JPS62179584A - ワツクス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規なワックス組成物に関し、更に詳しくはウ
レタン結合及び／又は尿素結合を分子中に持つ物質を含
有する新規なワックス組成物に関する。

〔従来の技術〕

一般にワックスは天然ワックス（動物系ワックス、植物
系ワックス）、石油系ワックス、合成系ワックス等多岐
にわたっており、例えば下記のものを挙げることができ
る。動物系ワックスとしては、蜜ろう、羊毛ろう等、植
物系ワックスとしては、カルナウバワックス、綿ろう等
、石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイ
クロクリスタリンワックス等、合成系ワックスとしては
、ポリエチレンワックス等である。これらのワックスは
、防水剤、防湿剤、電気絶縁材料、ｇｆＯ剤、医薬品、
化粧品等、多方面に使用されている。

ワックスに要求される物性はその用途に応じて異なって
いるが、例えばＪＸＳに２２３５には、融点、硬度に関
連する針入度、色などの記載があり、これらの値が一定
の範囲内であることが要求される。

さらに、作業性等の理由により溶融時の粘度が低いこと
、溶融時に悪臭を放散しないこと、融点範囲が狭いこと
等が望まれる。

こうした中で天然ワックス、特にカルナウバワックスは
、適当な融点、熔融粘度、製品の硬さを持つため優秀な
素材として広く用いられている。

しかし、天然ワックスはその産地が限られていることか
ら、原料不足、価格高騰が著しい。又、その組成が産地
、気候条件によって変動し、一定の品質の製品が得にく
いと云う欠点もある。こうした情勢から天然ワックスを
代替し得る良好な物性を持つ合成系ワックスを製造しよ
うとする試みが行われている。例えば、特開昭５１−４
７０９５号公報にはボリオレフインワンクスをエチレン
性不飽和二塩基酸又はその無水物と反応させた後、多価
アルコールでエステル化した含酸素ワックスが提案され
ている。又、特開昭５８−１９９１９２号公報に、分子
内に（ＮＩＩＣＯ）なる原子団を含む物質を感熱記録バ
イングーとして天然ワックス、石油系ワックスの代わり
に使用し得ることが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

天然ワックス、石油系ワックス、合成系ワックスでは、
融点、熔融粘度、硬度のバランスのとれたものは少ない
。前述のカルナウバワックスのように比較的良くバラン
スがとれたものもあるが、天然ワックスに共通した原料
入手に伴う難しさ等の問題がある。又、パラフィンワッ
クスのような石油系ワックスは一般的に硬度が低い。さ
らに従来から知られていたワックスは、天然ワックス、
石油系ワックス、合成系ワックスの種別にかかわらず多
成分からなる混合物であり、融点の範囲は比較的広い。

これに対して特開昭５８−１９９１９２号公報に記載さ
れた分子内に（ＮＩＩＣＯ）なる原子団を含む物質は優
れた物性を持っている。部ち、（ＮＩＩＣＯ）−なる原
子団を持ち分子間で水素結合を形成することができるの
で、硬度が高い。従来使用されているワックスと異なり
分子量分布がなく、高分子量体を持たないため溶融粘度
が低い。又、単一成分であるため融点幅が狭いなど良好
な性質を有する。しかしながら、融点が高いので用途が
自ずから制限されると云う欠点を持つ。

融点に対する規格として、例えばＪＩＳ　Ｋ　２２３５
には、石油ワックスの融点の規格がある。パラフィンワ
ックスにおいては、１２０Ｐ　（４８，９〜５１．７℃
）から１５ＳＰ　（６８，３〜７１．０℃）まで８種類
あり、マイクロクリスタリンワックスにおいては、１５
０Ｍ　（６０，０〜６８．３℃）から１９０Ｍ　（８７
，８℃以上）の５種類である。前記特開昭５８−１９９
１９２号公報には、２．６−　トルエンジイソシアナー
トとエチルセロソルブ、ヘキサメチレンジイソシアナー
トとエチルアルコール、ヘキサメチレンジイソシアナー
トとｎ−ブチルアルコールの反応物があり、それぞれの
融点が１３５〜１４０℃、８３〜８６℃、９４〜９６℃
と記載されている。

