TW202345700A - 抗菌劑 - Google Patents
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Abstract
本發明之抗菌劑係含有封阻異氰酸酯。封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)。聚異氰酸酯之封端殘基(A)係具複數異氰酸酯基的聚異氰酸酯之異氰酸酯基被封端所成。抗菌性-非封阻封端基(B)係複數異氰酸酯基之至少一部分被無法再生地封端所成。非抗菌性-封阻封端基(C)係複數異氰酸酯基之至少一部分被可再生地封端所成。抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。
Description
本發明係有關一種抗菌劑。
習知,作為抗菌劑,已知有含有四級銨鹽的化合物。又,已知有將此種抗菌劑固定於各種物品表面而使用的方法。
更具體而言,提案有:使含有乙氧基矽烷系四級銨鹽的抗菌劑之溶液,接觸到含有具羧基之樹脂成分的物品,而對物品表面賦予乙氧基矽烷系四級銨鹽的方法(例如參照專利文獻1)。
該方法係藉由具羧基之樹脂成分的羧基、與乙氧基矽烷系四級銨鹽的乙氧基矽烷基進行反應,使抗菌劑固定於物品。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2013/047642號
(發明所欲解決之問題)
但是,專利文獻1記載的方法中,必需選擇具羧基之樹脂成分作為物品(被固定化物),且必需選擇乙氧基矽烷系四級銨鹽作為抗菌劑(固定化物)。所以,會有物品(被固定化物)的選擇自由度比較低之不良情況。
本發明係具有優異抗菌性、且可依較高自由度選擇被固定化物的抗菌劑。
(解決問題之技術手段)
本發明態樣[1]包含一種抗菌劑,係含有封阻異氰酸酯的抗菌劑,上述封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C);上述聚異氰酸酯之封端殘基(A)係具複數異氰酸酯基的聚異氰酸酯之異氰酸酯基被封端所成;上述抗菌性-非封阻封端基(B)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被無法再生地封端所成;上述非抗菌性-封阻封端基(C)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被可再生地封端所成;上述抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。
本發明態樣[2]包含上述態樣[1]所記載的抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯係進一步具有抗菌性-封阻封端基(D);上述抗菌性-封阻封端基(D)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被可再生地封端所成;上述抗菌性-封阻封端基(D)係含有三級銨鹽。
本發明態樣[3]包含上述態樣[1]或[2]所記載的抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯係進一步具有親水性基(E);上述親水性基(E)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被無法再生地封端所成;上述親水性基(E)係含有聚氧乙烯基。
本發明態樣[4]包含上述態樣[1]~[3]中任一項所記載的抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯係未被四級化處理。
本發明態樣[5]包含上述態樣[1]~[4]中任一項所記載的抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯係原料成分的反應生成物;原料成分係含有:具複數異氰酸酯基、且用於形成上述封端殘基(A)的聚異氰酸酯(a),及與複數上述異氰酸酯基之至少一部分反應、且用於形成上述抗菌性-非封阻封端基(B)的抗菌性-非封阻封端劑(b),以及與複數上述異氰酸酯基之至少一部分反應、且用於形成上述非抗菌性-封阻封端基(C)的非抗菌性-封阻封端劑(c);上述抗菌性-非封阻封端劑(b)係含有含四級銨基化合物。
本發明態樣[6]包含上述態樣[5]所記載的抗菌劑,其中,上述抗菌性-非封阻封端劑(b)的比例,相對於上述聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,係5莫耳以上。
本發明態樣[7]包含上述態樣[5]或[6]所記載的抗菌劑,其中,上述含四級銨基化合物係含有三烷基烷醇銨化合物。
本發明態樣[8]包含上述態樣[5]~[7]中任一項所記載的抗菌劑,其中,上述原料成分係進一步含有:與複數上述異氰酸酯基之至少一部分反應、且用於加成三級胺基的含三級胺基化合物(d1),以及中和上述三級胺基之至少一部分、且用於形成三級銨鹽的酸(d2)。
本發明態樣[9]包含上述態樣[5]~[8]中任一項所記載的抗菌劑,其中,上述原料成分係進一步含有親水性化合物(e);上述親水性化合物(e)係含有聚氧乙烯化合物。
本發明態樣[10]包含上述態樣[1]~[9]中任一項所記載的抗菌劑,其中,上述聚異氰酸酯係含有芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物。
(對照先前技術之功效)
本發明的抗菌劑係含有封阻異氰酸酯。封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)。而且,抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。所以,上述抗菌劑係具有優異的抗菌性,且可依較高自由度固定於樹脂中。
1.抗菌劑
(1)封阻異氰酸酯
抗菌劑係含有封阻異氰酸酯。封阻異氰酸酯係具有潛在異氰酸酯基的化合物。潛在異氰酸酯基係利用脫封阻,而可再生異氰酸酯基(活性異氰酸酯基)的官能基。
封阻異氰酸酯更具體而言係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)。
(2)聚異氰酸酯之封端殘基(A)
聚異氰酸酯之封端殘基(A)係封阻異氰酸酯的主分子骨架。聚異氰酸酯之封端殘基(A)係聚異氰酸酯(後述)的異氰酸酯基被封端所成的殘部。另外,封端係包括有封阻封端與非封阻封端。
(3)抗菌性-非封阻封端基(B)
抗菌性-非封阻封端基(B)係聚異氰酸酯(後述)的異氰酸酯基之至少一部分被無法再生地封端所成。亦即,抗菌性-非封阻封端基(B)係無法脫封阻的末端封端基。
再者,抗菌性-非封阻封端基(B)係具有抗菌性。更具體而言,抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。
另外,四級銨基係相對於1個氮原子,鍵結4個氫原子以外之原子的陽離子基。利用四級銨基而可獲得水分散性優異的封阻異氰酸酯。四級銨基係例如利用相對離子中和。
四級銨基係可舉例如三烷銨基。三烷銨基係可舉例如烷基碳數1~8之三烷銨基,較佳係烷基碳數1~4之三烷銨基。三烷銨基更具體而言係可舉例如:三甲銨基、三乙銨基、二甲基乙銨基、甲基二乙銨基、三丙銨基、及三丁銨基。該等係可單獨使用或併用2種以上。三烷銨基較佳係可列舉三甲銨基。
四級銨基的相對離子係可舉例如:氯化物離子、溴化物離子、碘化物離子、醋酸離子、碳酸離子、磷酸離子、氫氧化物離子、檸檬酸離子、酒石酸離子、重酒石酸離子、及乳酸離子。該等係可單獨使用或併用2種以上。相對離子較佳係可列舉:氯化物離子、溴化物離子、及醋酸離子,更佳係氯化物離子。
抗菌性-非封阻封端基(B)係對聚異氰酸酯之封端殘基(A)進行化學鍵結。
抗菌性-非封阻封端基(B)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如5莫耳以上、較佳係10莫耳以上、更佳係15莫耳以上。又,抗菌性-非封阻封端基(B)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從耐久性的觀點,係例如80莫耳以下、較佳係60莫耳以下,從水分散性及儲存安定性的觀點,更佳係40莫耳以下、進而更佳係30莫耳以下、特佳係25莫耳以下。
再者,抗菌性-非封阻封端基(B)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)與非抗菌性-封阻封端基(C)的合計100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如5莫耳以上、較佳係10莫耳以上、更佳係15莫耳以上。又,抗菌性-非封阻封端基(B)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)與非抗菌性-封阻封端基(C)的合計100莫耳,從耐久性的觀點,係例如80莫耳以下、較佳係60莫耳以下,從水分散性及儲存安定性的觀點,更佳係40莫耳以下、進而更佳係30莫耳以下、特佳係25莫耳以下。
再者,抗菌性-非封阻封端基(B)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)100質量份,係例如2.0質量份以上、較佳係4.5質量份以上。又,抗菌性-非封阻封端基(B)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)100質量份,係例如20.0質量份以下、較佳係15.0質量份以下。
(4)非抗菌性-封阻封端基(C)
非抗菌性-封阻封端基(C)係聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基之至少一部分被可再生地封端所成。亦即,非抗菌性-封阻封端基(C)係可脫封阻的潛在異氰酸酯基(封阻異氰酸酯基)。
再者,非抗菌性-封阻封端基(C)係不具有抗菌性。非抗菌性-封阻封端基(C)係可列舉公知的潛在異氰酸酯基(封阻異氰酸酯基)。
非抗菌性-封阻封端基(C)係對聚異氰酸酯之封端殘基(A)進行化學鍵結。
非抗菌性-封阻封端基(C)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從耐久性的觀點,係例如20莫耳以上、較佳係40莫耳以上,從水分散性與儲存安定性的觀點,更佳係60莫耳以上、最佳係70莫耳以上、特佳係75莫耳以上。又,非抗菌性-封阻封端基(C)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如95莫耳以下、較佳係90莫耳以下、更佳係85莫耳以下。
再者,非抗菌性-封阻封端基(C)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)與非抗菌性-封阻封端基(C)的合計100莫耳,從耐久性的觀點,係例如20莫耳以上、較佳係40莫耳以上,又,從水分散性與儲存安定性的觀點,更佳係60莫耳以上、特佳係70莫耳以上、進而更特佳係75莫耳以上。又,非抗菌性-封阻封端基(C)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)與非抗菌性-封阻封端基(C)的合計100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如95莫耳以下、較佳係90莫耳以下、更佳係85莫耳以下。
再者,非抗菌性-封阻封端基(C)的比例,相對於形成封端殘基(A)的異氰酸酯(後述)100質量份,係例如18.0質量份以上、較佳係22.0質量份以上。又,非抗菌性-封阻封端基(C)的比例,相對於形成封端殘基(A)的異氰酸酯(後述)100質量份,係例如33.0質量份以下、較佳係30.0質量份以下。
非抗菌性-封阻封端基(C)係利用加熱進行脫封阻(解離)而再生異氰酸酯基。非抗菌性-封阻封端基(C)的解離溫度係例如50℃以上。又,非抗菌性-封阻封端基(C)的解離溫度係例如150℃以下、較佳係140℃以下、更佳係130℃以下。
(5)抗菌性-封阻封端基(D)
封阻異氰酸酯係可進一步具有抗菌性-封阻封端基(D)。利用抗菌性-封阻封端基(D)則可提升封阻異氰酸酯的反應性(硬化性)。
抗菌性-封阻封端基(D)係聚異氰酸酯(後述)的異氰酸酯基之至少一部分被可再生地封端所成。亦即,抗菌性-封阻封端基(D)係可脫封阻的潛在異氰酸酯基(封阻異氰酸酯基)。
再者,抗菌性-封阻封端基(D)係具有抗菌性。更具體而言,抗菌性-封阻封端基(D)係可列舉三級銨鹽。
三級銨鹽係例如將三級胺基利用酸進行中和所形成。
另外,三級胺基係相對於1個氮原子,氫原子以外之原子呈3個單鍵的胺基。換言之,相對於1個氮原子,氫原子以外之原子呈雙鍵或三鍵的胺基,並非三級胺基。又,三級胺基亦可含有於雜環結構中。
三級胺基係可舉例如二烷胺基。二烷胺基係可舉例如烷基碳數1~8之二烷胺基,較佳係烷基碳數1~4之二烷胺基。二烷胺基更具體而言係可舉例如:二甲胺基、二乙胺基、二丙胺基、二異丙胺基、二丁胺基、二異丁胺基、二第二丁胺基、及二第三丁胺基。該等係可單獨使用或2種以上併用。二烷胺基較佳係二甲胺基。
中和三級胺基的酸係可舉例如有機酸及無機酸,較佳係可列舉有機酸。有機酸係可舉例如羧酸。羧酸係可舉例如:醋酸、丙酸及乳酸。該等係可單獨使用或2種以上併用。
抗菌性-封阻封端基(D)係對聚異氰酸酯之封端殘基(A)進行化學鍵結。
抗菌性-封阻封端基(D)的比例,係相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如0.1莫耳以上、較佳係1莫耳以上。又,抗菌性-封阻封端基(D)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如20莫耳以下、較佳係10莫耳以下。
