシレート非イオン界面活性剤。 コロイズ(COLLOIDS、登録商標)643、泡止
め剤:ジョージア州ケニソーのローン−プーラン(Rh
one−Poulenc)から入手できるシリカ/石油
分散液。 AMP−95:イリノイ州バッファローグローブのアン
グス・ケミカル(Angus Chemical)社か
ら入手できる2−アミノ−2−メチル−1−プロパノー
ル。 TI−ピュア(TI−PURE、登録商標)R−93
1、ルチル:デラウェア州ウィルミントンのデュポンか
ら入手できる二酸化チタン(ルチル)。 サチントン(SATINTONE)#1、焼成クレー:
ニュージャージー州エジソンのエンゲルハード・インダ
ストリーズから入手できるケイ酸アルミニウム。 スノーフレークホワイト(SNOWFLAKE WHI
TE、登録商標)、炭酸カルシウム:アラバマ州シラコ
ーガ(Sylacauga)のECCアメリカから入手
できる炭酸カルシウム。 UCAR(登録商標)、ビニルアクリル系ラテックス:
ノースカロライナ州ケアリーのUCAR・エマルション
・システムズから入手できる酢酸ビニル/アクリル酸ブ
チル共重合体ラテックス。 UCAR(登録商標)フィルマーIBT:コネチカット
州ダンバリーのユニオン・カーバイドから入手できる2,
2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブ
チレート。 トリトン(TRITON、登録商標)GR−7M、界面
活性剤:コネチカット州ダンバリーのユニオン・カーバ
イドから入手できるスルホコハク酸ナトリウムアニオン
界面活性剤。 タモール(登録商標)960、分散剤:ペンシルベニア
州フィラデルフィアのローム&ハースから入手できるア
ニオン性重合体分散剤。 ノプコ(NOPCO、登録商標)NXZ、泡止め剤:ペ
ンシルベニア州アンバーのヘンケル社から入手できるシ
リカ/鉱油分散液。 トリトン(登録商標)CF−10、界面活性剤:コネチ
カット州ダンバリーのユニオン・カーバイドから入手で
きるアルキルアリールポリエーテル非イオン界面活性
剤。 TI−ピュア(登録商標)R−902、ルチル:デラウ
ェア州ウィルミントンのデュポンから入手できる二酸化
チタン(ルチル)。 アタゲル(ATTAGEL、登録商標)50、クレー:
ニュージャージー州エジソンのエンゲルハード・インダ
ストリーズから入手できるアタパルジャイトクレー。 ロプレックス(RHOPLEX、登録商標)、全アクリ
ルラテックス(60%):ペンシルベニア州フィラデル
フィアのローム&ハースから入手できるアクリル酸エス
テル共重合体ラテックス。 スカン(SKANE、登録商標)M−8、殺生物剤:ペ
ンシルベニア州フィラデルフィアのローム&ハースから
入手できる2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3
−オン、EPA登録707−100−AA。 ヌオセプト(NUOSEPT、登録商標)95、殺生物
剤:ニュージャージー州ピスカットウェーのヒュルス・
アメリカから入手できるビシクロオキサゾリジン、EP
A登録1100−82。 コロイド(COLLOID、登録商標)270、分散
剤:ジョージア州ケニソーのローン−プーランから入手
できるアニオン性重合体分散剤。 コロイド(COLLOID、登録商標)640、泡止め
剤:ジョージア州ケニソーのローン−プーランから入手
できるシリカ/石油分散液。 トロノックス(TRONOX、登録商標)CR−81
3、ルチル:オクラホマ州オクラホマ・シティーのカー
−マックギー(Kerr−McGee)社から入手でき
る二酸化チタン(ルチル)。 ミネックス(MINEX、登録商標)4、霞石閃長岩:
オンタリオ州ハブロックのユニミン・カナダ(Unim
in Canada)社から入手できる霞石閃長岩。 ナイタル(NYTAL、登録商標)300、タルク:コ
ネチカット州ノーウォークのR.T.バンダービルト社
から入手できるケイ酸カルシウムマグネシウム鉱物。 UCAR(登録商標)ラテックス625(固形分50
%):ノースカロライナ州ケアリーのUCAR・エマル
ション・システムズから入手できるアクリル酸エステル
共重合体ラテックス。 トリトン(登録商標)界面活性剤CA:コネチカット州
ダンバリーのユニオン・カーバイドから入手できるノニ
ルフェノール/オクチルフェノールエトキシレート混合
物。 ノプコサイド(NOPCOCIDE、登録商標)N−9
6、殺かび剤:ペンシルベニア州アンバーのヘンケル社
から入手できる2,4,5,6 −テトラクロロイソフタロニト
リル、EPA登録2204−12。 ナトロゾル(NATROSOL、登録商標)プラス33
0:デラウェア州ウィルミントンのアクアロン(Aqu
