WO2021020194A1 - ウレタンプレポリマー、ポリウレタン、及び該ポリウレタンからなる粉体分散剤、並びに該ウレタンプレポリマー及び該ポリウレタンの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a urethane prepolymer, polyurethane, and a powder dispersant composed of the polyurethane, and a method for producing the urethane prepolymer and the polyurethane.
- Powder dispersants are usually blended in cosmetics and paints in order to stably disperse various pigments, functional powders, etc. contained in the solution, but in more diverse product fields and blending conditions. Development of usable powder dispersants has been carried out.
- Patent Document 1 describes that a cosmetic prepared by using a lipophilic substance composed of high-purity oleic acid or a derivative thereof is excellent in terms of emulsion stability, usability, emollient effect and the like. ..
- Patent Document 2 describes a specific polyglycerin fatty acid ester composed of a monoester, a diester and a polyester of polyglycerin having a degree of polymerization of 2 to 8 and at least one saturated and / or unsaturated fatty acid in cosmetics and pharmaceuticals.
- it has been proposed to be used as a dispersant or the like in dispensing to chemical industrial products.
- Patent Document 3 states that as a novel dispersant for an aqueous coating composition, a maximum content of 1.0% by weight of isocyanate groups and 30 to 95% by weight present in the polyether chain of a monofunctional alcohol. Polyisocyanate addition products with a content of ethylene oxide units of are proposed.
- Patent Document 4 proposes a wet dispersant that can be prepared by reacting an amino group-containing organic polymer, polyhydroxymonocarboxylic acid, and isocyanate.
- the problem to be solved by the present invention is that polyurethane can be used as a dispersant for various powders, and when used as a powder dispersant, polyurethane has excellent coatability and coating property of a powder dispersion. , And to provide a urethane prepolymer capable of obtaining the polyurethane.
- the present invention comprises a hydroxycarboxylic acid compound (A) represented by the following general formula (1), a polyethylene glycol group-containing compound (B) represented by the following general formula (2), and a polyisocyanate compound.
- A hydroxycarboxylic acid compound
- B polyethylene glycol group-containing compound
- a polyisocyanate compound a polyisocyanate compound.
- It is a urethane prepolymer obtained by reacting (C) with, and the content of polyethylene glycol groups in the urethane prepolymer is 16% by mass to 55% by mass, and the content of carboxylic acid groups (carboxyl groups).
- Is a urethane prepolymer having a content of 1.0% by mass to 6.2% by mass.
- a represents a number from 0 to 2
- b represents a number from 0 to 2
- c represents a number from 1 to 3
- p represents a number from 0 to 2
- q represents a number from 1 to 3. Represents a number, the sum of the numbers p and q is 3.
- n represents a number from 5 to 50
- d represents a number from 0 to 4
- e represents a number from 0 to 2
- f represents a number from 1 to 3
- r represents a number from 0 to 2.
- Represents a number, s represents a number from 1 to 3, and the sum of the numbers r and s is 3.
- the urethane prepolymer according to the present invention can be used as a prepolymer for obtaining polyurethane that can be used as a dispersant for various powders, and by using the polyurethane of the present invention as a powder dispersant, coatability during use And a powder dispersion having excellent coating property can be obtained.
- the urethane prepolymer of the present invention is a urethane prepolymer obtained by reacting a hydroxycarboxylic acid compound (A), a polyethylene glycol group-containing compound (B), and a polyisocyanate compound (C). It is a polymer.
- the hydroxycarboxylic acid compound (A) used in the present invention is a compound represented by the following general formula (1):
- a in the general formula (1) represents a number from 0 to 2. From the viewpoint of ease of manufacturing the urethane prepolymer and polyurethane, powder dispersibility of the obtained polyurethane, and the like, a is preferably 0 or 1, and more preferably 0.
- B in the general formula (1) represents a number from 0 to 2.
- b is preferably 0 or 1, and more preferably 0.
- C in the general formula (1) represents a number from 1 to 3.
- c is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
- P in the general formula (1) represents a number from 0 to 2. From the viewpoints of ease of production of urethane prepolymer and polyurethane, powder dispersibility of the obtained polyurethane, and the like, p is preferably 0 or 1, and more preferably 1.
- Q in the general formula (1) represents a number from 1 to 3. From the viewpoint of ease of producing the urethane prepolymer and polyurethane, powder dispersibility of the obtained polyurethane, and the like, q is preferably 2 or 3, and more preferably 2. In the general formula (1), the total number of p and q is 3. As a specific example of the hydroxycarboxylic acid compound (A) represented by the general formula (1), in the general formula (1), a is 0, b is 0, c is 1, and p is 1. A compound in which q is 2 and q is 2.
- the orientation to the powder by the carboxyl group and the aggregation inhibitory (dispersion) by the hydrocarbon group and the hydrocarbon chain Based on the balance of properties) and the like, it is possible to obtain a polyurethane capable of exhibiting dispersibility in various powders due to a three-dimensionally appropriate balance of hydrophilicity and hydrophobicity. Further, it is possible to obtain a powder dispersion and a cosmetic composition having excellent coatability and coating film forming property at the time of use.
- the polyethylene glycol group-containing compound (B) used in the present invention is a compound represented by the following general formula (2):
- N in the general formula (2) represents a number from 5 to 50.
- n is preferably 10 to 40, more preferably 10 to 30, and 15 to 25. It is even more preferable to have.
- D in the general formula (2) represents a number from 0 to 4.
- d is preferably 0 to 2, more preferably 1 or 2, and is 1. Is even more preferable.
- E in the general formula (2) represents a number from 0 to 2. From the viewpoints of ease of production of the urethane prepolymer and polyurethane, powder dispersibility of the obtained polyurethane, and the like, e is preferably 0 or 1, and more preferably 1.
- F in the general formula (2) represents a number from 1 to 3. From the viewpoint of ease of producing the urethane prepolymer and polyurethane, powder dispersibility of the obtained polyurethane, and the like, f is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
- R in the general formula (2) represents a number from 0 to 2. From the viewpoints of ease of production of the urethane prepolymer and polyurethane, powder dispersibility of the obtained polyurethane, and the like, r is preferably 0 or 1, and more preferably 1.
- s represents a number from 1 to 3. From the viewpoint of ease of producing the urethane prepolymer and polyurethane, powder dispersibility of the obtained polyurethane, and the like, s is preferably 2 or 3, and more preferably 2. In the general formula (2), the total number of r and s is 3.