又、環構造を持つ２．６−１−ルエンジイソシアナ−１
・を使用するよりも低融点が期待されるヘキサメチレン
ジイソシアナートとアルコールとの反応物の融点は、第
１表のようになりへキサメチレンジイソシアナートとエ
チルアルコールとの反応物の融点が一番低い。しかしな
がら前述のへキサメチレンジイソシアナートとエチルア
ルコールとの反応物の融点でさえも、パラフィンワック
スの融点の規格の上限からは１０℃以上高く、又マイク
ロクリスタリンワックスの規格では、１８０Ｍ或いは１
９０Ｍの規格に漸く入るだけであり、高融点のため用途
に大きな制限を受けざるを得ない。

以上述べたように、本発明の解決しようとする問題点は
、硬度が高い、熔融粘度が低い等の優れた物性を保持し
ながら、低融点のワックスを実現することである。

第１表　Ｒ−００ＣＮ１１（ＣＩ＋２）、ＮｌＩＣ０Ｏ
−Ｒの融点Ｒ、Ｉ占　℃　※ ＣＩ＋３１１３〜１１４ Ｃ，ＩＩグ　　　　　　８２〜８３ ｎ　−Ｃ３＋１７　　　　　９６〜９６−５ｎ−Ｃ４Ｊ
　　　　　９１．５〜’）２ｎ−Ｃ５１１゜９７．５〜
９８ ｎ−Ｃ，Ｈ，３９６〜９Ｇ、５ ｎ−Ｃ７Ｈ１５１０Ｇ〜１０１３．５ ｎ　−Ｃ８Ｈ＋　ｑ　　　　　　１０５〜１０５−５ｎ
　−ＣＱ　Ｈ＋　ｑ　　　　　１０８　、５〜１０９−
１匹ＩＩ　　　　　　　ｌ［胆：ｌ狽」−一※　Ｚｈ、
Ｏｒｇ、Ｋｈｉｍ、３（２）　３５２−５　　（１９６
７）〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、前述の問題点を解決するために鋭意検討
した結果、化学式Ｎ）で表される化合物の１種以上と化
学式（ＩＩ）で表される化合物の１種以上からなるワッ
クス組成物が、低融点でかつバランスのとれた物性であ
ることを見いだし本発明を完成する至った。

即ち、本発明は、化学式（１）で表される化合物の１種
以上と化学式（■）で表される化合物の１種以上からな
るワックス組成物、 （式中Ｒ１及びＲ２は異なった原子団を表し、♂はＲ１
又はＲ２を表す。Ｒ１、Ｒ２、ＰはＲ−Ｃ）−１又はＲ
−Ｎｌ（−であり、Ｒは炭素数が１〜２０の置換又は無
置換のアルキル基、アリール基である。）に関するもの
である。

本発明の組成物はイソシアナ−１−としてヘキサメチレ
ンジイソシアナートを用い、活性水素化合物として、ア
ルコール及び／又はアミンを（吏って反応させて得られ
る化合物からなる。

ヘキサメチレンジイソシアートと反応させるアルコール
としては、炭素数が１〜２０の置換又は無置換のアルキ
ルアルコール、了り−ルアルコールであり、メチルアル
コール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、
イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、ｎ−アミルアルコール、イソアミル
アルコール、０−ヘキシルアルコール、４−メチル−２
−ペンデルアルコール、ｎ−ヘプチルアルコール、ｎ−
オクチルアルコール、アリルアルコール、２−ヒドロキ
シエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリ
レ−１・、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチ
ルセロソルブ、フェニルセロソルブ、エチレンクロルヒ
ドリン、エチレンシアノヒドリン、ベンジルアルコール
、フェノール、クレゾール、キシレノールなどを挙げる
ことができる。以上のアルコールの中では、炭素数が１
〜ｌＯのアルキルアルコールが好ましい。

ヘキサメチレンジイソシアナートと反応させるアミンと
しては、炭素数が１〜２０の置換又は無置換の第−又は
第二アミンであり、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−
プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミ
ン、ｎ−ヘキシルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロ
ピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、アリルアミン、ア
ニリン、ベンジルアミンなどを挙げることができる。

本発明の組成物を得る方法としては、化学式（１）で表
される化合物及び化学式（ＩＩ）で表される化合物を別
々に合成した後混合する方法と直接化学式（１）で表さ
れる化合物及び化学式（ＩＩ）で表される化合物の混合
物を得る方法の二通りがある。