再者,抗菌性-封阻封端基(D)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)100莫耳,係例如1莫耳以上、較佳係5莫耳以上、更佳係10莫耳以上。又,抗菌性-封阻封端基(D)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如40莫耳以下、較佳係35莫耳以下、更佳係30莫耳以下。
再者,抗菌性-封阻封端基(D)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)100質量份,係例如0.1質量份以上、較佳係1.3質量份以上。又,抗菌性-封阻封端基(D)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)100質量份,係例如15.0質量份以下、較佳係12.0質量份以下。
抗菌性-封阻封端基(D)係利用加熱進行脫封阻(解離),便可使異氰酸酯基再生。但是,抗菌性-封阻封端基(D)係配合溫度條件,亦可不進行脫封阻(解離),不使異氰酸酯基再生。
更具體而言,抗菌性-封阻封端基(D)的解離溫度,較佳係高於非抗菌性-封阻封端基(C)的解離溫度。若抗菌性-封阻封端基(D)的解離溫度高於非抗菌性-封阻封端基(C)的封阻基之解離溫度,便可一邊抑制抗菌性-封阻封端基(D)解離,一邊使非抗菌性-封阻封端基(C)優先解離。所以,當利用非抗菌性-封阻封端基(C)解離形成樹脂(後述)時,則可在該樹脂上固定抗菌性-封阻封端基(D)。
抗菌性-封阻封端基(D)的解離溫度係例如60℃以上、較佳係100℃以上。又,非抗菌性-封阻封端基(C)的解離溫度係例如200℃以下、較佳係180℃以下、更佳係160℃以下。
非抗菌性-封阻封端基(C)的解離溫度、與抗菌性-封阻封端基(D)的解離溫度之差,係例如1℃以上、較佳係10℃以上。又,非抗菌性-封阻封端基(C)的解離溫度、與抗菌性-封阻封端基(D)的解離溫度之差,係例如50℃以下、較佳係40℃以下。
(6)親水性基(E)
封阻異氰酸酯係可進一步具有親水性基(E)。利用親水性基(E)便可提升封阻異氰酸酯的水分散性。
親水性基(E)係聚異氰酸酯(後述)的異氰酸酯基之至少一部分被無法再生地封端所成。亦即,親水性基(E)係無法脫封阻的末端封端基。
親水性基(E)係可舉例如陰離子性基及非離子性基,較佳係可列舉非離子性基。非離子性基係可舉例如聚氧乙烯基。聚氧乙烯基中,氧乙烯單元的重複數係例如3以上、較佳係5以上。又,氧乙烯單元的重複數係例如100以下、較佳係50以下。
親水性基(E)係對聚異氰酸酯之封端殘基(A)進行化學鍵結。
親水性基(E)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如0.1莫耳以上、較佳係1莫耳以上。又,親水性基(E)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)之異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如20莫耳以下、較佳係10莫耳以下。
再者,親水性基(E)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)100莫耳,係例如1莫耳以上、較佳係3莫耳以上、更佳係5莫耳以上。
再者,親水性基(E)的比例,相對於抗菌性-非封阻封端基(B)100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如30莫耳以下、較佳係25莫耳以下、更佳係20莫耳以下。
再者,親水性基(E)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)100質量份,係例如0.1質量份以上、較佳係1.0質量份以上。又,親水性基(E)的比例,相對於形成封端殘基(A)的聚異氰酸酯(後述)100質量份,係例如65.0質量份以下、較佳係32.0質量份以下。
2.封阻異氰酸酯之製造方法
(1)原料成分
封阻異氰酸酯係可依以下原料成分的反應生成物之形式獲得。封阻異氰酸酯的原料成分係含有例如:聚異氰酸酯(a)、抗菌性-非封阻封端劑(b)、以及非抗菌性-封阻封端劑(c)。
(2)聚異氰酸酯(a)
聚異氰酸酯(a)係用於形成封端殘基(A)的原料化合物。聚異氰酸酯(a)係具有複數異氰酸酯基。聚異氰酸酯(a)係可舉例如:聚異氰酸酯單體、及聚異氰酸酯衍生物。
聚異氰酸酯單體係可舉例如:脂肪族聚異氰酸酯、芳香族聚異氰酸酯、及芳香脂肪族聚異氰酸酯。
脂肪族聚異氰酸酯係可舉例如:伸乙基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、1,4-四亞甲基二異氰酸酯、1,5-五亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、及2,6-二異氰酸酯己酸甲酯。該等係可單獨使用或2種以上併用。
再者,脂肪族聚異氰酸酯單體亦可列舉脂環族聚異氰酸酯單體。脂環族聚異氰酸酯單體係可舉例如:1,3-環戊烷二異氰酸酯、1,3-環戊烯二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯、1,3-環己烷二異氰酸酯、3-異氰酸基甲基-3,5,5-三甲基環己基異氰酸酯、亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、甲基-2,4-環己烷二異氰酸酯、甲基-2,6-環己烷二異氰酸酯、降𦯉烷二異氰酸酯、及雙(異氰酸基甲基)環己烷。該等係可單獨使用或2種以上併用。
芳香族聚異氰酸酯係可舉例如:甲伸苯基二異氰酸酯、伸苯基二異氰酸酯、4,4'-二苯基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、4,4'-甲苯胺二異氰酸酯、及4,4'-二苯醚二異氰酸酯。該等係可單獨使用或2種以上併用。
芳香脂肪族聚異氰酸酯係可舉例如:伸二甲苯基二異氰酸酯、四甲基伸二甲苯基二異氰酸酯、及ω,ω'-二異氰酸酯-1,4-二乙基苯。該等係可單獨使用或2種以上併用。
聚異氰酸酯衍生物係由上述聚異氰酸酯單體所衍生。聚異氰酸酯衍生物係可舉例如:異三聚氰酸酯改質體、亞胺基㗁二𠯤二酮改質體、三醇加成體、脲基甲酸酯改質體、縮二脲改質體、脲改質體、㗁二𠯤三酮改質體、羰二醯亞胺改質體、脲二酮改質體、及脲酮亞胺改質體。該等係可單獨使用或2種以上併用。聚異氰酸酯衍生物較佳係可列舉異三聚氰酸酯改質體。
聚異氰酸酯(a)係可單獨使用或2種以上併用。聚異氰酸酯(a)從硬化性(反應性)的觀點,較佳係含有聚異氰酸酯衍生物、更佳係由聚異氰酸酯衍生物所構成。
聚異氰酸酯衍生物從耐光性的觀點,較佳係可列舉:由脂肪族聚異氰酸酯衍生的聚異氰酸酯衍生物(以下稱「脂肪族聚異氰酸酯衍生物」)、及由芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生的聚異氰酸酯衍生物(以下稱「芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物」)。
聚異氰酸酯衍生物從達到抗菌性、儲存安定性、硬化性及耐光性均衡的觀點,較佳係芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物。
換言之,聚異氰酸酯(a)較佳係含有芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物。芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物較佳係可列舉伸二甲苯基二異氰酸酯的衍生物、更佳係伸二甲苯基二異氰酸酯的異三聚氰酸酯改質體。
聚異氰酸酯(a)的平均異氰酸酯基數係例如2以上、較佳係2.5以上。又,聚異氰酸酯(a)的平均異氰酸酯基數係例如4以下、較佳係3.5以下。
聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基含量(NCO%)係例如5質量%以上、較佳係7質量%以上。又,聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基含量(NCO%)係例如30質量%以下、較佳係25質量%以下。
(3)抗菌性-非封阻封端劑(b)
抗菌性-非封阻封端劑(b)係用於形成抗菌性-非封阻封端基(B)的原料化合物。抗菌性-非封阻封端劑(b)係與上述聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基之至少一部分反應,形成抗菌性-非封阻封端基(B)。
抗菌性-非封阻封端劑(b)係1分子中含有1個以上活性氫基、且1分子中含有1個以上抗菌基。
活性氫基係對異氰酸酯基呈無法脫離地鍵結之官能基(非封阻基)。活性氫基係可舉例如:羥基、胺基及巰基,較佳係羥基。活性氫基數相對於1分子抗菌性-非封阻封端劑(b)較佳係1個。
抗菌基係表現抗菌性的官能基。抗菌基係可舉例如上述四級銨基。抗菌基數相對於1分子的抗菌性-非封阻封端劑(b)較佳係1個。
抗菌性-非封阻封端劑(b)更具體而言係可舉例如含四級銨基化合物。含四級銨基化合物係例如合併具有:1分子中1個活性氫基、與1分子中1個四級銨基的化合物。含四級銨基化合物更具體而言係可列舉:三烷基烷醇銨化合物。
三烷基烷醇銨化合物係可舉例如:氯化膽(choline chloride)、溴化膽、碘化膽、醋酸膽、碳酸膽、磷酸膽、氫氧化膽、檸檬酸膽、酒石酸膽、酒石酸氫膽、及乳酸膽等。該等係可單獨使用或2種以上併用。
從儲存安定性的觀點,較佳係可列舉:溴化膽及醋酸膽。又,從低成本性的觀點,較佳係氯化膽。
原料成分中,抗菌性-非封阻封端劑(b)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如5莫耳以上、較佳係10莫耳以上、更佳係15莫耳以上。又,抗菌性-非封阻封端劑(b)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從耐久性的觀點,係例如80莫耳以下、較佳係60莫耳以下,從水分散性及儲存安定性的觀點,更佳係40莫耳以下、特佳係30莫耳以下、更特佳係25莫耳以下。
再者,原料成分中,抗菌性-非封阻封端劑(b)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如2.0質量份以上、較佳係4.5質量份以上、更佳係6.0質量份以上。又,抗菌性-非封阻封端劑(b)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如20.0質量份以下、較佳係15.0質量份以下、更佳係12.5質量份以下。
(4)非抗菌性-封阻封端劑(c)
非抗菌性-封阻封端劑(c)係用於形成非抗菌性-封阻封端基(C)的原料化合物。非抗菌性-封阻封端劑(c)係與上述聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基之至少一部分反應,形成非抗菌性-封阻封端基(C)。
非抗菌性-封阻封端劑(c)係1分子中含有1個以上封阻基的封阻封端劑。
封阻基係封阻聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基,使其不活性化的官能基。藉由封阻基與異氰酸酯基的反應則形成潛在異氰酸酯基。
封阻基係可舉例如:胍基、咪唑基、醇基、酚基、活性亞甲基、胺基、亞胺基、肟基、胺甲酸基、脲基、酸醯胺基、酸醯亞胺基、三唑基、吡唑基、硫醇基、亞硫酸氫鹽、咪唑啉基、及嘧啶基。該等係可單獨使用或2種以上併用。封阻基數較佳係相對於1分子抗菌性-非封阻封端劑(b)為1個。
非抗菌性-封阻封端劑(c)更具體而言係可列舉公知的封阻封端劑(後述含三級胺化合物(d1)除外,以下相同)。
非抗菌性-封阻封端劑(c)更具體而言係可舉例如:咪唑系化合物、醇系化合物、酚系化合物、活性亞甲基系化合物、一~二級胺系化合物、亞胺系化合物、肟系化合物、胺甲酸系化合物、脲系化合物、酸醯胺系化合物、酸醯亞胺系化合物、三唑系化合物、吡唑系化合物、硫醇系化合物、亞硫酸氫鹽、咪唑啉系化合物、及嘧啶系化合物等。
咪唑系化合物係可舉例如:咪唑(IMZ)、苯并咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-異丙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、及2-胺-咪唑等。
醇系化合物係可舉例如:甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇、第二丁醇、2-乙基己醇、1-辛醇、2-辛醇、環己醇、乙二醇、苄醇、2,2,2-三氟乙醇、2,2,2-三氯乙醇、2-(羥甲基)呋喃、2-甲氧基乙醇、甲氧基丙醇、2-乙氧基乙醇、正丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-乙氧基乙氧基乙醇、2-乙氧基丁氧基乙醇、丁氧基乙氧基乙醇、2-丁氧基乙基乙醇、2-丁氧基乙氧基乙醇、N,N-二丁基-2-羥基乙醯胺、N-羥基琥珀醯亞胺、N-啉乙醇、2,2-二甲基-1,3-二㗁戊烷-4-甲醇、3-㗁唑啶乙醇、2-羥甲基吡啶、糠醇、12-羥基硬脂酸、三苯基矽醇、及甲基丙烯酸-2-羥乙酯等。
酚系化合物係可舉例如:酚、甲酚、乙基酚、正丙基酚、異丙基酚、正丁基酚、第二丁基酚、第三丁基酚、正己基酚、2-乙基己基酚、正辛基酚、正壬基酚、二正丙基酚、二異丙基酚、異丙基甲酚、二正丁基酚、二第二丁基酚、二第三丁基酚、二正辛基酚、二(2-乙基己基)酚、二正壬基酚、硝基酚、溴酚、氯酚、氟酚、二甲基酚、苯乙烯化酚、水楊酸甲酯、4-羥基苯甲酸甲酯、4-羥基苯甲酸苄酯、羥基苯甲酸-2-乙基己酯、4-[(二甲胺基)甲基]酚、4-[(二甲胺基)甲基]壬基酚、雙(4-羥苯基)醋酸、2-羥基吡啶、2-羥基喹啉、8-羥基喹啉、2-氯-3-吡啶酚、及吡啶-2-硫醇等。