- n is 20 to 22, d is 1, and e is 1. Examples thereof include compounds in which f is 1, r is 1, and s is 2.
- the urethane prepolymer of the present invention imparts aggregation inhibitory property (dispersibility) due to the methyl-terminal polyethylene glycol group to the urethane prepolymer and polyurethane to an appropriate degree. Therefore, it is possible to obtain a polyurethane capable of exhibiting dispersibility in various powders by a three-dimensional appropriate balance between hydrophilicity and hydrophobicity. Further, it is possible to obtain a powder dispersion and a cosmetic composition having excellent coatability and coating film forming property at the time of use.
- the polyisocyanate compound (C) used in the present invention is not limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups in the molecule, and may be, for example, a diisocyanate having two isocyanate groups in the molecule. , It may be a compound having 3 or more isocyanate groups in the molecule.
- diisocyanis examples include methylene diisocyanis, dimethylene diisocyanis, trimethylene diisocyanis, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dipropyl ether diisocyanate, 2,2-dimethylpentane diisocyanate, 3-methoxyhexanediisocyanis, and octamethylene.
- Examples of the compound having three or more isocyanate groups in the molecule include 1-methylbenzene-2,4,6-triisocyanate, 1,3,5-trimethylbenzene-2,4,6-triisocyanate, 1, 3,7-naphthalene triisocyanate, biphenyl-2,4,4'-triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, 3-methyldiphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, triphenylmethane -4,4', 4 "-triisocyanate, 1,6,11-undecantryisocyanate, 1,8-diisocyanate-4-isocyanate methyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, Examples thereof include tris (isocyanatephenyl) thiophosphate and dimethyltriphenylmethanetetraisocyanate, and isocyanurate trim
- the polyisocyanate compound (C) one or more of these can be used, but from the viewpoint of the powder dispersibility of polyurethane obtained from the urethane prepolymer, the polyisocyanate compound (C) may be used. It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate and dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, more preferably to contain at least dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, and dicyclohexylmethane. It is even more preferable to use only -4,4'-diisocyanate.
- the content of polyethylene glycol groups in the urethane prepolymer is 16% by mass to 55% by mass with respect to the total mass of the urethane prepolymer.
- the content of polyethylene glycol groups in the urethane prepolymer from the viewpoint of dispersibility of polyurethane obtained from the urethane prepolymer in various powders, coatability of the obtained powder dispersion during use, and coating film forming property. Is preferably 17% by mass to 45% by mass, more preferably 18% by mass to 35% by mass, and even more preferably 18% by mass to 25% by mass.
- the content of carboxylic acid groups in the urethane prepolymer is 1.0% by mass to 6.2% by mass with respect to the total mass of the urethane prepolymer.
- the content of carboxylic acid groups in the urethane prepolymer from the viewpoint of the dispersibility of polyurethane obtained from the urethane prepolymer in various powders, the coatability of the obtained powder dispersion during use, and the film-forming property. Is preferably 1.8% by mass to 6.1% by mass, more preferably 3.0% by mass to 6.0% by mass, and 4.5% by mass to 6.0% by mass. Is even more preferable.
- the total of the polyethylene glycol group content and the carboxylic acid group content in the urethane prepolymer is not particularly limited, but is 18% by mass to 56% by mass with respect to the total mass of the urethane prepolymer. It is preferably%.
- the urethane prepolymer of the present invention can more exhibit dispersibility in various powders when the total content of the polyethylene glycol group and the carboxylic acid group in the urethane prepolymer is within this range.
- Polyurethane can be obtained, and further, a powder dispersion and a cosmetic composition having excellent coatability and coating property forming property at the time of use can be obtained.
- the total content of polyethylene glycol groups and carboxylic acid groups in the urethane prepolymer is 22% by mass to 45% by mass. It is more preferably%, and even more preferably 24% by mass to 36% by mass.
- the urethane prepolymer of the present invention has a viewpoint of being able to obtain polyurethane capable of more exhibiting dispersibility in various powders, and further, a powder dispersion and cosmetics having excellent coatability and coating film forming property at the time of use.
- the mass ratio of the polyethylene glycol group content and the carboxylic acid group content in the urethane prepolymer is 40: when the carboxylic acid group content is 1. It is preferably 1 to 2.5: 1, more preferably 20: 1 to 3: 1, and even more preferably 10: 1 to 3: 1.
- the ratio of the polyethylene glycol group content and the carboxylic acid group content in the urethane prepolymer changes the usage ratio of the hydroxycarboxylic acid compound (A) and the polyethylene glycol-based compound (B) used as raw materials. It can be adjusted by doing.
- the urethane prepolymer of the present invention contains the above-mentioned hydroxycarboxylic acid compound (A), polyethylene glycol group-containing compound (B), and polyisocyanate compound (C) in terms of the polyethylene glycol group content in the urethane prepolymer. Used in an amount such that the content of the carboxylic acid group is 1.0% by mass to 6.2% by mass based on the total mass of the urethane prepolymer, which is 16% by mass to 55% by mass based on the total mass of the urethane prepolymer.
- the amount of the hydroxycarboxylic acid compound (A) used is such that the content of the carboxylic acid group in the obtained urethane prepolymer is 1.0% by mass to 6.2% by mass with respect to the total mass of the urethane prepolymer. It can be adjusted appropriately within the range of.
- the ratio of the hydroxycarboxylic acid compound (A) in all the raw materials used in the reaction is preferably an amount of 10 mol% to 60 mol%. More preferably, the amount is 15 mol% to 50 mol%.
- the amount of the polyethylene glycol group-containing compound (B) used in the production of the urethane prepolymer of the present invention is such that the content of polyethylene glycol groups in the obtained urethane prepolymer is 16% by mass with respect to the total mass of the urethane prepolymer. It can be appropriately adjusted within the range of 55% by mass.
- the ratio of the polyethylene glycol compound (B) in all the raw materials used in the reaction is preferably 5 mol% to 40 mol%.
- the amount is more preferably 6 mol% to 30 mol%, and even more preferably 7 mol% to 25 mol%.
- the amount of the polyisocyanate compound (C) used in the urethane prepolymer of the present invention can be appropriately adjusted.
- the ratio of the polyisocyanate compound (C) in all the raw materials used in the reaction is preferably an amount of 30 mol% to 70 mol%.
- the amount is more preferably 35 mol% to 65 mol%, and even more preferably 40 mol% to 65 mol%.