alon)社から入手できる、約3.5のEOMS及び約
0.01のDSを有する線状ヘキサデシル−改質ヒロドキ
シエチルセルロース。 ナトロゾル(登録商標)プラス430:デラウェア州ウ
ィルミントンのアクアロン社から入手できる、約3.5の
EO MS及び約0.01のDSを有する線状ヘキサデシ
ル−改質ヒロドキシエチルセルロース。 バーモコル(BERMOCOLL、登録商標)EHM−
100:スウェーデン、ステヌングスウンドのベロール
・ノベル(Berol Nobel)社から入手でき
る、疎水性部分と約2のEO MS及び約0.024のD
Sとを有する多糖主鎖に対する結合基との間にポリ(エ
チレングリコール)スペーサー基を含むノニルフェノー
ルエトキシレートグリシジルエーテル−改質エチルヒロ
ドキシエチルセルロース。
特性決定を説明し、またそれらの評価に使用する性能試
験を明示するものである。EO MS :多糖におけるEO(エチレンオキシド)の
モル置換率は、灰分及び揮発分を補正した生成物の質量
ゲイン(mass gain)から決定する。EO MSは次式:
(162/30)
た生成物の全質量である)によって示される。DS :約0.2gの多糖(できるだけ精密に0.1mgまで
秤量し、mと記録し、そして揮発分及び灰分を補正す
る)を0.5gの30%ドデシル硫酸ナトリウム(ラウリ
ル硫酸ナトリウム,SLS)水溶液を含む水に溶解し、
50.00mlに希釈する。300〜240nmの紫外ス
ペクトルを記録し、278nmでの吸光度をAと記録す
る(基線を補正、e=1530M-1cm-1)。EO M
Sをyで示すと、DSは、次式:
0 x 1000 x m)
ンドル#2を用いて30rpm及び25℃で測定した1
%多糖水溶液の粘度、センチポアズ。この手順は、AS
TM法D 2364−89に基づく。ストーマー粘度 :ASTM法D 562−81。ICI粘度 :ICI円錐平板粘度計、VR−4000型
を用いて最終ラテックスペイント塗料について測定した
粘度、ポアズ。ASTM法D 4287−88。垂れ下り抵抗 :ASTM法D 4400−84。均展性 :ASTM法D 4062−81。スパター抵抗 :ASTM法D 4707−87。効率 :最終HMHEC重合体に組み入れられる反応に供
したアルキルフェニルグリシジルエーテル(疎水性グリ
シジルエーテル)のパーセント(グリシジルエーテルの
反応効率)。APGE/C :アルキルフェニルグリシジルエーテル
(PDPGE、DPGE等)対仕込みセルロースの重量
比、不活性分を補正。
テル−改質ヒロドキシエチルセルロースの製造 3パイント、ガラス製ケムコ(Chemco、登録商
標)圧力反応器に30.80グラム(「g])のセルニア
ー(登録商標)F−LD木材パルプ(30.00g含
有)、338.2gのt−ブチルアルコール、12.2gの
アセトン及び54.7gの蒸留水を装填した。反応器のヘ
ッドスペースを500ml/分の速度で窒素でパージし
ながら混合物を1時間攪拌して、連行酸素を除去した。
反応器に氷水冷却器を取り付け、窒素でのパージ中希釈
剤の蒸発損失を防止した。30分間のパージの後、水浴
を用いてスラリーを32℃に温めた。
ら、22.5gの32重量%水酸化ナトリウム水溶液(8.
10gの水中14.40gの50重量%水酸化ナトリウム
水溶液)をシリンジによってスラリーに添加したとこ
ろ、スラリーは32℃から35℃に発熱した。窒素での
ヘッドスペースのパージを続行しながらスラリーを35
℃で1時間攪拌した。
キシド(33.6g)を反応器に加え、そして連続的に攪
拌しながら、反応器を密封した。スラリーを水浴で75
℃に加熱した(代表的な昇温時間は35分である)。エ
トキシル化反応の測時を75℃の時点で開始した。75
℃に到達した30分後、第二の装填量のエチレンオキシ
ド(9.6g)を反応器に添加し、そして反応を75℃で
1.5時間続行した。
のPDPGE(424エポキシド当量)をシリンジによ
って反応器に添加し、そして10ミリリットル(「m
l」)の窒素でパージしたアセトンをシリンジに入れ、
その注入口を通して反応器に加え、注入口及びシリンジ
を洗浄した。次に、スラリーを75℃から85℃に加熱
し(代表的な昇温時間は10分である)、85℃で3時
間保持した。
酸をシリンジによって添加し、引き続き200mlのア
セトンを加えた。15分間攪拌した後、ガラス融着金属
ブフナー漏斗による減圧ろ過によって重合体を収集し
た。重合体をワーリングブレンダー中で500mlの
7:1(容量)アセトン/水で4回、500mlの5:
1アセトン/水で2回、そして500mlの純アセトン
で2回洗浄した。2回目の純アセトン洗浄において、1.