活性亞甲基系化合物係可舉例如:米氏酸(Meldrum's acid)、丙二酸二烷基酯、乙醯醋酸烷基酯、甲基丙烯酸-2-乙醯乙醯氧基乙酯、乙醯丙酮、及氰基醋酸乙酯等。丙二酸二烷基酯係可舉例如:丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二正丁酯、丙二酸二第三丁酯、丙二酸二(2-乙基己酯)、丙二酸甲基正丁酯、丙二酸乙基正丁酯、丙二酸甲基第二丁酯、丙二酸乙基第二丁酯、丙二酸甲基第三丁酯、丙二酸乙基第三丁酯、甲基丙二酸二乙酯、丙二酸二苄酯、丙二酸二苯酯、丙二酸苄基甲酯、丙二酸乙基苯酯、丙二酸第三丁基苯酯、及丙二酸亞異丙酯等。乙醯醋酸烷基酯係可舉例如:乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、乙醯醋酸正丙酯、乙醯醋酸異丙酯、乙醯醋酸正丁酯、乙醯醋酸第三丁酯、乙醯醋酸苄酯、及乙醯醋酸苯酯等。
一~二級胺系化合物係可舉例如:二丁胺、二苯胺、苯胺、N-甲基苯胺、咔唑、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)胺、二正丙胺、二異丙胺(DiPA)、異丙基乙胺、2,2,4-三甲基六亞甲胺、2,2,5-三甲基六亞甲胺、N-異丙基環己胺、二環己胺、雙(3,5,5-三甲基環己基)胺、哌啶、2,6-二甲基哌啶、第三丁基甲胺、第三丁基乙胺、第三丁基丙胺、第三丁基丁胺、第三丁基苄胺、第三丁基苯胺、2,2,6-三甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶、(二甲胺基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶、6-甲基-2-哌啶、及6-胺基己酸等。
亞胺系化合物係可舉例如:伸乙亞胺、聚伸乙亞胺、及1,4,5,6-四氫嘧啶等。
肟系化合物係可舉例如:甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟(MEKO)、環己酮肟、二乙醯單肟、二苯基酮肟、2,2,6,6-四甲基環己酮肟、二異丙基酮肟、甲基第三丁基酮肟、二異丁基酮肟、甲基異丁基酮肟、甲基異丙基酮肟、甲基-2,4-二甲基戊基酮肟、甲基-3-乙基庚基酮肟、甲基異戊基酮肟、正戊基酮肟、2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮單肟、4,4'-二甲氧基二苯基酮肟、及2-庚酮肟。
胺甲酸系化合物係可舉例如N-苯基胺甲酸苯酯等。
脲系化合物係可舉例如:脲、硫脲、及乙烯脲等。
酸醯胺系化合物,換言之,係內醯胺系化合物。酸醯胺系化合物係可舉例如:乙醯苯胺、N-甲基乙醯胺、醋酸醯胺、ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺、吡咯啶酮、2,5-哌𠯤二酮、及十二內醯胺等。
酸醯亞胺系化合物係可舉例如:琥珀酸醯亞胺、順丁烯二酸醯亞胺、及酞醯亞胺等。
三唑系化合物係可舉例如:1,2,4-三唑、及苯并三唑等。
吡唑系化合物係可舉例如:吡唑、3-甲基吡唑、3-甲基-5-苯基吡唑、3,5-二苯基吡唑、4-苄基-3,5-二甲基吡唑、4-硝基-3,5-二甲基吡唑、4-溴-3,5-二甲基吡唑、及3,5-二烷基吡唑等。3,5-二烷基吡唑係在吡唑環的4位不具有取代基。3,5-二烷基吡唑係可舉例如:3,5-二甲基吡唑(DMP)、3,5-二異丙基吡唑、3,5-二第三丁基吡唑等。
硫醇系化合物係可舉例如:丁基硫醇、十二基硫醇、及己基硫醇等。
亞硫酸氫鹽係可舉例如亞硫酸氫鈉等。
咪唑啉系化合物係可舉例如:2-甲基咪唑啉、及2-苯基咪唑啉等。
嘧啶系化合物係可舉例如:2-甲基-1,4,5,6-四氫嘧啶等。
再者,非抗菌性-封阻封端劑(c)亦可舉例如:苯并㗁唑酮、靛紅衍酸酐、及四丁基鏻-醋酸酯等。
該等係可單獨使用或2種以上併用。非抗菌性-封阻封端劑(c)較佳係含有吡唑系化合物,更佳係由吡唑系化合物構成。吡唑系化合物較佳係可舉例如:3,5-二苯基吡唑、及3,5-二烷基吡唑,更佳係3,5-二烷基吡唑,進而更佳係3,5-二甲基吡唑(DMP)。
原料成分中,非抗菌性-封阻封端劑(c)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從耐久性的觀點,係例如20莫耳以上、較佳係40莫耳以上,又,從水分散性及儲存安定性的觀點,更佳係60莫耳以上、特佳係70莫耳以上、更特佳係75莫耳以上。又,非抗菌性-封阻封端劑(c)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如95莫耳以下、較佳係90莫耳以下、更佳係85莫耳以下。
再者,原料成分中,非抗菌性-封阻封端劑(c)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如18.0質量份以上、較佳係22.0質量份以上、更佳係25.0質量份以上。又,非抗菌性-封阻封端劑(c)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如33.0質量份以下、較佳係30.0質量份以下、更佳係27.0質量份以下。
(5)抗菌性-封阻封端基形成原料(d)
原料成分係進一步含有用於形成上述抗菌性-封阻封端基(D)的原料化合物(以下稱「抗菌性-封阻封端基形成原料(d)」)。
抗菌性-封阻封端基形成原料(d)係含有例如:含三級胺基化合物(d1)及酸(d2)。
含三級胺基化合物(d1)係用於對封阻異氰酸酯加成三級胺基的原料化合物。含三級胺基化合物(d1)係與上述聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基之至少一部分反應,而將三級胺基加成於聚異氰酸酯(a)。
含三級胺基化合物(d1)係例如:1分子中含有1個以上的上述封阻基、且1分子中含有1個以上的上述三級胺基。
含三級胺基化合物更具體而言係可列舉下述一般式(1)所示胍化合物。
[化1]
(式中,R
1~R
5係表示碳數1~12之烴基或氫原子;其中,R
1與R
2兩者均表示碳數1~12之烴基、及/或R
4與R
5兩者均表示碳數1~12之烴基;又,R
1與R
3可相互鍵結形成雜環;又,R
4與R
1可相互鍵結形成雜環;又,R
5與R
3可相互鍵結形成雜環。)
上述一般式(1)中,R
1~R
5可相同或互異。R
1~R
5係表示碳數1~12之烴基或氫原子。
其中,R
1與R
2兩者均表示碳數1~12之烴基、及/或R
4與R
5兩者均表示碳數1~12之烴基。藉此,一般式(1)所示胍化合物至少含有1個三級胺基。
R
1~R
5所示碳數1~12之烴基,係可舉例如:碳數1~12之烷基、及碳數6~12之芳基。
碳數1~12之烷基,係可舉例如:碳數1~12之鏈狀烷基、及碳數3~12之環狀烷基。
碳數1~12之鏈狀烷基係可列舉直鏈或分支之碳數1~12的鏈狀烷基,例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第三戊基、己基、庚基、辛基、壬基、異壬基、癸基、十一基、及十二基。
碳數3~12之環狀烷基係可舉例如:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、及環十二基。
碳數6~12之芳基係可舉例如:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、薁基、及聯苯等。
碳數1~12之烴基在R
1~R
5中可相同或互異。
再者,R
1與R
3係可相互鍵結形成雜環。
R
1與R
3相互鍵結形成的雜環係具有-N=C-N-結構的含氮雜環,可舉例如:3~20員環的雜環、較佳係3~10員環、更佳係3~8員環、特佳係5~7員環的雜環。又,雜環係例如可為單環狀、亦可為複數單環共用一邊的多環狀。又,雜環亦可為共軛系雜環。
再者,R
4與R
1係可相互鍵結形成雜環。又,R
5與R
3係可相互鍵結形成雜環。
再者,由R
1、R
3、R
4及R
5形成的雜環,亦可為複數單環共用一邊的多環狀。在此情況下所形成的雜環係具有-N=C-N-結構的含氮雜環,可舉例如:6~20員環的雜環、較佳係6~15員環、更佳係6~12員環、特佳係10~12員環的雜環。又,雜環亦可為共軛系雜環。另外,R
1、R
3、R
4及R
5形成雜環的情況,R
2較佳係表示氫原子。此種雜環結構具體而言係可列舉:三氮雜雙環環結構。
上述一般式(1)中,R
1~R
5較佳係表示碳數1~12之烴基或氫原子、更佳係表示碳數1~12之烷基或氫原子、特佳係表示碳數1~12之鏈狀烷基或氫原子。
其中,R
1與R
2兩者係表示碳數1~12之烴基、及/或R
4與R
5兩者係表示碳數1~12之烴基。
特佳係上述一般式(1)中,R
1、R
2、R
4及R
5係表示碳數1~12之鏈狀烷基,R
3係表示氫原子。
上述一般式(1)所示胍化合物,具體而言係可舉例如:3,3-二烷基胍、1,1,3,3-四烷基胍、及1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯。
上述一般式(1)所示胍化合物係可單獨使用或2種以上併用。
含三級胺基化合物(d1)並不被侷限於上述胍化合物。含三級胺基化合物(d1)除了上述胍化合物之外,可舉例如:N-二甲胺基乙醇(DMAE)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、N-甲基哌𠯤(MPZ)、N-甲基高哌𠯤(MHPZ)、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯(DBU)、N,N,N'-三甲基伸乙二胺(TMEDA)、及1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯(TABD)。
含三級胺基化合物(d1)係可單獨使用或2種以上併用。從抗菌性及水分散性的觀點,含三級胺基化合物(d1)較佳係可列舉上述一般式(1)所示胍化合物、更佳係可列舉1,1,3,3-四烷基胍、更佳係可列舉1,1,3,3-四甲基胍(TMG)。
原料成分中,含三級胺基化合物(d1)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如0.1莫耳以上、較佳係1莫耳以上。又,含三級胺基化合物(d1)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如20莫耳以下、較佳係10莫耳以下。
再者,原料成分中,含三級胺基化合物(d1)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如0.1質量份以上、較佳係1.3質量份以上、更佳係1.5質量份以上。又,含三級胺基化合物(d1)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如15.0質量份以下、較佳係12.0質量份以下、更佳係10.0質量份以下。
酸(d2)係中和上述三級胺基之至少一部分,且用於形成三級銨鹽的原料化合物。酸(d2)只要係可中和上述三級胺基,則無特別的限制,例如抗菌性-封阻封端基(D)係可列舉上述酸。酸(d2)較佳係可列舉:醋酸、丙酸及乳酸,更佳係可列舉醋酸。
原料成分中,酸(d2)的比例係相對於含三級胺基化合物(d1)的三級胺基,係例如0.5當量以上、較佳係0.8當量以上。又,酸(d2)的比例相對於含三級胺基化合物(d1)的三級胺基100莫耳,係例如5.0當量以下、較佳為3.0當量以下。
(6)親水性化合物(e)
原料成分係可進一步含有用於形成上述親水性基(E)的親水性化合物(e)。
親水性化合物(e)係具有活性氫基與親水性基。親水性化合物(e)係可舉例如:非離子性親水性化合物、較佳係可列舉聚氧乙烯化合物。聚氧乙烯化合物係具有至少3個連續的氧乙烯基。
聚氧乙烯化合物係可舉例如:含聚氧乙烯基之多元醇、含聚氧乙烯基之聚胺、單封端聚氧乙二醇、及單封端聚氧伸乙二胺。
聚氧乙烯化合物係可單獨使用或2種以上併用。
聚氧乙烯化合物較佳係含有單封端聚氧乙二醇、更佳係含有單烷氧基聚氧乙二醇。
單烷氧基聚氧乙二醇的一末端係利用例如碳數1~20之烷基、較佳係碳數1~4之烷基進行封端。羥基係位於單烷氧基聚氧乙二醇的另一末端。
單烷氧基聚氧乙二醇係可舉例如:甲氧基聚氧乙二醇(MeOPEG)、及乙氧基聚氧乙二醇,較佳係可列舉甲氧基聚氧乙二醇。
聚氧乙烯化合物中,氧乙烯單元的重複數係例如3以上、較佳係5以上。又,氧乙烯單元的重複數係例如100以下、較佳係50以下。
聚氧乙烯化合物的數量平均分子量係例如200以上、較佳係400以上。又,聚氧乙烯化合物的數量平均分子量係例如2000以下、較佳係1500以下。另外,聚氧乙烯化合物的數量平均分子量係利用凝膠滲透色層分析儀而可測定。
原料成分中,親水性化合物(e)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如0.1莫耳以上、較佳係1莫耳以上。又,親水性化合物(e)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如20莫耳以下、較佳係10莫耳以下。
再者,原料成分中,親水性化合物(e)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如0.1質量份以上、較佳係1.0質量份以上、更佳係1.5質量份以上。
再者,親水性化合物(e)的比例,相對於聚異氰酸酯(a)100質量份,從抗菌性、水分散性及儲存安定性的觀點,係例如65.0質量份以下、較佳係32.0質量份以下、更佳係30.0質量份以下。