- the hydroxycarboxylic acid compound (A) used in the reaction the polyethylene glycol group-containing compound (B), and the polyisocyanate compound (C)
- the total amount of the compound is preferably 60 mol% to 100 mol%, preferably 80 mol% to 100 mol%, based on the total amount of all the compounds used in the reaction (including other reactive compounds). Is more preferable, and 100 mol% is even more preferable.
- the urethane prepolymer of the present invention is a hydroxycarboxylic acid compound (A) represented by the general formula (1), a polyethylene glycol group-containing compound (B) represented by the general formula (2), and a polyisocyanate compound (C). ) Is preferable.
- the ratio NCO: OH to the total number of derived hydroxyl groups is preferably 3: 1 to 1: 1 from the viewpoint of powder dispersibility of polyurethane obtained from urethane prepolymer, and is 2: 1 to 1.05. It is more preferably 1: 1 and even more preferably 1.8: 1 to 1.1: 1.
- the content of polyethylene glycol groups in the urethane prepolymer is 16% by mass to 55% by mass, and the content of carboxylic acid groups is 1.0% by mass with respect to the total mass of the urethane prepolymer.
- Other reactive compounds may be used in the reaction as long as the content is within the range of about 6.2% by mass. Examples of other reactive compounds that may be used include hydroxyl group-containing compounds (excluding compounds represented by the general formulas (1) and (2)), amine group-containing compounds, and monoisocyanate compounds.
- Examples of the hydroxyl group-containing compound that may be used in the present invention include monool compounds such as aliphatic monoalcohol, aromatic monoalcohol, alicyclic monoalcohol, aromatic aliphatic monoalcohol, and polyalkylene glycol monoalkyl ether; Examples thereof include polyol compounds such as group diols, alicyclic diols, polyether polyols, polyester polyols, polyester polycarbonate polyols, and polycarbonate polyols (excluding compounds represented by the general formulas (1) and (2)).
- Examples of the aliphatic monoalcohol include methanol, ethanol, 1- and 2-propanol, 1- and 2-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2. -Pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 2-ethylhexanol, 3,5-dimethyl-1-hexanol, 2,2,4-trimethyl-1-pen Tanol, 1-nonanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, 1-decanol, 1-undecanol, 1-dodecanol, 1-tridecanol, 1-tetradecanol, 1-pentadecanol, 1-hexadecanol, Examples thereof include 1-heptadecanol, 1-octadecanol, 1-nonadecanol, 1-eicosan
- Examples of the aromatic monoalcohol include phenol, cresol and the like.
- Examples of the alicyclic monoalcohol include cyclohexanol and methylcyclohexanol.
- Examples of the aromatic aliphatic monoalcohol include benzyl alcohol and the like.
- polyalkylene glycol monoalkyl ether examples include polyethylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol monomethyl ether, polytetramethylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monoethyl ether, polypropylene glycol monoethyl ether, polytetramethylene glycol monoethyl ether, and polyethylene glycol.
- Examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol.
- 1,4-Butanediol Neopentyl glycol, 3-Methyl-2,4-Pentanediol, 2,4-Pentanediol, 1,5-Pentanediol, 3-Methyl-1,5-Pentanediol, 2- Methyl-2,4-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 3,5-heptandiol, 1,8-octanediol, Examples thereof include 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol and 1,10-decanediol, as well as diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol and tripropylene glycol.
- the alicyclic diol include cyclohexanedimethanol and
- polyether polyol examples include ethylene oxide and / or propylene oxide adduct of low molecular weight polyol, polytetramethylene glycol and the like.
- polyester polyol examples include a polyol such as a low molecular weight polyol, a polyvalent carboxylic acid or an ester thereof, an ester-forming derivative such as an anhydride, a halide, and / or lactones in an amount smaller than the amount of the chemical quantity theory. Examples thereof include those obtained by a direct esterification reaction and / or a transesterification reaction with a hydroxycarboxylic acid obtained by hydrolyzing and ring opening.
- polyester polycarbonate polyol examples include those obtained by reacting ethylene carbonate with a diol or glycol and reacting the obtained reaction mixture with an organic dicarboxylic acid.
- polycarbonate polyol examples include those obtained by a transesterification reaction between a diol or a polyether diol compound and an alkylene carbonate.
- Examples of the amine group-containing compound that may be used in the present invention include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monopropanolamine, dipropanolamine, N- ( ⁇ -aminoethyl) ethanolamine, and N- ( ⁇ -).
- Examples thereof include diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, 2-aminoethyl-3-aminopropylamine and the like.
- Examples of the monoisocyanate compound that may be used in the present invention include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, propyl isocyanate, n-butyl isocyanate, sec-butyl isocyanate, ter-butyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, phenyl isocyanate, tolyl isocyanate, and dimethylphenyl. Examples thereof include isocyanate and 2,6-diisopropylphenylisocyanate.
- the method for reacting the compound in producing the urethane prepolymer of the present invention is not particularly limited, and a known method can be used.
- a hydroxycarboxylic acid compound (A), a polyethylene glycol group-containing compound (B), and a polyisocyanate compound (C) are reacted in a solvent or without using a solvent to make a urethane prepolymer.
- a prepolymer mixing method can be used in which a neutralizing agent and an emulsifier are added and dispersed as necessary.
- the reaction between the hydroxycarboxylic acid compound (A), the polyethylene glycol group-containing compound (B), and the polyisocyanate compound (C) is not particularly limited as long as each compound reacts, and each compound.
- the whole amount of the above may be added all at once and reacted, or may be divided into several times and added and reacted.
- each compound is placed in a reaction system at a time or divided into several times and placed in a reaction system at a temperature of 30 ° C. to 160 ° C., preferably 40 ° C. to 160 ° C., pressurized or reduced pressure, or a normal pressure environment. Examples include methods of mixing underneath and maintaining temperature and pressure for 30 minutes to 10 hours until the reaction is complete.
- a urethane bond is formed by the reaction of each hydroxyl group contained in the hydroxycarboxylic acid compound (A) and the polyethylene glycol group-containing compound (B) with the isocyanate group contained in the polyisocyanate compound (C).
- Prepolymer is formed.
- the polyisocyanate compound (C) and the component having a hydroxyl group react arbitrarily, it is impossible to uniquely describe the structure of the urethane prepolymer by a general formula, and the urethane prepolymer obtained in the same manner. It is also impossible to uniquely describe the structure of the polyurethane produced using the above by a general formula.
- a neutralizing agent, an emulsifier, and a solvent may be used in the production of the urethane prepolymer of the present invention, if necessary.