00gの40%グリオキサール水溶液及び2.00gの氷
酢酸をアセトン洗浄液中に含有させて、重合体を表面処
理した。重合体を50℃で一晩真空中で乾燥して64.0
0gのオフ−ホワイト粒状固体(試料「S8」)を得
た。灰分は、7.9%(酢酸ナトリウムとして)であるこ
とがわかった。そして、質量ゲインEO MSは、3.5
であることがわかった。ペンタデセニルフェノキシのD
Sは、紫外分光法(吸光係数=1598M-1,cm-1)
によって0.006であることがわかった。そして、1%
補正粘度は、246センチポアズ(「cP])(ブルッ
クフィールドLVT、スピンドル#3、30rpm)で
あることがわかった。
の製造 250mlの三つ口丸底フラスコに攪拌櫂及び温度計を
取り付けた。このフラスコに40mlの50重量%水酸
化ナトリウム水溶液、25mlのエピクロロヒドリン及
び0.84gのテトラブチルアンモニウム・水素・サルフ
ェートを装填した。混合物を高速で攪拌しながら、16.
48g(54ミリモル)の3−n−ペンタデシルフェノ
ールを固体として添加した。フラスコ中の温度は25℃
を越えなかったので、外部冷却を必要としなかった。
濃厚になった。そこで、75mlのエピクロロヒドリン
及び50mlのアセトニトリルを添加して、混合物を強
く攪拌するのに十分な流動性にした。混合物を12時間
攪拌し、一晩放置した。
塩化ナトリウムと確認された白色の沈殿から成るもので
あった。反応混合物を300mlの蒸留水で希釈して、
固体の大部分を溶解した。液体を残存不溶固体からデカ
ンテーションし、ジエチルエーテルで抽出した(それぞ
れ150mlで2回)。エーテル層を一緒にして、塩化
ナトリウム飽和溶液で3回、希塩酸で1回及び水で3回
洗浄した。三回目の水の洗液のpHをユニバーサルpH
試験紙を用いて測定したところ、6であることがわかっ
た。エーテル層を硫酸マグネシウムで一晩乾燥した。
ーテルを除去し、22.97gのこはく色の油状物を得
た。この物は、放置すると固化した。この固体は、一部
メタノールに溶けるが、これをメタノールから再結晶化
する試みは成功しなかった。白色固体の一部をメタノー
ルから回収して真空乾燥した(11.70g、60%)。
核磁気共鳴(「NMR」)分光法によって、その構造
は、飽和3−n−ペンタデシルフェニルグリシジルエー
テル(PDPGEs)と確認された。そして、そのエポ
キシド当量は、367(純度98重量%)であることが
わかった。
テル−改質ヒロドキシエチルセルロースの製造 種々の試料(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S
7、S9、S10、S11)を実施例1で述べた手順を
用いて製造した。実施例1、2及び3からの試料の特性
を以下の表1に示す。試料S4、S9及びS10は、セ
ルニアー(登録商標)F−LV木材パルプを用いて製造
した。
キシエチルセルロースの製造 3パイント、ガラス製ケムコ(登録商標)圧力反応器に
31.33gのセルニアー(登録商標)F−LD木材パル
プ(30.00g含有)、338.2gのt−ブチルアルコ
ール、12.2gのアセトン及び54.7gの蒸留水を装填
した。反応器のヘッドスペースを500ml/分の速度
で窒素でパージしながら混合物を1時間攪拌して、連行
酸素を除去した。反応器に氷水冷却器を取り付け、窒素
でのパージ中希釈剤の蒸発損失を防止した。30分間の
パージの後、水浴を用いてスラリーを32℃に温めた。
ら、22.5gの32重量%水酸化ナトリウム水溶液(8.