(7)原料成分之反應
原料成分的反應可使上述各成分同時反應,又,亦可使上述各成分依序反應。
較佳係首先將聚異氰酸酯(a)、與抗菌性-非封阻封端劑(b)依上述比率調配,再使該等反應(一級反應步驟)。
一級反應步驟的反應環境係例如惰性氣體環境。惰性氣體係可舉例如:氮氣、及氬氣。一級反應步驟的反應壓力係例如加壓條件及大氣壓條件,較佳係大氣壓條件。
一級反應步驟的反應溫度係例如40℃以上、較佳係50℃以上。又,一級反應步驟的反應溫度係例如100℃以下、較佳係80℃以下。一級反應步驟的反應時間係例如0.5小時以上、較佳係1.0小時以上。又,一級反應步驟的反應時間係例如24小時以下、較佳係12小時以下。
反應的進行係例如採用紅外分光分析法等,藉由確認異氰酸酯基的消失或減少而可判斷。又,例如利用公知的滴定法測定異氰酸酯基含有率,藉由確認異氰酸酯基含有率的減少,亦可判斷反應的進行。
藉此,聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基之一部分藉由抗菌性-非封阻封端劑(b),而被無法再生地封端。其結果,形成抗菌性-非封阻封端基(B)。又,聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基之一部分(相對於上述一部分的殘餘部分),並未被抗菌性-非封阻封端劑(b)封端,而以游離狀態殘存。
亦即,一級反應步驟中,可獲得具有抗菌性-非封阻封端基(B)與游離異氰酸酯基的反應生成物(一級反應生成物)。
其次,該方法中,係將一級反應生成物、與非抗菌性-封阻封端劑(c),以上述比率調配,再使該等反應(二級反應步驟)。
二級反應步驟的反應環境係例如惰性氣體環境。惰性氣體係可舉例如:氮氣、及氬氣。二級反應步驟的反應壓力係例如加壓條件及大氣壓條件,較佳係大氣壓條件。
二級反應步驟的反應溫度係例如0℃以上、較佳係20℃以上。又,二級反應步驟的反應溫度係例如80℃以下、較佳係60℃以下。二級反應步驟的反應時間係例如0.5小時以上、較佳係1.0小時以上。又,二級反應步驟的反應時間係例如24小時以下、較佳係12小時以下。
反應結束係例如採用紅外分光分析法等,藉由確認異氰酸酯基的消失或減少而可判斷。
藉此,一級反應生成物的游離異氰酸酯基藉由非抗菌性-封阻封端劑(c)被可再生地封端。其結果,形成非抗菌性-封阻封端基(C)。
所以,在上述一級反應步驟與二級反應步驟中,聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基藉由抗菌性-非封阻封端基(B)與非抗菌性-封阻封端基(C)被封端。其結果,形成聚異氰酸酯之封端殘基(A)。
亦即,在二級反應步驟中,可獲得具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)的封阻異氰酸酯(二級反應生成物)。
此種封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)。又,抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。所以,上述封阻異氰酸酯係具有優異抗菌性,且可依較高自由度固定於樹脂中。
(8)四級化處理
上述方法中,係藉由使聚異氰酸酯(a)、與抗菌性-非封阻封端劑(b)反應,而形成抗菌性-非封阻封端基(B),例如亦可在未使用抗菌性-非封阻封端劑(b)的情況下,形成抗菌性-非封阻封端基(B)。
更具體而言,亦可在未使用含四級銨基化合物的情況下,例如使用含三級胺基化合物,藉由將該三級胺基施行四級化處理,形成抗菌性-非封阻封端基(B)。
在此種情況下,例如在上述一級反應步驟中,取代抗菌性-非封阻封端劑(b)(例如含四級銨基化合物),而調配含三級胺化合物(b1),再使此等反應(一級反應步驟)。
含三級胺化合物(b1)係可舉例如:作為抗菌性-封阻封端基形成原料之上述含三級胺化合物。該等係可單獨使用或2種以上併用。
另外,含三級胺化合物(d1)的調配比例係根據上述抗菌性-非封阻封端劑(b)的調配比例。又,一級反應步驟的反應條件係同上述。藉此,可獲得具有三級胺基與游離異氰酸酯基的反應生成物(一級反應生成物)。
其次,該方法係與上述同樣地,將一級反應生成物、與抗菌性-封阻封端劑(c),以上述比率調配,再使此等反應(二級反應步驟)。藉此,可獲得具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、非抗菌性-封阻封端基(C)、以及三級胺基的反應生成物(二級反應生成物)。
然後,在該方法中,係將二級反應生成物的三級胺基,利用公知的方法實施四級化處理(四級化處理步驟)。
四級化處理步驟係例如使三級胺基與四級化劑(b2)反應。四級化劑(b2)係可舉例如:氯甲烷、氯丙烯、氯甲苯、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯、環氧丙烷、環氧丁烷、氧化苯乙烯、表溴醇、氯乙醇、3-氯-1,2-丙二醇、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、環氧丙基三甲基氯化銨、環氧丙醇、丁基環氧丙基醚、烯丙基環氧丙基醚、及甲基丙烯酸環氧丙酯。該等係可單獨使用或2種以上併用。四級化劑(b2)較佳係氯甲烷。
四級化劑(b2)的比例相對於含三級胺基化合物(b1)的三級胺基,係為例如0.5當量以上、較佳為0.8當量以上。又,四級化劑(b2)的比例相對於含三級胺基化合物(b1)的三級胺基100莫耳,係為例如5.0當量以下、較佳為3.0當量以下。
四級化處理步驟的反應環境係例如惰性氣體環境。惰性氣體係可舉例如:氮氣、及氬氣。四級化處理步驟的反應壓力係例如加壓條件及大氣壓條件,較佳係大氣壓條件。
四級化處理步驟的反應溫度係例如0℃以上、較佳係20℃以上。又,四級化處理步驟的反應溫度係例如80℃以下、較佳係60℃以下。四級化處理步驟的反應時間係例如0.5小時以上、較佳係1.0小時以上。又,四級化處理步驟的反應時間係例如24小時以下、較佳係12小時以下。
藉此,三級胺基被四級化,而形成四級銨基(抗菌性-非封阻封端基(B))。其結果,可獲得具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、及非抗菌性-封阻封端基(C)的封阻異氰酸酯(四級化處理物)。
此種四級化處理物亦具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)。而且,抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。所以,上述封阻異氰酸酯係具有優異抗菌性,且可以較高自由度固定於樹脂中。
另一方面,從獲得特別優異抗菌性的觀點,較佳係可列舉未經四級化處理的封阻異氰酸酯,更具體而言係可列舉含有:聚異氰酸酯(a)、抗菌性-非封阻封端劑(b)、以及非抗菌性-封阻封端劑(c)的原料成分之反應生成物。
(9)抗菌性-封阻封端基形成原料(d)之反應
原料成分係可含有抗菌性-封阻封端基形成原料(d)。在此情況下,視需要在一級反應步驟及/或二級反應步驟中,可以上述比例調配含三級胺基化合物(d1)。較佳為在二級反應步驟中,以上述比例調配非抗菌性-封阻封端劑(c)、以及含三級胺基化合物(d1)。
二級反應步驟中,若調配含三級胺基化合物(d1),則一級反應生成物的游離異氰酸酯基之至少一部分藉由非抗菌性-封阻封端劑(c)被可再生地封端。又,一級反應生成物的游離異氰酸酯基之至少一部分利用含三級胺基化合物(d1)被封端。
其結果,可獲得含有:源自非抗菌性-封阻封端劑(c)的非抗菌性-封阻封端基(C)、與源自含三級胺基化合物(d1)的含三級胺基之二級反應生成物。
又,在此情況下,在上述二級反應步驟之後,對二級反應生成物以上述比例調配酸(d2),再使該等反應。藉此,三級胺基之至少一部分利用酸進行中和,形成三級銨鹽(中和步驟)。
中和步驟的反應環境可例如惰性氣體環境。惰性氣體係可舉例如:氮氣、及氬氣。中和步驟的反應壓力係例如加壓條件及大氣壓條件,較佳係大氣壓條件。
中和步驟的反應溫度係例如0℃以上、較佳係20℃以上。又,中和步驟的反應溫度係例如80℃以下、較佳係60℃以下。中和步驟的反應時間係例如0.5小時以上、較佳係1.0小時以上。又,中和步驟的反應時間係例如24小時以下、較佳係12小時以下。
藉此,三級胺基利用酸被中和,而形成含三級銨鹽的抗菌性-封阻封端基(D)。
亦即,上述方法可獲得具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、非抗菌性-封阻封端基(C)、以及抗菌性-封阻封端基(D)的封阻異氰酸酯(中和反應生成物)。
此種封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C),進而具有抗菌性-封阻封端基(D)。所以,此種封阻異氰酸酯具有特別優異的抗菌性與硬化性。
(10)親水性化合物(e)之反應
原料成分係可含有親水性化合物(e)。在此情況下,視需要可在一級反應步驟及/或二級反應步驟中,以上述比例調配親水性化合物(e)。較佳係在一級反應步驟中,以上述比例一起調配抗菌性-非封阻封端劑(b)、與親水性化合物(e)。
一級反應步驟中,若調配親水性化合物(e),則聚異氰酸酯化合物(a)的游離異氰酸酯基之至少一部分,藉由抗菌性-非封阻封端劑(b)被無法再生地封端。又,聚異氰酸酯化合物(a)的游離異氰酸酯基之至少一部分,藉由親水性化合物(e)被無法再生地封端。
其結果,可獲得含有:源自抗菌性-非封阻封端劑(b)的抗菌性-非封阻封端基(B)、與源自親水性化合物(e)的親水性基(E)之一級反應生成物。
然後,如上述,使一級反應生成物、與非抗菌性-封阻封端劑(c)反應,而獲得二級反應生成物(二級反應步驟)。
藉此,可獲得具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、非抗菌性-封阻封端基(C)、以及親水性基(E)的封阻異氰酸酯(二級反應生成物)。
此種封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C),進而具有親水性基(E)。所以,此種封阻異氰酸酯具有特別優異的水分散性。
(11)抗菌性-封阻封端基形成原料(d)及親水性化合物(e)之反應
原料成分係可含有抗菌性-封阻封端基形成原料(d)與親水性化合物(e)。在此情況下,較佳係在一級反應步驟中,以上述比例一起調配抗菌性-非封阻封端劑(b)與親水性化合物(e)。又,較佳係在二級反應步驟中,以上述比例一起調配非抗菌性-封阻封端劑(c)與含三級胺基化合物(d1)。又,與上述同樣地,將二級反應生成物利用酸(d2)進行中和。
藉此,可獲得具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、非抗菌性-封阻封端基(C)、抗菌性-封阻封端基(D)、以及親水性基(E)的封阻異氰酸酯(中和反應生成物)。
此種封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、及非抗菌性-封阻封端基(C),進而具有抗菌性-封阻封端基(D)、與親水性基(E)。所以,此種封阻異氰酸酯具有特別優異的抗菌性、硬化性及水分散性。
封阻異氰酸酯中,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基(游離異氰酸酯基)含量,實質為0。
亦即,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基,均會與抗菌性-非封阻封端劑(b)及非抗菌性-封阻封端劑(c)(進而視需要的抗菌性-封阻封端基形成原料(d)及親水性化合物(e))之任一者進行反應。
更具體而言,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基全部較佳係分別與抗菌性-非封阻封端劑(b)及非抗菌性-封阻封端劑(c)之任一者進行反應。藉此,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基(游離異氰酸酯基)全部被封端。所獲得封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、及非抗菌性-封阻封端基(C)。
再者,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基全部較佳係分別與抗菌性-非封阻封端劑(b)、非抗菌性-封阻封端劑(c)、及抗菌性-封阻封端基形成原料(d)之任一者進行反應。藉此,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基(游離異氰酸酯基)全部被封端。所獲得封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、及非抗菌性-封阻封端基(C),進而具有抗菌性-封阻封端基(D)。
再者,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基全部較佳係分別與抗菌性-非封阻封端劑(b)、非抗菌性-封阻封端劑(c)、抗菌性-封阻封端基形成原料(d)及親水性化合物(e)之任一者進行反應。藉此,源自聚異氰酸酯(a)的游離異氰酸酯基(游離異氰酸酯基)全部被封端。所獲得封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、及非抗菌性-封阻封端基(C),進而具有抗菌性-封阻封端基(D)、與親水性基(E)。
(12)其他形態