- the neutralizing agent include low molecular weight amines such as ammonia, trimethylamine, triethylamine and tripropylamine, and inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia, which neutralize the carboxyl group of the urethane prepolymer. Sufficient amount can be used for.
- the neutralizing agent may be added to the urethane prepolymer before the reaction with the chain extender, or the neutralizing agent may be added at the same time when the urethane prepolymer and the chain extender are reacted. Or a neutralizing agent may be added after reacting the urethane prepolymer with the chain extender. From the viewpoint of adjusting the molecular weight of polyurethane and balancing various properties, it is preferable to add a neutralizing agent composed of an inorganic salt such as sodium hydroxide or potassium hydroxide before or at the same time as reacting with the chain extender.
- an inorganic salt such as sodium hydroxide or potassium hydroxide
- emulsifier examples include known fatty acid salts, higher alcohol sulfates, liquid fatty oil sulfates, aliphatic amide sulfates, aliphatic alcohol phosphates, and dibasic acidic fatty acid ester sulfonates.
- the solvent examples include hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and pentyl acetate; dioxane, dibutyl ether and the like.
- Ether-based solvent glycol ester-based solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate
- amide-based solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone; dimethylsulfoxide and the like.
- a catalyst may be used to accelerate the reaction.
- the catalyst include strong acids such as sulfuric acid and toluene sulphonic acid; metal halides such as titanium tetrachloride, hafnium chloride, zirconium chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, iron chloride, tin chloride and boron fluoride; Hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals such as diamethylate and sodium carbonate, alcoholates, carbonates; metal oxides such as aluminum oxide, calcium oxide, barium oxide and sodium oxide; tetraisopropyl titanate and dibutyltin dichloride , Dibutyltin oxide, organic metal compounds such as dibutyltin bis (2-ethylhexylthioglycolate); sodium acetate, potassium acetate, sodium propionate, potassium propionate, sodium octylate, potassium octylate, sodium laurate
- the blending amount of these catalysts is not particularly limited, but is about 0.01 to 1% by mass with respect to the total mass of each raw material of the urethane prepolymer.
- the urethane prepolymer of the present invention may be crosslinked with a crosslinking agent and / or terminally sealed with a reaction terminator depending on the intended use.
- cross-linking agent examples include melamine, monomethylol melamine, dimethylol melamine, trimethyl melamine, tetramethylol melamine, pentamethylol melamine, hexamethylol melamine, methylated methylol melamine, butylated methylol melamine, and melamine resin.
- reaction terminator examples include monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, pentanol, hexanol and octanol; ethylamine, propylamine, 2-propylamine, butylamine, 2-butylamine and tertiary.
- Alkyl amines such as butylamine and isobutylamine; aromatic amines such as aniline, methylaniline, phenylnaphthylamine and naphthylamine; alicyclic amines such as cyclohexaneamine and methylcyclohexaneamine; 2-methoxyethylamine, 3-methoxypropylamine, 2- Etheramines such as (2-methoxyethoxy) ethylamine; ethanolamine, propanolamine, butylethanolamine, 1-amino-2-methyl-2-propanol, 2-amino-2-methylpropanol, diethanolamine, diisopropanolamine, dimethyl Examples thereof include monoamines such as alkanolamines such as aminopropylethanolamine, dipropanolamine, N-methylethanolamine and N-ethylethanolamine.
- the polyurethane of the present invention is a polyurethane obtained by chain-extending (higher molecular weight) the above-mentioned urethane prepolymer by reacting it with a chain extender.
- Examples of the chain extender include low molecular weight polyhydric alcohols, low molecular weight polyvalent amines, water and the like.
- Examples of the low molecular weight polyhydric alcohol include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1, Aliphatic polyols such as 6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, diethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and glycerin.
- aromatic glycols such as 1,4-dimethylolbenzene, bisphenol A, ethylene oxide of bisphenol A or propylene oxide adducts.
- low molecular weight polyvalent amine include low molecular weight diamines such as ethylenediamine and propylenediamine; polyetherdiamines such as polyoxypropylenediamine and polyoxyethylenediamine; mensendiamine, isophoronediamine, norbornenediamine and bis (4-).
- Alicyclic diamines m-xylene diamine, ⁇ - (m / p aminophenyl) ethylamine, m-phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiethyldimethyldiphenylmethane, diaminodiethyldiphenylmethane, dimethylthiotoluenediamine, diethyltoluene
- aromatic diamines such as diamine, ⁇ , ⁇ '-bis (4-aminophenyl) -p-diisopropylbenzene and the like.
- water is preferable from the viewpoint of ease of producing polyurethane and powder dispersibility of the obtained polyurethane.
- examples of water include tap water, ion-exchanged water, pure water, ultrapure water, RO water (reverse osmosis water) and the like.
- the reaction method between the urethane prepolymer and the chain extender is not particularly limited, and a known method can be used.
- the isocyanate group must remain in the urethane prepolymer in order to react with the chain extender, the hydroxyl group derived from the hydroxycarboxylic acid compound (A) and the polyethylene glycol compound (B) in the reaction system
- the ratio of the number of isocyanate groups derived from the polyisocyanate compound (C) to the total number of hydroxyl groups derived from) must be more than 1.
- the weight average molecular weight of the polyurethane of the present invention has a weight average molecular weight of 2000 to 1000000 from the viewpoint of dispersibility of polyurethane in various powders, coatability of the obtained powder dispersion when used, and coating property. It is preferably 5000 to 500,000, more preferably 10,000 to 300,000, and even more preferably 10,000 to 300,000. In the present invention, the weight average molecular weight is measured by the GPC (gel permeation chromatography) method and determined in terms of standard polystyrene.
- GPC gel permeation chromatography
- the amount of the chain extender used is not particularly limited, and any amount can be used depending on the intended purpose.
- the prepolymer mixing method is selected as the method for producing the urethane prepolymer of the present invention, it is not contained in the prepolymer.
- the equivalent ratio of the reactive groups of the chain extender to 1 equivalent of the isocyanate group of the reaction is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, and 1.0. It is even more preferable to use the above amount.
- water is used as the chain extender, since water can also be used as a solvent for the obtained polyurethane, an excess amount may be used.