化学式（１）で表される化合物は以下に示すような方法
で得られる。過剰のへキサメチレンジイソシアナートと
１種の活性水素化合物を反応させた後、未反応のへキサ
メチレンジイソシアナートを蒸溜など公知の方法で分離
する。得られた片末端にイソシアナート基を持つ物質に
第２の活性水素化合物を反応させることにより得られる
。得られた化学式（１）で表される化合物の純度が低い
場合は、必要に応じて再結晶など公知の方法で精製して
もよい。化学式（ＩＩ）で表される化合物は、ヘキサメ
チレンジイソシアナートと１種の活性水素化合物を等し
い当量、又は活性水素化合物が過剰の条件で反応するこ
とにより得られる。

第２の方法である、直接、化学式（１）で表される化合
物及び化学式（ＩＩ）で表される化合物の混合物を得る
ためには、ヘキサメチレンジイソシアナートと２種以上
の活性水素化合物を予め混合しておくか、又は１種の活
性水素化合物と反応させた後、残りの活性水素化合物を
追加し反応させればよい。

なお純度の高い化学式（１）で表される化合物を工業的
に得るのは必ずしも容易でないので化学式（Ｎで表され
る化合物を含む組成物を１４る方法としては、直接化学
式（１）で表される化合物及び化学式（ＩＩ）で表され
る化合物の混合物を反応により得ることが望ましい。

反応は０°Ｃないし２００°Ｃの範囲、好ましくは常温
〜１２０℃の範囲で行われる。必要があれば反応促進の
ため触媒を用いても良い。かかる触媒の例として、トリ
エチルアミン、トリエチレンジアミン等の第三級アミン
及びジメチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート
等の有機金属化合物がある。又、反応溶媒は使用しても
しなくても良い。

使用する場合は、反応原料に不活性な１−ルエン、キシ
レン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン等
の溶媒を使用しても良いし、活性水素化合物を過剰に加
えて反応しない活性水素化合物自体を溶媒としても良い
。

本発明のワックス組成物は化学式（１）で表される化合
物を２０重量％以上含有していないと本発明の目的であ
る低融点を達成できない。

〔発明の効果〕

本発明のワックス組成物は、分子中にウレタン結合及び
／又は尿素結合を持つ化合物からなり分子間で水素結合
を形成し得るので硬度が高い。平均分子量が比較的小さ
く溶融粘度が低い。特開昭５８−１９９１９２号公報に
記載された化合物に比べて低融点である。さらに、着色
がない、融点の幅が比較的狭い、溶媒に対する熔解性が
良い等の優れた性質を有している。

本発明のワックス組成物は、特開昭５８−１９９１９２
号公報に記載された単−成分系に比べて融点が下げられ
ると云う特徴を有する以外にも、使用される活性水素化
合物の種類、組成を選択することにより融点及び融点の
幅等がかなり自由に設定されていると云う特徴を有する
。単−成分系では実現できない５０〜８０℃と云う融点
範囲を本発明のワックス組成物は容易に実現し得る。

本発明のワックス組成物は、前記のような優れた性質を
有しており、ホットメルト接着剤、シーリング剤、セラ
ミック粉体のバインダー、感熱記録用バインダー、熱転
写インク用バインダー等に利用することができる。勿論
上記以外のワックス用途にも利用可能である。

以下に本発明をより具体的に示すために実施例を挙げて
説明する。例中部は重量部を表す。

実施例１ ヘキサメチレンジイソシアナート１６８部とメチルアル
コール３２部、ｎ−ヘキシルアルコール１０２部及び溶
媒としてメチルエチルケトン３００部を反応容器に仕込
み攪拌しながら７０℃で２時間反応させた後、触媒とし
てジブチル錫ジラウレ−１・を反応液中で５０ｐｐｍに
なるように添加して更に６時間反応した。反応生成物を
採取し、赤外分光光度計を用いて２２８０ｃｍ−１付近
のイソシアナート基に基づく吸収がないことを確認した
。次に、エバポレーターを用いて溶媒を除去したところ
、白色の固体が得られた。生成物の組成分析をＧＰＣ（
東洋曹達製肛Ｃ−８０２Ａ）を用いて行ったところ、両
末端にメチルアルコールが反応した物質が２０重量％、
両末端にｎ−ヘキシルアルコールが反応した物質が２９
重量％、両末端に異なるアルコールが反応した物質が５
１重量％含まれていた。得られたワックス組成物の融点
は、７１℃であり単一系反応物に比べて２５〜４２℃低
（なった（第１表参照）。ＤＳＣ（理学型ｔａ製８００
２型）の吸熱ピークの幅は、パラフィンワックス、カル
ナウバワックスの１７２程度と狭かった。１００℃で熔
融したものは、無色透明であり臭気等はなかった。又Ｂ
型粘度計で測定した１００℃の熔融粘度はカルナウバワ
ックスの１ｌｃｐに比べ約１７２の５ｃｐであった。ワ
ックス組成物の針入［（ＪＩＳ　Ｋ　２２３５）は９で
パラフィンワックスより硬いことが分った。得られたワ
ックス組成物及び天然ワックスの溶解性テストをしたと
ころ、該組成物には２０℃で３０重量％以上熔解する溶
媒があることが分った（第２表参照）。