原料成分的反應順序並不侷限於上述。亦即,其可使聚異氰酸酯(a)、抗菌性-非封阻封端劑(b)及非抗菌性-封阻封端劑(c),依任意順序進行反應。又,其亦可依任意時序調配抗菌性-封阻封端基形成原料(d)及/或親水性化合物(e),並使其進行反應。
再者,上述各反應均可在無溶媒下實施,例如可在有機溶媒存在下實施。有機溶媒係可舉例如:酮類、腈類、腈類、脂肪族烴類、脂環族烴類、芳香族烴類、二醇醚酯類、醚類、鹵化脂肪族烴類、及極性非質子類。有機溶媒係可單獨使用或2種以上併用。
例如,當封阻異氰酸酯未施行四級化處理時,亦即當聚異氰酸酯(a)、含有含四級銨基化合物之抗菌性-非封阻封端劑(b)、以及非抗菌性-封阻封端劑(c)進行反應時,該等較佳係在有機溶媒存在下進行反應。有機溶媒係使用可溶解含四級銨基化合物的親水性溶媒。親水性溶媒係可舉例如:腈類(例如:乙腈及丙腈)、及極性非質子類(例如:丙酮、N-甲基吡咯啶酮、二甲基甲醯胺、N,N'-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、及六甲基膦醯胺)。
當在上述各反應之任一項反應中調配有機溶媒時,例如可獲得封阻異氰酸酯的溶液。在此情況下,例如可藉由在封阻異氰酸酯溶液及/或封阻異氰酸酯分散液中添加水,使封阻異氰酸酯進行乳化,進而將乳化液在減壓下進行加熱,則可除去上述各反應中的有機溶媒。藉此,其可獲得封阻異氰酸酯的水分散液。
封阻異氰酸酯的溶液及/或水分散液之固形份濃度,係例如1質量%以上、較佳係10質量%以上。又,封阻異氰酸酯的溶液及/或水分散液之固形份濃度,係例如80質量%以下、較佳係50質量%以下。
3.抗菌劑
抗菌劑係只要含有上述封阻異氰酸酯便可。例如,抗菌劑可為由封阻異氰酸酯構成的固形份。又,抗菌劑亦可為封阻異氰酸酯的溶液及/或水分散液。
再者,抗菌劑亦可含有添加劑。添加劑係可舉例如:溶劑、觸媒、環氧樹脂、塗佈性改良劑、均染劑、消泡劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、增黏劑、抗沉澱劑、可塑劑、界面活性劑、顏料、填充劑、有機微粒子、無機微粒子、及防霉劑。添加劑的調配量係可因應於其目的及用途而適當決定。
再者,抗菌劑除了上述封阻異氰酸酯(具有聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)的封阻異氰酸酯)之外,亦可含有其他的異氰酸酯成分。其他的異氰酸酯成分係可舉例如不具有抗菌性-非封阻封端基(B)及/或非抗菌性-封阻封端基(C)的異氰酸酯。其他的異氰酸酯成分之含有比例並無特別的限制,其可因應於目的及用途而適當設定。
再者,上述抗菌劑亦可併用公知的抗菌劑。亦即,上述抗菌劑係可混合其他的抗菌劑。另外,混合比例係可因應於其目的及用途而適當決定。
4.作用效果
上述抗菌劑係含有封阻異氰酸酯。封阻異氰酸酯係具有:聚異氰酸酯之封端殘基(A)、抗菌性-非封阻封端基(B)、以及非抗菌性-封阻封端基(C)。又,抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。所以,上述抗菌劑係具有優異抗菌性,且可依較高自由度固定於樹脂中。
5.樹脂
(1)硬化劑
以下對將抗菌劑固定於樹脂(被固定化物)的方法進行詳述。將抗菌劑固定於樹脂時,抗菌劑較佳係兼用為硬化劑。
硬化劑的異氰酸酯基(包含游離異氰酸酯基與潛在異氰酸酯基)之平均官能基數,係例如2以上、較佳係2.5以上。又,硬化劑的異氰酸酯基(包含游離異氰酸酯基與潛在異氰酸酯基)之平均官能基數,係例如4以下、較佳係3.5以下。
更具體而言,在該方法中,係將可與游離異氰酸酯基反應的主劑、以及作為硬化劑之抗菌劑予以混合,而獲得樹脂組成物。接著,加熱樹脂組成物,在不使三級銨鹽之至少一部分解離的情況下,可藉由使抗菌劑的潛在異氰酸酯基脫封阻,而獲得游離的異氰酸酯基。然後,使游離異氰酸酯基、與主劑反應。藉此,則可獲得分子中固定有抗菌劑的樹脂。樹脂係可舉例如:聚胺酯樹脂、聚酯樹脂及丙烯酸樹脂,較佳係聚胺酯樹脂。
(2)主劑
主劑係與由潛在異氰酸酯基脫封阻所獲得之游離異氰酸酯基進行反應,可形成樹脂的成分。例如,當樹脂係聚胺酯樹脂時,主劑係可舉例如含活性氫基化合物。含活性氫基化合物係分子中含有1個以上活性氫基的化合物。含活性氫基化合物係可舉例如:多元醇化合物及聚胺化合物。含活性氫基化合物較佳係可列舉多元醇化合物。
多元醇化合物係可舉例如低分子量多元醇、及高分子量多元醇。
低分子量多元醇的數量平均分子量係例如未滿300、較佳係未滿400。低分子量多元醇係具有2個以上羥基。
低分子量多元醇係可舉例如:二元醇、三元醇、四元醇、五元醇、六元醇、七元醇、及八元醇。二元醇係可舉例如:乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2,2-三甲基戊二醇、3,3-二羥甲基庚烷、烷烴(C7~20)二醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二醇、1,4-環己烷二醇、氫化雙酚A、1,4-二羥基-2-丁烯、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、雙酚A、二乙二醇、三乙二醇、及二丙二醇。三元醇係可舉例如:甘油、三羥甲基丙烷、及三異丙醇胺。四元醇係可舉例如:四羥甲基甲烷(季戊四醇)、及二甘油。五元醇係可舉例如:木糖醇。六元醇係可舉例如:山梨糖醇、甘露糖醇、蒜糖醇、艾杜糖醇、半乳糖醇、阿卓糖醇、肌醇、及二季戊四醇。七元醇係可舉例如:洋梨醇。八元醇係可舉例如:蔗糖。低分子量多元醇係可單獨使用或2種以上併用。
高分子量多元醇的數量平均分子量係例如300以上、較佳係400以上、更佳係500以上。高分子量多元醇係具有2個以上羥基。
高分子量多元醇係可舉例如:聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚胺甲酸乙酯多元醇、環氧多元醇、植物油多元醇、聚烯烴多元醇、丙烯酸多元醇、乙烯基單體改質多元醇、及含氟多元醇。
聚醚多元醇係可舉例如:聚氧伸烷基(C2~3)多元醇、及聚四亞甲基醚多元醇。
聚酯多元醇係可舉例如:己二酸系聚酯多元醇、酞酸系聚酯多元醇、及內酯系聚酯多元醇。
聚碳酸酯多元醇係可舉例如:以上述低分子量多元醇為起始劑的碳酸伸乙酯之開環聚合物、及將上述二元醇與開環聚合物進行共聚合的非晶性聚碳酸酯多元醇。
聚胺甲酸乙酯多元醇係可舉例如:聚酯聚胺甲酸乙酯多元醇、聚醚聚胺甲酸乙酯多元醇、聚碳酸酯聚胺甲酸乙酯多元醇、及聚酯聚醚聚胺甲酸乙酯多元醇。
環氧多元醇係可舉例如:由上述低分子量多元醇、與多官能鹵醇反應所獲得的環氧多元醇。
植物油多元醇係可舉例如:篦麻油、椰子油、及酯改質篦麻油多元醇。
聚烯烴多元醇係可舉例如:聚丁二烯多元醇、及部分皂化乙烯-醋酸乙烯酯共聚合體。
丙烯酸多元醇係可舉例如:含羥基之丙烯酸酯、與可和含羥基丙烯酸酯進行共聚合的共聚合性乙烯基單體之共聚合體。
乙烯基單體改質多元醇係由上述高分子量多元醇、與乙烯基單體反應所獲得。
含氟多元醇係可舉例如在上述丙烯酸多元醇的共聚合中,作為共聚合性乙烯基單體,其係被調配有氟化合物的丙烯酸多元醇。
高分子量多元醇係可單獨使用或2種以上併用。
多元醇化合物係可單獨使用或2種以上併用。
多元醇化合物之中,較佳係可列舉高分子量多元醇、更佳係可列舉聚胺甲酸乙酯多元醇及丙烯酸多元醇。
主劑係可含有添加劑。添加劑係可舉例如:反應溶媒、觸媒、環氧樹脂、塗佈性改良劑、均染劑、消泡劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、增黏劑、抗沉澱劑、可塑劑、界面活性劑、顏料、填充劑、有機微粒子、無機微粒子、及防霉劑。添加劑的調配量係可因應於其目的及用途而適當決定。
(3)樹脂組成物
樹脂組成物製造時,係調配上述主劑、與硬化劑之抗菌劑。調配比例係因應於目的及用途而適當設定。例如,抗菌劑之潛在異氰酸酯基相對於主劑(含活性氫基化合物)之活性氫基的當量比(潛在異氰酸酯基/活性氫基),係例如0.1以上、較佳係0.5以上、更佳係0.8以上。又,抗菌劑之潛在異氰酸酯基相對於主劑(含活性氫基化合物)之活性氫基的當量比(潛在異氰酸酯基/活性氫基),係例如5以下、較佳係3以下、更佳係1.2以下。
又,樹脂組成物係利用公知的塗佈方法塗佈於對象物,再利用乾燥形成塗膜。然後,塗膜被加熱,且視需要進行熟成。
加熱溫度及加熱時間係被設定成可使封阻劑從潛在異氰酸酯基解離的狀態。
加熱溫度係例如50℃以上、較佳係80℃以上。又,加熱溫度係例如180℃以下、較佳係150℃以下。加熱時間係例如10秒以上、較佳係30秒以上。又,加熱時間係例如10分鐘以下、較佳係5分鐘以下。
藉此,抗菌劑的潛在異氰酸酯基(非抗菌性-封阻封端基(C))被脫封阻,而再生游離的異氰酸酯基。然後,抗菌劑的游離異氰酸酯基與主劑進行反應,而可獲得樹脂的硬化物。
另一方面,四級銨基(抗菌性-非封阻封端基(B))會殘存於抗菌劑中。又,當抗菌劑係含有三級銨鹽(抗菌性-封阻封端基(D))時,三級銨鹽之至少一部分會殘存於抗菌劑中。
所以,藉由上述反應,抗菌劑中的四級銨基(及三級銨鹽)被固定於樹脂。其結果,可獲得具有優異抗菌性的樹脂(硬化物)。
再者,當抗菌劑係以過剩的方式被調配時,剩餘的抗菌劑並不會與主劑反應而被含於樹脂(硬化物)中。其結果,藉由剩餘的抗菌劑便可獲得特別優異的抗菌性。
此種樹脂組成物(未硬化物)及樹脂(硬化物)的用途係可舉例如:纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物、接著劑、抗靜電劑、製紙用處理劑、濕潤紙力增強劑、記錄媒體的接收層、電沉積塗裝組成物、抗菌-抗病毒組成物、經膠囊化的組成物、光學構件、及乳膠組成物。樹脂組成物(未硬化物)及樹脂(硬化物)的用途中,較佳係纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物及接著劑,更佳係纖維處理劑及撥水劑。
另外,上述說明係藉由主劑、與作為硬化劑之抗菌劑進行反應,而形成具有優異抗菌性的樹脂(硬化物)。但是,主劑與抗菌劑亦可不進行反應。在此情況下,在主劑的乾燥物及/或主劑的硬化物中內含抗菌劑。所以,其可形成具有優異抗菌性的樹脂(硬化物)。
再者,抗菌劑亦可單獨進行硬化。例如,在基材上塗佈或含浸抗菌劑,藉由使封阻劑從潛在異氰酸酯基解離,而使抗菌劑進行自己交聯,則可使其硬化。又,例如當基材係具有活性氫基時,使基材、與抗菌劑進行反應,則亦可將抗菌劑固定於基材。
[實施例]
以下例示實施例,對本發明進行更具體說明,惟,本發明並不侷限於該等。以下記載中所使用的調配比例(含有比例)、物性值、參數等具體數值,可被替代為上述「實施方式」中所記載對應於該等的調配比例(含有比例)、物性值、參數等記載的上限值(被定義為「以下」、「未滿」的數值)、或下限值(被定義為「以上」、「超過」的數值)。另外,「份」及「%」在未特別聲明的前提下係指「質量基準」。
[實施例1]
在室溫(25℃)中,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管的容量500mL反應器中,裝填入:伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物、商品名:Takenate D-131N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量13.7%、三井化學公司製)50質量份、與乙腈(溶媒)。
接著,在反應器中添加氯化膽。氯化膽的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,將反應器的內容物利用加熱包(mantle heater)升溫至75℃,使XDI的異三聚氰酸酯衍生物與氯化膽反應。測定異氰酸酯基濃度,已確認異氰酸酯基的一部分被氯化膽封端。
其次,在反應器中添加3,5-二甲基吡唑(DMP)。DMP的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,藉由測定反應液的FT-IR光譜,已確認異氰酸酯基的殘餘部分被DMP封阻,並形成封阻異氰酸酯基。藉此,可獲得含有封阻異氰酸酯的反應液。另外,封阻異氰酸酯係具有源自氯化膽的四級銨基,且具有優異的水分散性。
然後,在含有封阻異氰酸酯的反應液50質量份中,添加水150質量份。之後,將反應液與水利用均質攪拌機進行攪拌使其乳化。接著,在減壓條件下,從乳化液餾除溶媒,且餾除部分水。
藉此,可獲得作為抗菌劑之封阻異氰酸酯的水分散液。封阻異氰酸酯的水分散液之固形份濃度係20質量%。
[實施例2~17]
將表1~表4記載的處方變更。除此之外,依照與實施例1同樣的方法,獲得作為抗菌劑之封阻異氰酸酯的水分散液。
[實施例18]
在室溫(25℃)中,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管的容量500mL反應器中,裝填入:伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物、商品名:Takenate D-131N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量13.7%、三井化學公司製)50質量份、與乙腈(溶媒)。
其次,在反應器中添加氯化膽、與甲氧基聚氧乙二醇(MeOPEG、甲氧基PEG1000、親水性化合物)。氯化膽的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。又,甲氧基聚氧乙二醇的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,將反應器的內容物利用加熱包升溫至75℃,使XDI的異三聚氰酸酯衍生物、氯化膽及甲氧基聚氧乙二醇反應。
測定異氰酸酯基濃度,已確認XDI的異三聚氰酸酯衍生物被甲氧基聚氧乙二醇(親水性化合物)改質。又,測定異氰酸酯基濃度,已確認異氰酸酯基的一部分被氯化膽封端。