10gの水中14.40gの50%の水酸化ナトリウム水
溶液)をシリンジによってスラリーに添加したところ、
スラリーは32℃から35℃に発熱した。窒素でのヘッ
ドスペースのパージを続行しながらスラリーを35℃で
1時間攪拌した。
キシド(33.6g)を反応器に加え、そして連続的に攪
拌しながら、反応器を密封した。スラリーを水浴で75
℃に加熱した(代表的な昇温時間は35分である)。エ
トキシル化反応の測時を75℃の時点で開始した。75
℃に到達した30分後、第二の装填量のエチレンオキシ
ド(9.6g)を反応器に添加し、そして反応を75℃で
1.5時間続行した。
のドデシルフェニルグリシジルエーテル(352エポキ
シド当量)をシリンジによって反応器に添加し、そして
10mlの窒素でパージしたアセトンをシリンジに入
れ、その注入口を介して反応器に加え、残存ドデシルフ
ェニルグリシジルエーテルを注入口及びシリンジから洗
い流した。次に、スラリーを75℃から85℃に加熱し
(代表的な昇温時間は20分である)、85℃で3時間
保持した。
酸をシリンジによって添加し、引き続き200mlのア
セトンを加えた。15分間攪拌した後、ガラス融着金属
ブフナー漏斗による真空ろ過によって重合体を収集し
た。重合体をワーリングブレンダー中で500mlの
7:1(容量)アセトン/水で4回、500mlの5:
1アセトン/水で2回、そして500mlの純アセトン
で2回洗浄した。2回目の純アセトン洗浄において、1.
00gの40%グリオキサール水溶液及び2.00gの氷
酢酸をアセトン洗浄液中に含有させて、重合体を表面処
理した。重合体を50℃で一晩真空乾燥して64.8gの
オフ−ホワイト粒状固体(CS12)を得た。灰分は、
7.5%(酢酸ナトリウムとして)であることがわかっ
た。そして、質量ゲインEO MSは、3.6であること
がわかった。ドデシルフェノキシのDSは、紫外分光法
(吸光係数=1526M-1,cm-1)によって0.012
であることがわかった。そして、1%補正粘度は、22
4cP(ブルックフィールドLVT、スピンドル#3、
30rpm)であることがわかった。
し、約30.0gの溶液を9.5x9.5センチメートル
(「cm」)四方のポリスチレンペトリ皿に注入した。
ペトリ皿を周囲温度で数日放置し、その間に水が蒸発し
た。ある重合体溶液において、6.0%塩化コバルト(I
I)又は8.0%硫酸マンガン(II)一水和物のいずれか
をキャストする前に溶液に添加した。この場合、塩化コ
バルト(II)又は硫酸マンガン(II)の濃度は重合体の
含有量に基づくものである(50mlの2重量%重合体
水溶液中0.06gのCoCl2 又は0.08gのMnSO
4 )。ペトリ皿から乾燥皮膜を取り出すことによって、
約1ミルの厚さの皮膜を得た。
形皮膜片を切り取った。その代表的な皮膜重量は、約0.
030〜0.060gであった。これらの皮膜を50ml
の蒸留水に浸漬し、磁気攪拌棒で攪拌した。皮膜の溶解
性及び凝集性の定性評価を30分及び200分で記録し
た。
壊は、まだ溶解しない小さな解膠片への更なる分裂であ
る。溶解は、被膜の水への可溶化を示す。
に、本発明の不飽和多糖類を用いて形成された皮膜は、
水中で200分間攪拌した後も溶解しなかったことを実
証している。分裂されたまま又は崩壊された皮膜は、水
不溶性であった。
橋によって架橋したことの明らかな証拠でる。これに対
し、DPGE−改質多糖類、即ち、飽和アルキル疎水基
を含むCS12及びナトロゾル(登録商標)プラス33
0は、200分後に水に完全に溶解した。本発明の疎水
基のアルキル側鎖における不飽和基の重要性が、飽和P
DPGE−改質重合体CS11の皮膜挙動においてさら
に説明された。不飽和化アルキル基を含むPDPGEで
製造された不飽和PDPGE−改質重合体と違って、飽
和C15アルキルフェノール基を含む重合体CS11は水
に容易に溶解した。全く驚くべきことに、このことは、
アルキル不飽和の不在の場合には、多糖類は、風乾に際
し架橋しないことを実証している。したがって、水不溶
性被膜の形成におけるこれらの新規不飽和PDPGE−
改質多糖類の潜在実用性が証明される。
M−100の重合体皮膜も風乾後により低い水溶性を示
し、またこれらの皮膜は不透明になりがちであった。上
述のように、この市販品は、飽和疎水性部分と多糖主鎖
に対する結合基との間にポリ(エチレングリコール)ス
ペーサー基を含んでいる。しかしながら、そのような多
糖類は、温度の上昇につれて低下する特定の水溶性を有