（以下余白） 第　　２　　表 ○：２０℃で３０重量％以上溶解したもの×：２０°Ｃ
で３０重量％未満しか溶解しなったもの実施例２〜７ 第３表にあるアルコール及びフェノールを用いた以外は
実施例１と同様に行った。融点の結果も第３表にまとめ
た。

実施例８ ヘキサメチレンジイソシアナート１６８部とメチルエチ
ルケトン３００部を反応容器に仕込み攪拌しながら５〜
１０℃に保った。ジ−ｎ−ブチルアミン８６．２部を１
時間かけて滴下し、その後イソプロピルアルコール８０
部を加えてから８０℃で２時間反応させた後、触媒とし
てジブチル錫ジラウレートを反応液中で５０ｐｐｍにな
るように添加して更に６時間反応した。反応生成物を採
取し、赤外分光光度計を用いて２２８０ｃｍ−’付近の
イソシアナ−１・基に基づく吸収がないことを確認した
。次に、エバポレーターを用いて溶媒を除去したところ
、白色の固体が得られた。実施例１と同様に組成分析を
行ったところ、両末端にジ−ｎ−ブチルアミンが反応し
た物質が１５重量％、両末端にイソプロピルアルコール
が反応した物質が３８重量％、両末端に異なる基が反応
した物質が４７笛量％含まれていた。又得られたワック
ス組成物の融点は７０℃であった。

実施例９ アルコールとしてイソプロピルアルコール及びローブチ
ルアルコールを第３表の当量比で反応させた以外は実施
例１と同様に行った。融点の測定結果を第４表にまとめ
た。第４表より両末端に異なる基が反応した物質を含む
本発明の組成物の方が、反応後に混合した系より低融点
であることが分かる。

第　　４　　表 ※混合系 比較例２及び３で合成したものを、実施例９とアルキル
基の含有量が同じになるように調整したもの。

比較例１ ヘキサメチレンジイワシアナ−１−１６８部とメチルア
ルコール６４部及び溶媒としてメチルエチルケトン２３
０部を反応容器に仕込み攪拌しながら７０℃で２時間反
応させた後、触媒としてジブチル錫ジラウレートを反応
液中で５０ｐｐｍになるように添加して更に６時間反応
した。反応生成物を採取し、赤外分光光度針を用いて２
２８０ｃｍ”付近のイソシアナート基にもとづく吸収が
ないことを確認した。

次に、エバポレーターを用いて溶媒を除去したところ白
色の固体が得られた。生成物の融点は１１８℃であった
。

比較例２ メチルアルコールの代わりにイソプロピルアルコールを
用いた以外は比較例１と同様に行った生成物の融点は１
０６℃であった。

比較例３ メチルアルコールの代わりにｎ−ブチルアルコールを用
いた以外は比較例１と同様に行った。生成物の融点は１
０６℃であった。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）化学式（ I ）で表される化合物の１種以上と化
   学式（II）で表される化合物の１種以上からなるワック
   ス組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （式中Ｒ＾１及びＲ＾２は異なった原子団を表し、Ｒ＾
   ３はＲ＾１又はＲ＾２を表す。Ｒ＾１、Ｒ＾２、Ｒ＾３
   はＲ−Ｏ−、又はＲ−ＮＨ−であり、Ｒは炭素数が１〜
   ２０の置換又は無置換のアルキル基、アリール基である
   。）
2. （２）化学式（ I ）で表される化合物を２０重量％以
   上含有する特許請求の範囲第１項記載のワックス組成物
   。
3. （３）ワックス組成物の融点が５０〜８０℃の範囲であ
   る特許請求の範囲第１項記載のワックス組成物。