其次,在反應器中添加3,5-二甲基吡唑(DMP)。DMP的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,藉由測定反應液的FT-IR光譜,已確認異氰酸酯基的殘餘部分被DMP封阻,而形成封阻異氰酸酯基。藉此,可獲得含有封阻異氰酸酯的反應液。另外,封阻異氰酸酯係具有:源自氯化膽的四級銨基、與源自甲氧基聚氧乙二醇(親水性化合物)的氧乙烯基,其具有優異的水分散性。
然後,在含封阻異氰酸酯的反應液50質量份中,添加水150質量份。之後,將反應液與水利用均質攪拌機進行攪拌使其乳化。接著,在減壓條件下,從乳化液餾除溶媒,且餾除部分水。
藉此,可獲得作為抗菌劑之封阻異氰酸酯的水分散液。封阻異氰酸酯的水分散液之固形份濃度係20質量%。
[實施例19]
在室溫(25℃)中,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管的容量500mL反應器中,裝填入:伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物、商品名:Takenate D-131N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量13.7%、三井化學公司製)50質量份、與乙腈(溶媒)。
其次,在反應器中添加氯化膽。氯化膽的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,將反應器的內容物利用加熱包升溫至75℃,使XDI的異三聚氰酸酯衍生物與氯化膽反應。測定異氰酸酯基濃度,已確認異氰酸酯基的一部分被氯化膽封端。
其次,在反應器中添加3,5-二甲基吡唑(DMP)。DMP的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
進而,在反應器中添加1,1,3,3-四甲基胍(TMG)。TMG的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,藉由測定反應液的FT-IR光譜,已確認異氰酸酯基的殘餘部分有部分被DMP封阻。又,已確認異氰酸酯基的殘餘部分有部分被TMG封端。
其次,在反應液中添加醋酸並攪拌。醋酸的添加比例相對於所使用TMG:1莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。藉此,源自TMG的三級胺基被醋酸中和,而形成三級銨鹽(醋酸銨鹽)。
藉此,可獲得含有封阻異氰酸酯的反應液。另外,封阻異氰酸酯係具有源自氯化膽的四級銨基、與源自TMG及醋酸的三級銨鹽(醋酸銨鹽),其具有優異的水分散性。
然後,在含封阻異氰酸酯的反應液50質量份中,添加水150質量份。之後,將反應液與水利用均質攪拌機進行攪拌使其乳化。接著,在減壓條件下,從乳化液餾除溶媒,且餾除部分水。
藉此,可獲得作為抗菌劑之封阻異氰酸酯的水分散液。封阻異氰酸酯的水分散液之固形份濃度係20質量%。
[實施例20]
在室溫(25℃)中,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管的容量500mL反應器中,裝填入:伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物、商品名:Takenate D-131N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量13.7%、三井化學公司製)50質量份、與乙腈(溶媒)。
其次,在反應器中添加氯化膽、與甲氧基聚氧乙二醇(甲氧基聚乙二醇、甲氧基PEG1000、親水性化合物)。氯化膽的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。又,甲氧基聚氧乙二醇的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,將反應器的內容物利用加熱包升溫至75℃,使XDI的異三聚氰酸酯衍生物、氯化膽及甲氧基聚氧乙二醇反應。
測定異氰酸酯基濃度,已確認XDI的異三聚氰酸酯衍生物被甲氧基聚氧乙二醇(親水性化合物)改質。又,測定異氰酸酯基濃度,已確認異氰酸酯基的一部分被氯化膽封端。
其次,在反應器中添加3,5-二甲基吡唑(DMP)。DMP的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
進而,在反應器中添加1,1,3,3-四甲基胍(TMG)。TMG的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,藉由測定反應液的FT-IR光譜,已確認異氰酸酯基的殘餘部分有部分被DMP封阻。又,已確認異氰酸酯基的殘餘部分有部分被TMG封端。
接著,在反應液中添加醋酸並攪拌。醋酸的添加比例相對於所使用TMG:1莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。藉此,源自TMG的三級胺基被醋酸中和,而形成三級銨鹽(醋酸銨鹽)。
藉此,可獲得含有封阻異氰酸酯的反應液。另外,封阻異氰酸酯係具有:源自氯化膽的四級銨基、源自甲氧基聚氧乙二醇(親水性化合物)的氧乙烯基、以及源自TMG及醋酸的三級銨鹽(醋酸銨鹽),其具有優異的水分散性。
然後,在含有封阻異氰酸酯的反應液50質量份中,添加水150質量份。之後,將反應液與水利用均質攪拌機進行攪拌使其乳化。接著,在減壓條件下,從乳化液餾除溶媒,且餾除部分水。
藉此,可獲得作為抗菌劑之封阻異氰酸酯的水分散液。封阻異氰酸酯的水分散液之固形份濃度係20質量%。
[實施例21]
在室溫(25℃)中,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管的容量500mL反應器中,裝填入:伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物、商品名:Takenate D-131N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量13.7%、三井化學公司製)50質量份、與乙腈(溶媒)。
其次,在反應器中添加二甲胺基乙醇(DMAE)。DMAE的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
然後,將反應器的內容物利用加熱包升溫至75℃,使XDI的異三聚氰酸酯衍生物與DMAE反應。測定異氰酸酯基濃度,已確認異氰酸酯基的一部分被DMAE封端。
接著,在反應器中添加3,5-二甲基吡唑(DMP)。DMP的添加比例相對於XDI之異三聚氰酸酯衍生物所具有的異氰酸酯基100莫耳,係為表1~表4所示莫耳數。
其次,藉由測定反應液的FT-IR光譜,已確認異氰酸酯基的殘餘部分被DMP封阻,而形成封阻異氰酸酯基。
然後,在反應液中添加氯甲烷(約5.7%四氫呋喃溶液、東京化成工業股份有限公司製)。藉此,使源自DMAE的三級胺基進行四級化。
藉此,可獲得含有封阻異氰酸酯的反應液。另外,封阻異氰酸酯係具有源自DMAE與氯甲烷的四級銨基,其具有優異的水分散性。
然後,在含有封阻異氰酸酯的反應液50質量份中,添加水150質量份。之後,將反應液與水利用均質攪拌機進行攪拌使其乳化。接著,在減壓條件下,從乳化液餾除溶媒,且餾除部分水。
[比較例1]
取代伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物,而使用六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的異三聚氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物、商品名:Takenate D-170N、固形份100質量%、異氰酸酯基含量20.7%、三井化學公司製)。又,未使用氯化膽。除了該等之外,依照與實施例19同樣的方法,獲得作為抗菌劑之封阻異氰酸酯的水分散液。
封阻異氰酸酯的水分散液之固形份濃度係20質量%。
[比較例2]
取代伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物,而使用六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的異三聚氰酸酯衍生物(聚異氰酸酯化合物、商品名:Takenate D-170N、固形份100質量%、異氰酸酯基含量20.7%、三井化學公司製)。又,未使用氯化膽。除了該等之外,依照與實施例18同樣的方法,獲得作為抗菌劑之封阻異氰酸酯的水分散液。
封阻異氰酸酯的水分散液之固形份濃度係20質量%。
合成例1(評價用主劑之製備)
在室溫(25℃)中,於具備攪拌機、溫度計、冷卻器及氮氣導入管的容量3L反應器中,裝填入:聚四亞甲基醚二醇(商品名:PTG-2000SN、保土谷化學公司製)703.3質量份、三乙二醇(東京化成工業公司製)52.8質量份、N-甲基二乙醇胺(東京化成工業公司製)144.6質量份、以及乙腈293.3質量份,將該等在液溫40℃以下攪拌30分鐘。
其次,在反應器中添加1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷(商品名:Takenate 600、三井化學公司製)346.1質量份。然後,使1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、聚四亞甲基醚二醇、三乙二醇、及N-甲基二乙醇胺進行30分鐘反應。
然後,在反應器中添加辛酸亞錫(商品名:Stanoct、三菱化學公司製)0.4質量份,將反應器加熱至液溫成為75℃為止。然後,使1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、聚四亞甲基醚二醇、三乙二醇、及N-甲基二乙醇胺,在液溫75℃下進行3小時反應。然後,藉由測定FT-IR光譜,已確認異氰酸酯基已反應。藉此生成聚胺酯樹脂。
然後,將含有聚胺酯樹脂的反應液冷卻至室溫(25℃),在反應液中添加醋酸72.9質量份、與乙腈586.7質量份,並攪拌1小時。
藉由上述,可獲得聚胺酯樹脂的乙腈溶液。
接著,在20L的SUS製容器中,裝入已冷卻至15℃~25℃的水4431.8質量份,一邊利用均質攪拌機施行攪拌,一邊在水中添加聚胺酯樹脂的乙腈溶液2083.3質量份使其乳化。
其次,在減壓條件下,從乳化液餾除乙腈(溶媒),並餾除部分的水。
藉由上述,製備聚胺酯樹脂的水分散液。聚胺酯樹脂的水分散液之固形份濃度係26.2質量%。
<評價>
<1:水分散性>
如各實施例及各比較例所記載,在含有封阻異氰酸酯的反應液中添加水,將反應液與水利用均質攪拌機施行攪拌使其乳化。此時對水將反應液的分散性作為封阻異氰酸酯的水分散性,並施行評價。評價基準係如下述。
○:含有封阻異氰酸酯的反應液迅速分散於水中。
△:在長時間(0.5小時以上)的攪拌下,含有封阻異氰酸酯的反應液分散於水中。
×:含有封阻異氰酸酯的反應液未分散於水中。出現沉澱。
<2:儲存安定性>
將封阻異氰酸酯的水分散液收容於容器中。接著,將封阻異氰酸酯的水分散液在25℃下靜置7天。然後,利用目視,對水分散液的儲存安定性,依下述基準施行5階段評價。另外,以下各評價中,5係最優。又,1係最差。
5:水分散液中沒有確認到沉澱,且容器壁面沒有確認到附著物。
4:水分散液中沒有確認到沉澱,且容器壁面確認到些微附著物。
3:水分散液中沒有確認到沉澱,且容器壁面有確認到附著物。
2:水分散液中確認到些微沉澱,且容器壁面有確認到附著物。
1:水分散液中確認到沉澱,且容器壁面有確認到附著物。
<3:抗菌性(薄膜試驗)>
(供試菌種)
大腸桿菌(E.coli、NBRC-3972、分售機構 獨立行政法人 製品評價技術基盤機構、大腸菌)
參考JIS Z 2801:2010的「抗菌加工製品-抗菌性試驗方法・抗菌效果」,如以下所述,對金黃色葡萄球菌的抗菌性作評價。
(1)
將各實施例與各比較例的封阻異氰酸酯1.8質量份(固形份基準)、AKELAC W-6355(商品名、水系聚胺酯樹脂、三井化學公司製)88.2質量份(固形份基準)、以及異丙醇10.0質量份予以混合,獲得混合液。又,在混合液中添加水,將混合液的固形份濃度調整為10質量%。
接著,將上述混合液使用棒塗機塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(商品名LUMIRROR S10、東麗公司製)上,依150℃加熱2分鐘使其硬化。藉此,獲得膜厚0.1~2.0μm的薄膜。
(2)
將薄膜切取為一邊長50±2mm的正方形,作為試驗片。將試驗片放置於滅菌過的塑膠培養皿中,接種0.4mL的試驗菌液(菌數2.5×10
5個/mL~10×10
5個/mL)。另外,試驗菌液係依以下方法製備。
亦即,在培養器中以溫度35±1℃、20±4小時,利用LB培養基(BD Difco(商品名) LB Bertani、碧迪(Becton Dickinson)醫療公司)進行培養菌的前培養(第1液)。
其次,將第1液進一步接種於斜面培養基(普通瓊脂培養基、Nutrient agar、Merck公司),於培養器中以溫度35±1℃、20±4小時施行前培養(第2液)。
然後,將第2液利用另行製備的1/500普通肉汁培養基(Nutrient broth、Merck公司)適當調整濃度(第3液)。
(3)
另一方面,對照試料係準備一邊長50±2mm之正方形的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(商品名LUMIRROR S10、東麗公司製),其與試驗片同樣地接種試驗菌液。
(4)