していることが当業者に知られている。これらの皮膜の
低い水溶性は、おそらくそれらの本質的に特定された水
溶性から来るものであり、架橋とは何の関係もない。
手順によって製造した。
を用いてペイントを調製した。次に、これらのペイント
を上記したようにストーマー粘度、ICI粘度、垂れ下
り、均展性及びスパター抵抗に関して試験した。
類を用いて製造したラテックスペイントのペイント性能
パラメーターが、市販品を含む飽和疎水部を有する飽和
多糖類を含有するペイントの性能パラメーターと同等又
はそれより良好であることを実証している。さらに、皮
膜として塗布した場合に、本発明の不飽和疎水性化合物
を含むラテックス組成物は、飽和疎水性化合物を有する
ラテックスからキャストされた皮膜と比べて向上した硬
度及び耐久性を得ることができる。
ックス塗料以外に、本発明の疎水基−改質セルロースエ
ーテルは、疎水基−改質エトキシル化ウレタン増粘剤
[当業界で、ローム&ハースによって製造されたアクリ
ゾル(ACRYSOL、登録商標)SCT−270のよ
うにHEUR増粘剤と呼ばれる]又は疎水基−改質アル
カリ可溶性エマルション増粘剤[当業界で、ローム&ハ
ースによって製造されたアクリゾル(登録商標)TT−
935及びUCAR(登録商標)エマルション・システ
ムズ、ユニオン・カーバイドによって製造されたUCA
R(登録商標)ポリホーブ(POLYPHOBE、登録
商標)増粘剤のようにHASE増粘剤と呼ばれる]等の
合成会合増粘剤と組合せてラテックスペイント用増粘剤
としても使用することができる。HEUR又はHASE
増粘剤と併用した場合、本発明のセルロースエーテル
は、HEUR又はHASE増粘剤単独で達成されるより
も改善された耐水性及び皮膜硬度、並びに良好な耐候性
を有する塗膜を生じることができる。
が、当業者は、他の態様も特許請求の範囲に含まれるも
のであることを認識するであろう。
外に、例えば合成的に製造した不飽和化アルキルフェノ
ール類等のような他の不飽和化アルキルフェノール類も
酸化架橋性疎水性化合物として有用である。
剤としての実用性以外に、これらの不飽和多糖類は、他
の塗料関連用途に効用がある。これらの多糖類のアルキ
ル側鎖に不飽和が存在することによって、乳化重合に使
用されるビニル及びアクリル単量体にグラフト部位が提
供され、ラテックス、即ち保護コロイドを製造すること
ができる。
網状構造におけるエポキシ化あまに油及びベルノニア油
(天然産出エポキシ化植物油)等のエポキシド−改質乾
性油にも技術的関心があった。エポキシ化不飽和疎水性
化合物を製造し、或いはヒドロキシエチルセルロース等
の多糖と爾後反応させて水保持性エポキシ塗料に効用の
あるエポキシ機能性重合体を生成することも可能であ
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 ラテックス組成物用架橋性セルロース系
添加剤であって、炭素数約4〜20のアルキル部分及び
酸素暴露に際し添加剤分子相互間の架橋を促進するのに
十分な量のアルキル部分に付与した不飽和から成る、セ
ルロースエーテル1モル当たり約0.001〜0.1モルの
疎水性置換基で置換したセルロースエーテルから成るこ
とを特徴とする添加剤。 - 【請求項2】 疎水性置換基のアルキル部分が、多不飽
和化されている請求項1記載の添加剤。 - 【請求項3】 疎水性置換基のアルキル部分が、少なく
とも1個の飽和炭素−炭素結合によって分離されている
2個の不飽和炭素−炭素結合より成る請求項2記載の添
加剤。 - 【請求項4】 疎水性置換基が、アルキル構造を有する
請求項1記載の添加剤。 - 【請求項5】 疎水性置換基が、アルキル−アリール構
造を有する請求項1記載の添加剤。 - 【請求項6】 疎水性置換基が、3−n−ペンタデセニ
ルフェニルである請求項1記載の添加剤。 - 【請求項7】 請求項1記載の添加剤、ラテックス重合
体及び水から成ることを特徴とするラテックス組成物。 - 【請求項8】 請求項1記載の添加剤、アクリル系ラテ
ックス重合体及び顔料から成ることを特徴とするアクリ
ル系ラテックスペイント塗料。 - 【請求項9】 請求項1記載の添加剤、ビニルアクリル
系ラテックス重合体及び顔料から成ることを特徴とする
ビニルアクリル系ラテックスペイント塗料。 - 【請求項10】 請求項1記載の添加剤、ビニル系ラテ
ックス重合体及び顔料から成ることを特徴とするビニル
系ペイントラテックス塗料。
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