- the polyurethane of the present invention is a paint for plastics, a paint for automobile exteriors, a paint for automobile interiors, a paint for electric / electronic materials, a paint for optical materials, a paint for building materials, a glass coat paint, a woodwork paint, a film coating paint, an ink paint, Artificial and synthetic leather paints, can paints, paper coat paints, heat sensitive paper coat paints, housing paints (mobile phones, smartphones, personal computers, tablets, etc.), automobile parts paints, household electrical appliances paints, robot materials Used in various fields such as paints for furniture, paints for furniture, paints for stationery, adhesive materials, inks, sealants, molding materials, foams and optical materials, resin modifiers, printing treatment agents, fiber treatment agents, cosmetic additives, etc. be able to.
- the polyurethane of the present invention Since the polyurethane of the present invention has hydrophilic and hydrophobic portions three-dimensionally distributed in the molecule, it can be suitably used as a powder dispersant for dispersing powder in a solution.
- the mode in which the polyurethane of the present invention can impart dispersibility is not particularly limited, and for example, water, ethanol, propanol, butanol, hexane, toluene, acetic acid as a solvent. Examples thereof include a mode in which an organic solvent such as ethyl and butyl acetate is used and various organic powders and inorganic powders are used as the powder.
- organic powder examples include polyamide fine particles, polyester fine particles, polyethylene fine particles, polypropylene fine particles, polystyrene fine particles, polyurethane fine particles, vinyl resin fine particles, urea resin fine particles, phenol resin fine particles, fluororesin fine particles, silicon resin fine particles, acrylic resin fine particles, and the like.
- the inorganic powder examples include particles made of metals such as aluminum, nickel, tin, iron, copper, silver, gold, platinum, and palladium, or metal particles made of alloys based on these metals; silicon oxide particles, oxidation.
- Metal oxide particles such as aluminum particles, magnesium oxide particles, titanium oxide particles, cerium oxide particles, cobalt oxide particles, tungsten trioxide particles, zirconium oxide particles, antimony oxide particles; silicon carbide particles, boron carbide particles, aluminum carbide particles, Metal carbide particles such as titanium carbide particles and tungsten carbide particles; aluminum nitride particles, boron nitride particles, silicon nitride particles, gallium nitride particles, chromium nitride particles, tungsten nitride particles, magnesium nitride particles, molybdenum nitride particles, lithium nitride particles and the like.
- Metal nitride particles such as aluminum hydroxide particles, magnesium hydroxide particles, calcium hydroxide particles, iron hydroxide particles; kaolin, aluminum silicate, clay, talc, mica, calcium silicate, sericite , Bentonite and other silicate particles; calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, basic lead carbonate and other carbonate particles; calcium sulfate, barium sulfate and other sulfate particles; strontium chromate, pigment yellow and other chromate particles Molybdenate particles such as zinc molybdenum, calcium zinc molybdenate, magnesium molybdenate; carbon black, graphite, diamond powder, fullerene, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, carbon microcoils and other carbon particles Can be mentioned.
- metal hydroxide particles such as aluminum hydroxide particles, magnesium hydroxide particles, calcium hydroxide particles, iron hydroxide particles
- kaolin aluminum silicate, clay, talc, mica, calcium silicate, ser
- the average particle size of the powder used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable that the average particle size is 1 nm to 100 ⁇ m from the viewpoint of dispersibility in a solvent and various characteristics of the obtained powder dispersion. It is more preferably 5 nm to 10 ⁇ m. In the present invention, the average particle size of the powder is measured according to JIS Z 8825: 2013.
- the ratio of the amount of the powder to the polyurethane used is not particularly limited, but from the viewpoint of imparting dispersibility to the powder, the use of the polyurethane with respect to 100 parts by mass of the powder.
- the amount is preferably 1 part by mass to 500 parts by mass, more preferably 5 parts by mass to 300 parts by mass, and even more preferably 10 parts by mass to 200 parts by mass.
- the method of using the polyurethane of the present invention as a powder dispersant is not particularly limited, and the polyurethane and the powder may be blended in the solution by a known method.
- the polyurethane may be mixed at once or in a solution containing the powder. Examples thereof include a method of adding the mixture in several portions in an environment of room temperature to 120 ° C. and mixing for 1 minute to 10 hours as needed.
- the powder dispersion of the present invention is a powder dispersion containing the above-mentioned polyurethane, powder, and water.
- the polyurethane and the powder those described above can be used respectively.
- the powder is a group consisting of organic antioxidant fine particles, metal oxide particles, metal carbide particles, silicate particles, and carbon-based particles. It is preferable to use at least one powder selected from the above. Further, since the powder is excellent in dispersion stability, it is preferable to use a hydrophobic powder (a powder made of a hydrophobic material or various powders whose surface is coated with a hydrophobic material) as the powder.
- various powders whose surfaces are coated with a hydrophobic material include fluorine compounds, silicone oils, alkylsilanes, silazanes compounds, alkyl titanates, silane coupling agents, titanium coupling agents, oil agents, acylated lysine, and polyacrylics.
- fluorine compounds silicone oils, alkylsilanes, silazanes compounds, alkyl titanates, silane coupling agents, titanium coupling agents, oil agents, acylated lysine, and polyacrylics.
- powders coated with a silicone oil, an alkylsilane, a silazane compound, an alkyl titanate, a silane coupling agent, or a titanium coupling agent is preferably used.
- the content of polyurethane in the powder dispersion of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of powder dispersibility, coatability at the time of use, and coating film forming property, the content of polyurethane with respect to the total mass of the powder dispersion. However, it is preferably 0.01% by mass to 40% by mass, more preferably 0.1% by mass to 30% by mass, and even more preferably 0.5% by mass to 25% by mass.
- the content of the powder in the powder dispersion of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of powder dispersibility, coatability at the time of use, and coating film forming property, the powder content is based on the total amount of the powder dispersion.
- the content is preferably 0.1% by mass to 70% by mass, more preferably 0.5% by mass to 60% by mass, and even more preferably 1% by mass to 50% by mass.
- the content of water in the powder dispersion of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of powder dispersibility, coatability at the time of use, and coating film forming property, the content of water with respect to the total mass of the powder dispersion. Is preferably 10% by mass to 95% by mass, more preferably 15% by mass to 80% by mass, and even more preferably 20% by mass to 75% by mass.
- the ratio of the content of polyurethane and powder in the powder dispersion of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of powder dispersibility, coatability at the time of use, and coating film forming property, the powder dispersion has
- the content of polyurethane with respect to 100 parts by mass of the powder is preferably 1 part by mass to 500 parts by mass, more preferably 5 parts by mass to 300 parts by mass, and 10 parts by mass to 200 parts by mass. Is even more preferable.