其次,從所接種的試驗菌液上方蓋上一邊長40±2mm之正方形的雙軸延伸聚丙烯(OPP)薄膜,藉此使薄膜全體均等地接種試驗菌液。然後,以溫度35±1℃、相對濕度85±5%,培養20±4小時。
(5)
在試驗菌液剛接種後、或在上述(4)培養後,添加SCDLP培養基(SCDLP培養基DEIGO(商品名)、日本製藥公司製)10mL,將試驗片上的試驗菌液洗淨4次以上,完全回收菌液。又,將所回收的菌液(洗提液)迅速地提供至下一步驟,並測定生菌數。
(6)
使用上述(5)所回收的菌液(洗提液)、與磷酸緩衝生理食鹽水,而製備10倍稀釋系列。
然後,將各稀釋系列、與標準瓊脂培養基(標準瓊脂培養基DEIGO(商品名)、日本製藥公司製品)予以混合,而製作培養基。接著,將培養基以溫度35±1℃施行20±4小時培養後,測定菌落數。另外,將出現30~300個菌落的稀釋系列培養皿作為計數對象。
(7)
根據測定結果,使用以下計算式求取生菌數。
N=C×D×V/A
N:生菌數(試驗片每1cm
2)
C:菌落數
D:稀釋倍率(所採用培養皿的各稀釋液之稀釋倍數)
V:洗提時所使用SCDLP培養基的液量(mL)
A:被覆薄膜的表面積(cm
2)
(8)
使用以下計算式計算出抗菌活性值。
R=(Ut-U0)-(At-U0)=Ut-At
R:抗菌活性值
U0:無加工試驗片剛接種後的生菌數對數值之平均值
Ut:無加工試驗片24小時後的生菌數對數值之平均值
At:抗菌加工試驗片24小時後的生菌數對數值之平均值
然後,依下述基準施行3階段評價。另外,以下各評價中,3係最優。又,1係最差。
3:抗菌活性值R係3.0以上(有強大的抗菌活性)
2:抗菌活性值R係2.0以上且未滿3.0(有抗菌活性)
1:抗菌活性值R係未滿2.0(沒有抗菌活性)
<4:抗菌性(纖維試驗)>
(供試菌種)
Staphylococcus aureus(S.aureus、NBRC-12732、分售機構 獨立行政法人 製品評價技術基盤機構、金黃色葡萄球菌)
參考JIS L 1902:2015的「纖維製品之抗菌性試驗方法及抗菌效果」所記載「菌液吸收法」,如以下所述,對金黃色葡萄球菌的抗菌性作評價。
(1)
將各實施例與各比較例的封阻異氰酸酯1.8質量份(固形份基準)、合成例1的聚胺酯樹脂88.2質量份(固形份基準)、以及異丙醇10.0質量份予以混合,獲得混合液。進而,在混合液中添加水,將混合液的固形份濃度調整為10質量%。
其次,在上述混合液中浸漬綿布(長25cm×寬25cm、根據JIS L0803、平紋細棉布(Kanakin)3號)。接著,將綿布從混合液中拉起,充分擰乾。然後,將綿布在暗處於常溫(25℃)下乾燥24小時。又,將乾燥後的綿布利用150℃加熱爐施行2分鐘乾燥。藉此,獲得抗菌加工試驗片。
(2)
將抗菌加工試驗片0.4g放入玻璃瓶中,於抗菌加工試驗片上滴下試驗菌液0.2mL。然後,將玻璃瓶封蓋,於37℃下培養24小時。接著,在玻璃瓶中添加洗提液20mL,而從抗菌加工試驗片中洗提菌液。然後,利用傾注平板培養法或發光測定法測定洗提液中的生菌數。
(3)
根據測定結果,使用以下計算式計算出抗菌活性值。
R=(Ct-C0)-(Tt-T0)
R:抗菌活性值
C0:無加工試驗片剛接種後的生菌數對數值之平均值
Ct:無加工試驗片經24小時後的生菌數對數值之平均值
T0:抗菌加工試驗片剛接種後的生菌數對數值之平均值
Tt:抗菌加工試驗片經24小時後的生菌數對數值之平均值
然後,依下述基準施行3階段評價。另外,以下各評價中,3係最優。又,1係最差。
3:抗菌活性值R係3.0以上(有強大的抗菌活性)
2:抗菌活性值R係2.0以上且未滿3.0(有抗菌活性)
1:抗菌活性值R係未滿2.0(沒有抗菌活性)
<5:硬化性(反應性)>
將各實施例與各比較例的封阻異氰酸酯之水分散液(聚異氰酸酯成分)、與由合成例1所合成的合成例1之聚胺酯樹脂水分散液(多元醇成分)予以混合。封阻異氰酸酯的水分散液之固形份質量相對於合成例1的聚胺酯樹脂水分散液之固形份質量的比例,係1/6。
然後,在封阻異氰酸酯的水分散液、與合成例1的聚胺酯樹脂水分散液之混合分散液中添加水,將最終固形份濃度調整為20質量%。
進而,將均染劑(商品名:BYK-348、BYK-Chemie・Japan公司製)添加於混合分散液中,攪拌30分鐘。均染劑的添加比例相對於混合分散液100質量份係為0.5質量份。
藉此,製備硬化性評價液。
接著,將硬化性評價液塗佈於聚丙烯基材。然後,將硬化性評價液的塗膜以120℃進行30分鐘硬化。測定硬化後塗膜的質量後,在質量比1:1的丙酮:甲醇混合溶媒中浸漬24小時。
然後,利用過濾取出凝膠份之後,以110℃施行3小時乾燥,測定浸漬後的塗膜質量。接著,由以下計算式計算出凝膠份率。另外,將硬化後的塗膜且混合溶媒浸漬前的塗膜質量設為質量A,將混合溶媒浸漬後的塗膜質量設為質量B。
凝膠份率(%)=100×質量B/質量A
接著,對塗膜硬化溫度120℃時的封阻異氰酸酯硬化性,依照下述基準施行五階段評價。
4:凝膠份率60%以上。
3:凝膠份率50%以上且未滿60%。
2:凝膠份率40%以上且未滿50%。
1:凝膠份率0%以上且未滿40%。
<6:耐光性>
將各實施例與各比較例的封阻異氰酸酯之水分散液(聚異氰酸酯成分)、與合成例1的聚胺酯樹脂之水分散液(多元醇成分)予以混合。封阻異氰酸酯的水分散液之固形份質量相對於聚胺酯樹脂水分散液的固形份質量之比例,係1/6。
然後,在封阻異氰酸酯的水分散液、與合成例1的聚胺酯樹脂水分散液的混合分散液中添加水,將最終固形份濃度調整為20質量%。
然後,將均染劑(商品名:BYK-348、BYK-Chemie・Japan公司製)添加於混合分散液中,攪拌30分鐘。均染劑的添加比例相對於混合分散液100質量份係為0.5質量份。藉此,製備硬化性評價液。
接著,將硬化性評價液塗佈於聚丙烯基材。然後,將硬化性評價液的塗膜以150℃進行30分鐘硬化。
然後,使用SUGA試驗機公司製 耐候性試驗儀 FDP,交錯重複白天條件(28W/m
2、60℃、相對濕度10%、4小時)、與夜間條件(0W/m
2、50℃、相對濕度100%、4小時),實施塗膜的耐光性試驗。
然後,使用MINOLTA製 色彩色差計 CR-200,測定168小時後的黃變度(b
*)。將耐光性試驗前的黃變度設為b
*(0)時,黃變度的變化量(Δb
*)係由下式計算出。
Δb
*=b
*-b
*(0)
對黃變度的變化量依照以下基準施行評價。另外,依1至3的順序,判斷為耐光性較高。
3分(○):黃變度的變化量(Δb
*)係未滿1
2分(△):黃變度的變化量(Δb
*)係1以上且未滿3
1分(×):黃變度的變化量(Δb
*)係3以上
[表1]
表1 | |||||||||
No. | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | |||
處方 | 聚異氰酸酯(a) | 製品名 | D-131N | D-131N | D-131N | D-131N | D-131N | D-131N | |
異氰酸酯種類 | XDI | XDI | XDI | XDI | XDI | XDI | |||
改質形態 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | |||
抗菌性-非封阻封端劑(b) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | 氯化膽 | 20 | - | - | 20 | 20 | 20 | ||
溴化膽 | - | 20 | - | - | - | - | |||
醋酸膽 | - | - | 20 | - | - | - | |||
含三級胺基化合物(b1 , d1) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | TMG | - | - | - | - | - | - | ||
DMAE | - | - | - | - | - | - | |||
酸(d2) (eq./含三級胺基化合物) | 醋酸 | - | - | - | - | - | - | ||
四級化劑(b2) (eq./含三級胺基化合物) | 氯甲烷 | - | - | - | - | - | - | ||
非抗菌性-封阻封端劑(c) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | DMP | 80 | 80 | 80 | - | - | - | ||
MEKO | - | - | - | 40 | - | - | |||
IMZ | - | - | - | 40 | 80 | - | |||
DiPA | - | - | - | - | - | 80 | |||
親水性化合物(e) (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | MeOPEG | - | - | - | - | - | - | ||
評價 | 水分散性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | ||
儲存安定性 | 4 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | |||
抗菌性 | 薄膜 (E.Coli) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
加熱(15min) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |||
纖維 (綿/S.aureus) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | ||
洗滌(10次) | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |||
硬化性(反應性) | 凝膠份率 | 120℃/30 min | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
耐光性 | Δb* | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
[表2]
表2 | |||||||||
No. | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 實施例11 | 實施例12 | |||
處方 | 聚異氰酸酯(a) | 製品名 | D-131N | D-131N | D-131N | D-131N | D-131N | D-131N | |
異氰酸酯種類 | XDI | XDI | XDI | XDI | XDI | XDI | |||
改質形態 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | |||
抗菌性-非封阻封端劑(b) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | 氯化膽 | 75 | 55 | 34 | 30 | 10 | 7 | ||
溴化膽 | - | - | - | - | - | - | |||
醋酸膽 | - | - | - | - | - | - | |||
含三級胺基化合物(b1 , d1) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | TMG | - | - | - | - | - | - | ||
DMAE | - | - | - | - | - | - | |||
酸(d2) (eq./含三級胺基化合物) | 醋酸 | - | - | - | - | - | - | ||
四級化劑(b2) (eq./含三級胺基化合物) | 氯甲烷 | - | - | - | - | - | - | ||
非抗菌性-封阻封端劑(c) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | DMP | 25 | 45 | 66 | 70 | 90 | 93 | ||
MEKO | - | - | - | - | - | - | |||
IMZ | - | - | - | - | - | - | |||
DiPA | - | - | - | - | - | - | |||
親水性化合物(e) (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | MeOPEG | - | - | - | - | - | - | ||
評價 | 水分散性 | △ | △ | △ | 〇 | 〇 | △ | ||
儲存安定性 | 2 | 2 | 3 | 4 | 4 | 3 | |||
抗菌性 | 薄膜 (E.Coli) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | |
加熱(15min) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |||
纖維 (綿/S.aureus) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | ||
洗滌(10次) | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | |||
硬化性(反應性) | 凝膠份率 | 120℃/30min | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
耐光性 | Δb* | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
[表3]
表3 | ||||||||