- the powder dispersion of the present invention can be used in a solution containing various powders, and examples thereof include coating agents, paints, cosmetics, adhesives, and surface modifiers.
- the powder dispersion of the present invention is preferably used for cosmetics because it is excellent in coatability and coating film forming property at the time of use.
- the cosmetics to which the powder dispersion of the present invention can be applied are not particularly limited, and can be widely used in cosmetics using powders such as antioxidants, coating agents, and pigments.
- powders such as antioxidants, coating agents, and pigments.
- foundations, white powders, and lipsticks. Eye shadow, cheek, mascara, eyeliner, sunscreen, foundation cream, hair cream, pressed powder, deodorant powder, body powder and the like.
- the properties of the cosmetic to which the powder dispersion of the present invention can be applied may also be appropriately adjusted according to the purpose of use and the mode of use, for example, liquid, milky liquid, gel-like, cream-like, solid powder, foam-like, or mist-like. And so on.
- the amount of the powder dispersion of the present invention to be blended in the cosmetic is not particularly limited and can be adjusted according to the situation such as the type of the blended cosmetic, but for example, with respect to the total amount of the cosmetic composition. It may be 0.01% by mass to 50% by mass. At this time, from the viewpoint of various characteristics of the obtained cosmetic composition, the content of the powder in the powder dispersion with respect to the total amount of the cosmetic composition is preferably 0.01% by mass to 30% by mass. It is more preferably 0.1% by mass to 20% by mass, and even more preferably 0.5% by mass to 10% by mass.
- the method of adding the powder dispersion of the present invention to cosmetics is not particularly limited, and known methods can be used.
- a formulation in which some or all of other components of the cosmetic composition are mixed examples thereof include a method of adding the product at room temperature or under temperature control and stirring the product as necessary. Since the polyurethane of the present invention has the above-mentioned structure, various properties can be improved at the same time when added to cosmetics.
- the cosmetic composition containing the powder dispersion of the present invention has various properties (solubility, dispersibility) during storage, use, and after use, depending on the purpose and mode of use. , Stability, usability, coatability, permeability, moisturizing property, safety, design property, optical property, fragrance, whitening property, etc.)
- Ingredients commonly used in cosmetic compositions to improve and modify Can be used.
- Such components include, for example, cationic surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, hydrocarbon oils, silicone oils, ester oils, higher alcohols, polyhydric alcohols, sugars.
- moisturizers and its derivatives, moisturizers, preservatives, metal ion blockers, pH adjusters, fragrances, blood circulation promoters, anti-inflammatory agents, activators, whitening agents, anti-fat leak agents, anti-inflammatory agents, various extracts and plant seaweed Examples include extracts, solvents, and ingredients generally used in the above-mentioned cosmetic compositions, and one or more of these can be used.
- cationic surfactant examples include lauryltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, alkyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium saccharin, cetyltrimethylammonium saccharin, and behenyltrimethylmethylsulfate.
- the concentration of the cationic surfactant is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.01% by mass to 5% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- anionic surfactants include alkyl ether sulfates, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkenyl ether sulfates, alkenyl sulfates, olefin sulfonates, alkane sulfonates, saturated or unsaturated fatty acid salts. , Alkyl or alkenyl ether carboxylate, ⁇ -sulfon fatty acid salt, N-acylamino acid type surfactant, phosphoric acid mono or diester type surfactant, sulfosuccinate, N-alkylmethyl taurine salt, derivatives thereof, etc.
- the pair ion of the anion group for example, sodium ion, potassium ion, triethanolamine and the like can be mentioned, and one or more of these can be used.
- the concentration of the anionic surfactant is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.01% by mass to 5% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- amphoteric tensides examples include coconut oil fatty acid amide propyl dimethyl acetate betaine, lauryl dimethyl amino acid betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxymethyl imidazolinium betaine, lauryl hydroxy sulfobetaine, and lauroyl amide ethyl hydroxy.
- Betaine-type amphoteric tenside agents such as ethylcarboxymethyl betaine and metal salts of hydroxypropyl phosphate, amino acid-type amphoteric tenside agents such as ⁇ -laurylaminopropionic acid metal salts, sulfate ester-type amphoteric tenside agents and sulfonic acid-type Examples include amphoteric tenside agents, and one or more of these can be used.
- the concentration of the amphoteric surfactant is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.01% by mass to 5% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- nonionic surfactant examples include POE cetyl ether (Cetes), POE stearyl ether (steares), POE behenyl ether, POE oleyl ether (oles), POE lauryl ether (laures), POE octyldodecyl ether, and POE hexyldecyl.
- Hydrocarbon oils include, for example, liquid paraffin, squalane, pristan, ozokelite, paraffin, ceresin, petrolatum, polyisobutene, polyisoprene, isodecan, isododecane, isohexadecane, normalpentane, isopentane, normalhexane, isohexane, kerosene, decalin, tetraline. , Microcrystalline wax and the like, and one or more of these can be used.
- the concentration of the hydrocarbon oil is preferably 0.1% by mass to 50% by mass, more preferably 0.5% by mass to 30% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- silicone oil examples include chain silicone oils such as dimethylpolysiloxane, diphenylpolysiloxane, diphenylsiloxyphenyltrimethicone, and octamethyltrisiloxane, decamethylcyclotetrasiloxane, dodecamethylcyclotetrasiloxane, and octamethylcyclotetrasiloxane.
- Cyclic silicone oils such as cyclopentasiloxane, dodecamethylcyclopentasiloxane, octamethylcyclopentasiloxane, decamethylcyclohexasiloxane, dodecamethylcyclohexasiloxane, octamethylcyclohexasiloxane, alkyl-modified dimethylpolysiloxane, polyether-modified dimethylpoly Examples thereof include modified silicone oils such as siloxane, fatty acid-modified polysiloxane, higher alcohol-modified polysiloxane, amino-modified polysiloxane, and fluorine-modified polysiloxane, and one or more of these can be used.
- the concentration of the silicone oil is preferably 0.1% by mass to 50% by mass, more preferably 0.5% by mass to 30% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- ester oil examples include ethyl acetate, butyl acetate, hexyl acetate, decyl acetate, butyl propionate, cetyl octanate, hexyl decyl dimethyloctanoate, isononyl isononanoate, isononyl isononanoate, isotorideyl isononanoate, and ethyl laurate.
- the higher alcohol examples include cetyl alcohol, isostearyl alcohol, lauryl alcohol, hexadecyl alcohol, octyldodecanol and the like, and one or more of these can be used.
- the concentration of the higher alcohol is preferably 0.1% by mass to 30% by mass, more preferably 0.5% by mass to 20% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, highly polymerized polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, isoprene glycol, 1,3-butylene glycol, glycerin, and diglycerin. Examples thereof include polyglycerin, and one or more of these can be used.
- the concentration of the polyhydric alcohol is preferably 0.1% by mass to 30% by mass, more preferably 0.5% by mass to 20% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- saccharides and derivatives thereof include xylose, D-glucose, sucrose, trehalose, fructose, maltose, mannose, cyclodextrin, ⁇ -glucan, chitin, chitosan, pectin, arabinogalactan, dextrin, dextran, and glucosyl methacrylate.
- Examples thereof include ethyl polymers and copolymers, and one or more of these can be used.
- the concentration of the saccharide and its derivative is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.01% by mass to 5% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- Moisturizers include, for example, polyethylene glycol, xylitol, sorbitol, martitol, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, mucoitin sulfate, caronic acid, atelocollagen, cholesteryl-12-hydroxystearate, sodium lactate, bile salt, dl-pyrrolidone carboxylic acid. Examples thereof include acid salts, short-chain soluble collagen, Izayoi rose extract, Hyaluronic acid extract, Merilot extract and the like.
- the concentration of the moisturizer is preferably 0.01% by mass to 30% by mass, more preferably 0.1% by mass to 20% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- preservatives examples include benzoic acid, salicylic acid, phenolic acid, sorbic acid, potassium sorbate, paraoxybenzoic acid ester, sodium benzoate, parachlormethacresol, hexachlorophene, benzalkonium chloride, chlorhexidine chloride, and trichlorocarbanilide.
- Photosensitizer chlorphenesin, phenoxyethanol, methylparaben, ethylparaben, butylparaben, caprylyl glycol, resorcin, triclosan, isopropylmethylphenol (IPMP), bis (2-pyridylthio-1-oxide) zinc, alkyldiaminoethylglycine hydrochloride , Pyroctone olamine, hinokithiol, vitamin B6 hydrochloride (pyridoxine hydrochloride), phenol, lysozyme chloride, cetylpyridinium chloride (CPC) and the like.
- concentration of the preservative is preferably 0.01% by mass to 10% by mass, more preferably 0.1% by mass to 5% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- the metal ion sequestering agent examples include 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid tetrasodium salt, disodium edetate, trisodium edetate, and tetrasodium edetate. , Sodium citrate, sodium polyphosphate, sodium metaphosphate, gluconic acid, phosphoric acid, citric acid, ascorbic acid, succinic acid, edetic acid, trisodium ethylenediaminehydroxyethyl triacetate and the like.
- the concentration of the sequestering agent is preferably 0.001% by mass to 5% by mass, more preferably 0.01% by mass to 3% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- pH adjusters include citric acid, glycolic acid, succinic acid, tartaric acid, lactic acid, malic acid, levulinic acid, acetic acid, butyric acid, valeric acid, oxalic acid, maleic acid, fumaric acid, mandelic acid, phosphoric acid, and pyroline. Examples thereof include acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like, and one or more of these can be used.
- the pH adjuster is preferably added so that the pH of the cosmetic composition is 3.0 to 13.0.
- fragrances include acetylsedrene, allyl amylglycolate, ⁇ -ionone, isobutylquinoline, iris oil, iron, indole, undecanal, undecenal, ⁇ -undecalactone, estragor, eugenol, oak moss, opoponax.
- Resinoids orange oil, eugenol, aurantiol, galactosolid, carbachlor, camphor, carrot seed oil, clove oil, methyl silicate, geraniol, geranylnitrile, isobornyl acetate, geranyl acetate, dimethylbenzyl carvinyl acetate, styralyl acetate, Cedrill acetate, terepinel acetate, vetiveryl acetate, benzyl acetate, linalyl acetate, isopentyl salicylate, benzyl salicylate, sandalwood oil, santa roll, cyclamenaldehyde, cyclopentadecanolide, methyl dihydrojasmonate, dihydromilsenol, jasmine absolute, Jasmine lactone, citral, citronenol, citroneral, cinnamon bark oil, stilax resinoid, cedarwood oil, sedrene,
- the solvent examples include ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl alcohol, acetone, ethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether, water and the like, and one or more of these can be used.
- the concentration of the solvent is preferably 10% by mass to 99% by mass, more preferably 20% by mass to 95% by mass, based on the total amount of the cosmetic composition.
- Hydroxycarboxylic acid compound (A-1) In the general formula (1), a is 0, b is 0, c is 1, p is 1, and q is 2.
- urethane prepolymer 1 Production of urethane prepolymer 1> 174.4 g (carboxylic acid group content 58.5 g) of hydroxycarboxylic acid compound (A-1) and polyethylene glycol group-containing compound (B-1) were placed in a glass reaction vessel having a stirrer, a cooling tube, and a nitrogen introduction tube. 231.0 g (polyethylene glycol group content 199.5 g) and 594.6 g of the polyisocyanate compound (C-1) were added and reacted at 75 ° C. for 4 hours to produce urethane prepolymer 1 (1000 g). At this time, the content of the polyethylene glycol group in the urethane prepolymer 1 was 20% by mass, and the content of the carboxylic acid group was 5.9% by mass.
- Example 2 to 4 Production of urethane prepolymers 2 to 4> Urethane prepolymers 2 to 4 are produced by the same method as in Example 1 except that the types and amounts of the hydroxycarboxylic acid compound, the polyethylene glycol group-containing compound, and the polyisocyanate compound are changed as described in Table 1. did. Table 1 shows the content of polyethylene glycol groups (% by mass) and the content of carboxylic acid groups (% by mass) in each urethane prepolymer.
- Examples 5 to 8, Comparative Examples 3 to 4 Production of powder dispersion 1>
- Each of the produced polyurethanes, zinc oxide particles (alkylsilane surface coating, average primary particle diameter 25 nm) as powder, and ion-exchanged water as solvent are dropped into a glass container in the amounts (mass%) shown in Table 2 at room temperature.
- the powder dispersions of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 to 4 were produced by stirring.
- the amount of polyurethane compounded in the table represents the mass of the solid content excluding the solvent at the time of production.
- the particle size of the powder was measured based on JIS Z 8825: 2013.