No. | 實施例13 | 實施例14 | 實施例15 | 實施例16 | 實施例17 | |||
處方 | 聚異氰酸酯(a) | 製品名 | D-170N | D-127N | D-370N | D-204 | D-110N | |
異氰酸酯種類 | HDI | H6XDI | PDI | TDI | XDI | |||
改質形態 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | TMP加成體 | |||
抗菌性-非封阻封端劑(b) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | 氯化膽 | 18 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
溴化膽 | - | - | - | - | - | |||
醋酸膽 | - | - | - | - | - | |||
含三級胺基化合物(b1 , d1) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | TMG | - | - | - | - | - | ||
DMAE | - | - | - | - | - | |||
酸(d2) (eq./含三級胺基化合物) | 醋酸 | - | - | - | - | - | ||
四級化劑(b2) (eq./含三級胺基化合物) | 氯甲烷 | - | - | - | - | - | ||
非抗菌性-封阻封端劑(c) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | DMP | 82 | 80 | 80 | 80 | 80 | ||
MEKO | - | - | - | - | - | |||
IMZ | - | - | - | - | - | |||
DiPA | - | - | - | - | - | |||
親水性化合物(e) (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | MeOPEG | - | - | - | - | - | ||
評價 | 水分散性 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | ||
儲存安定性 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |||
抗菌性 | 薄膜 (E.Coli) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
加熱(15min) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |||
纖維 (綿/S.aureus) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | ||
洗滌(10次) | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | |||
硬化性(反應性) | 凝膠份率 | 120℃/30min | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
耐光性 | Δb* | - | 3 | 3 | 3 | 1 | 2 |
[表4]
表4 | ||||||||||||||||
No. | 實施例18 | 實施例19 | 實施例20 | 實施例21 | 比較例1 | 比較例2 | ||||||||||
處方 | 聚異氰酸酯(a) | 製品名 | D-131N | D-131N | D-131N | D-131N | D-170N | D-170N | ||||||||
異氰酸酯種類 | XDI | XDI | XDI | XDI | HDI | HDI | ||||||||||
改質形態 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | 異三聚氰酸酯 | ||||||||||
抗菌性-非封阻封端劑(b) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | 氯化膽 | 20 | 20 | 20 | - | - | - | |||||||||
溴化膽 | - | - | - | - | - | - | ||||||||||
醋酸膽 | - | - | - | - | - | - | ||||||||||
含三級胺基化合物(b1 , d1) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | TMG | - | 5 | 5 | - | 20 | - | |||||||||
DMAE | - | - | - | 20 | - | - | ||||||||||
酸(d2) (eq./含三級胺基化合物) | 醋酸 | - | 2 | 2 | - | 2 | - | |||||||||
四級化劑(b2) (eq./含三級胺基化合物) | 氯甲烷 | - | - | - | 1 | - | - | |||||||||
非抗菌性-封阻封端劑(c) (莫耳/聚異氰酸酯(a) 中之NCO100莫耳) | DMP | 78 | 75 | 73 | 80 | 80 | 98 | |||||||||
MEKO | - | - | - | - | - | - | ||||||||||
IMZ | - | - | - | - | - | - | ||||||||||
DiPA | - | - | - | - | - | - | ||||||||||
親水性化合物(e) (莫耳/異氰酸酯成分之NCO100莫耳) | MeOPEG | 2 | - | 2 | - | - | 2 | |||||||||
評價 | 水分散性 | 〇 | 〇 | 〇 | △ | 〇 | 〇 | |||||||||
儲存安定性 | 5 | 5 | 4 | 2 | 5 | 5 | ||||||||||
抗菌性 | 薄膜 (E.Coli) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | 1 | ||||||||
加熱(15min) | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||
纖維 (綿/S.aureus) | 初期 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 1 | |||||||||
洗滌(10次) | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | ||||||||||
硬化性(反應性) | 凝膠份率 | 120℃/30min | 2 | 3 | 3 | 2 | 4 | 1 | ||||||||
耐光性 | Δb* | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | ||||||||
表中的縮寫詳細係如下所述。
D-131N:伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的異三聚氰酸酯衍生物、商品名:Takenate D-131N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量13.7%、三井化學公司製
D-170N:六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的異三聚氰酸酯衍生物、商品名:Takenate D-170N、固形份100質量%、異氰酸酯基含量20.7%、三井化學公司製
D-127N:1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷(1,3-H
6XDI)的異三聚氰酸酯、商品名:Takenate D-127N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量13.5%、三井化學公司製
D-370N:五亞甲基二異氰酸酯(PDI)的異三聚氰酸酯、商品名:STABiO D-370N、固形份100質量%、異氰酸酯基含量25%、三井化學公司製
D-204:甲苯二異氰酸酯(TDI)的異三聚氰酸酯、商品名:Takenate D-204、固形份50質量%、異氰酸酯基含量7.5%、三井化學公司製
D-110N:伸二甲苯基二異氰酸酯(XDI)的三羥甲基丙烷(TMP)加成體、商品名:Takenate D-110N、固形份75質量%、異氰酸酯基含量11.5%、三井化學公司製
TMG:1,1,3,3-四甲基胍
DMAE:二甲胺基乙醇
DMP:3,5-二甲基吡唑
MEKO:甲基乙基酮肟
IMZ:咪唑
DiPA:二異丙胺
MeOPEG:甲氧基聚氧乙二醇、甲氧基PEG1000、親水性化合物
[實施例22]
將實施例1的抗菌劑利用水稀釋,獲得抗菌劑稀釋液。抗菌劑稀釋液的固形份濃度係0.84質量%。接著,在上述抗菌劑稀釋液中浸漬抗菌試驗用標準布(綿)(一般社團法人 纖維評價技術協會製)。其次,將抗菌試驗用標準布從抗菌劑稀釋液中拉起。又,將抗菌試驗用標準布依濕壓吸率(wet pickup)成為100%之方式擰乾。又,將抗菌試驗用標準布靜置於暗處,於常溫(25℃)下進行24小時乾燥。然後,乾燥後的抗菌試驗用標準布利用170℃加熱爐施行3分鐘乾燥。藉此,獲得抗菌加工試驗布。
其次,根據JIS L 1930:2014的「纖維製品之家庭洗滌試驗方法」,使用JAFET標準配方清洗劑,洗滌抗菌加工試驗布10次。
然後,分別對經10次洗滌的抗菌加工用試驗布之抗菌性、以及未洗滌的抗菌加工用試驗布之抗菌性施行評價。更具體而言,利用「4:抗菌性(纖維試驗)」的上述方法,參考JIS L 1902:2015的「纖維製品之抗菌性試驗方法及抗菌效果」所記載之「菌液吸收法」,對金黃色葡萄球菌的抗菌性作評價。
其結果,未洗滌抗菌加工用試驗布的抗菌活性值R係2.0以上。由此項結果可確認到上述抗菌劑係單獨呈現抗菌性。
再者,經10次洗滌的抗菌加工用試驗布之抗菌活性值R亦係2.0以上。由此項結果可確認到洗滌後仍維持抗菌性。
另外,上述係提供本發明所例示之實施形態,惟其僅止於例示性而已,並非為限定性之解釋。對於該技術領域業者而言顯而易見本發明之變形例,均被涵蓋於後述申請專利範圍內。
(產業上之可利用性)
本發明的抗菌劑可適用於纖維處理劑、撥水劑、塗料組成物、接著劑、抗靜電劑、製紙用處理劑、濕潤紙力增強劑、記錄媒體的接收層、電沉積塗裝組成物、抗菌-抗病毒組成物、經膠囊化的組成物、光學構件及乳膠組成物等領域。
Claims (10)
- 一種抗菌劑,係含有封阻異氰酸酯的抗菌劑, 上述封阻異氰酸酯係具有: 聚異氰酸酯之封端殘基(A)、 抗菌性-非封阻封端基(B)、以及 非抗菌性-封阻封端基(C); 上述聚異氰酸酯之封端殘基(A)係具複數異氰酸酯基的聚異氰酸酯之異氰酸酯基被封端所成; 上述抗菌性-非封阻封端基(B)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被無法再生地封端所成; 上述非抗菌性-封阻封端基(C)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被可再生地封端所成; 上述抗菌性-非封阻封端基(B)係含有四級銨基。
- 如請求項1之抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯進一步具有抗菌性-封阻封端基(D); 上述抗菌性-封阻封端基(D)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被可再生地封端所成; 上述抗菌性-封阻封端基(D)係含有三級銨鹽。
- 如請求項1之抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯係進一步具有親水性基(E); 上述親水性基(E)係複數上述異氰酸酯基之至少一部分被無法再生地封端所成; 上述親水性基(E)係含有聚氧乙烯基。
- 如請求項1之抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯係未被四級化處理。
- 如請求項1之抗菌劑,其中,上述封阻異氰酸酯係原料成分的反應生成物; 原料成分係含有: 具複數異氰酸酯基、且用於形成上述封端殘基(A)的聚異氰酸酯(a),及 與複數上述異氰酸酯基之至少一部分反應、且用於形成上述抗菌性-非封阻封端基(B)的抗菌性-非封阻封端劑(b),以及 與複數上述異氰酸酯基之至少一部分反應、且用於形成上述非抗菌性-封阻封端基(C)的非抗菌性-封阻封端劑(c); 上述抗菌性-非封阻封端劑(b)係含有含四級銨基化合物。
- 如請求項5之抗菌劑,其中,上述抗菌性-非封阻封端劑(b)的比例,相對於上述聚異氰酸酯(a)的異氰酸酯基100莫耳,係5莫耳以上。
- 如請求項5之抗菌劑,其中,上述含四級銨基化合物係含有三烷基烷醇銨化合物。
- 如請求項5之抗菌劑,其中,上述原料成分係進一步含有: 與複數上述異氰酸酯基之至少一部分反應、且用於加成三級胺基的含三級胺基化合物(d1),以及 中和上述三級胺基之至少一部分、且用於形成三級銨鹽的酸(d2)。
- 如請求項5之抗菌劑,其中,上述原料成分係進一步含有親水性化合物(e); 上述親水性化合物(e)係含有聚氧乙烯化合物。
- 如請求項1之抗菌劑,其中,上述聚異氰酸酯係含有芳香脂肪族聚異氰酸酯衍生物。
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