- Evaluation criteria for applicability ⁇ Gives a smooth feel of application ⁇ : Gives a rough feel, not smooth
- Examples 9 to 12 Production of powder dispersion 2> As powder, zinc oxide particles (alkylsilane surface coating, average primary particle diameter 25 nm), titanium oxide particles (alkylsilane surface coating, average primary particle diameter 100 nm) or ultraviolet absorber particles (benzotriazole-based ultraviolet absorber, product name) : Powder dispersion of Examples 9 to 12 by the same method as in Production 1 of powder dispersion except that the compounding conditions were changed as shown in Table 3 using Adecastab LA-31 (manufactured by ADEKA Co., Ltd.). Each body was manufactured.
- Adecastab LA-31 manufactured by ADEKA Co., Ltd.
- each powder dispersibility, coatability, and coating film formation are based on the same methods and evaluation criteria as the above-mentioned evaluation of powder dispersibility and coating property / coating film forming property. Gender was evaluated. The evaluation results are also shown in Table 3. The particle size of the powder was measured based on JIS Z 8825: 2013.
- the powder dispersion of the present invention is excellent in powder dispersibility, coating property at the time of use, and coating film forming property. Therefore, it is shown that the polyurethane of the present invention has excellent properties as a powder dispersant for various powders, and can be used as a powder dispersant having excellent dispersibility and usability, especially when used in cosmetics. Was done.
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Abstract
本発明は、特定の構造を有するヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、特定の構造を有するポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)と、を反応させて得られるウレタンプレポリマーであって、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率が16質量%~55質量%であり、カルボン酸基の含有率が1.0質量%~6.2質量%である、ウレタンプレポリマー、該ウレタンプレポリマーを鎖延長剤と反応させて鎖延長して得られるポリウレタン、及び該ポリウレタンからなる粉体分散剤、並びに該ウレタンポリマー及び該ポリウレタンの製造方法である。
Description
本発明は、ウレタンプレポリマー、ポリウレタン、及び該ポリウレタンからなる粉体分散剤、並びに該ウレタンプレポリマー及び該ポリウレタンの製造方法に関する。
化粧料及び塗料等には、溶液中に含まれる各種顔料、機能性粉体等を安定的に分散させるために粉体分散剤が通常配合されているが、より多様な製品分野、配合条件で使用可能な粉体分散剤の開発が行われてきた。例えば、特許文献1には、高純度のオレイン酸又はその誘導体からなる親油性物質を用いて調製される化粧料が乳化安定性、使用感、エモリエント効果などの面で優れることが記載されている。また、特許文献2には、重合度が2~8のポリグリセリンと、少なくとも一種の飽和及び/又は不飽和脂肪酸とのモノエステル、ジエステル及びポリエステルからなる特定のポリグリセリン脂肪酸エステルを、化粧品、医薬品又は化学工業品への調剤における分散剤等として用いることが提案されている。
しかし近年では、環境配慮等の観点から、従来分散剤として用いられてきた界面活性剤の配合を避ける傾向が高まっており、この対策としてポリマー系の粉体分散剤の開発が各種行われている。ポリマー系の粉体分散剤の中でも、特に化学的安定性、機械的安定性等に優れることから、ウレタンポリマー系の粉体分散剤が各種提案されている。例えば、特許文献3には、水性被覆組成物のための新規な分散剤として、1.0重量%のイソシアネート基の最大含有量と一官能性アルコールのポリエーテル鎖に存在する30~95重量%の酸化エチレン単位の含有量とを有するポリイソシアネート付加生成物が提案されている。特許文献4には、アミノ基含有有機ポリマー、ポリヒドロキシモノカルボン酸及びイソシアネートを反応させることによって調製可能な湿潤分散剤が提案されている。
しかしながら、このようなウレタン系ポリマーを用いる粉体分散剤においては、特定の粉体にのみ分散性の発揮が可能であり、粉体分散剤として用いた場合の粉体分散体(粉体が分散された溶液)の塗布性及び塗膜形成性などの実用面での課題があった。
従って、本発明が解決しようとする課題は、各種粉体の分散剤等として用いることができ、粉体分散剤として用いた場合に粉体分散体の塗布性及び塗膜形成性に優れたポリウレタン、及び該ポリウレタンを得ることができるウレタンプレポリマーを提供することにある。
そこで、本発明者等は鋭意検討した結果、各種粉体の分散剤等として用いることができるポリウレタンを得ることができるウレタンプレポリマーを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、下記の一般式(1)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、下記の一般式(2)で表されるポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)と、を反応させて得られるウレタンプレポリマーであって、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率が16質量%~55質量%であり、カルボン酸基(カルボキシル基)の含有率が1.0質量%~6.2質量%である、ウレタンプレポリマーである。
(式中、aは0~2の数を表し、bは0~2の数を表し、cは1~3の数を表し、pは0~2の数を表し、qは1~3の数を表し、pとqの数の合計は3である。)
(式中、nは5~50の数を表し、dは0~4の数を表し、eは0~2の数を表し、fは1~3の数を表し、rは0~2の数を表し、sは1~3の数を表し、rとsの数の合計は3である。)
本発明によるウレタンプレポリマーは、各種粉体の分散剤等として用いることができるポリウレタンを得るプレポリマーとして用いることができ、本発明のポリウレタンを粉体分散剤として用いることで、使用時の塗布性及び塗膜形成性に優れた粉体分散体を得ることができる。
<ウレタンプレポリマー>
本発明のウレタンプレポリマーは、以下に説明するように、ヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、ポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)と、を反応させて得られるウレタンプレポリマーである。
本発明のウレタンプレポリマーは、以下に説明するように、ヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、ポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)と、を反応させて得られるウレタンプレポリマーである。
本発明に用いるヒドロキシカルボン酸化合物(A)は、下記の一般式(1)で表される化合物である:
一般式(1)のaは0~2の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、aは0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
一般式(1)のbは0~2の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、bは0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
一般式(1)のcは1~3の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、cは1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
一般式(1)のpは0~2の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、pは0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。
一般式(1)のqは1~3の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、qは2又は3であることが好ましく、2であることがより好ましい。なお、一般式(1)において、pとqの数の合計は3である。
一般式(1)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物(A)の具体例としては、一般式(1)において、aは0であり、bは0であり、cは1であり、pは1であり、qは2である化合物が挙げられる。
一般式(1)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物(A)の具体例としては、一般式(1)において、aは0であり、bは0であり、cは1であり、pは1であり、qは2である化合物が挙げられる。
本発明のウレタンプレポリマーが、上述したようなヒドロキシカルボン酸化合物(A)を構成要素として用いることで、カルボキシル基による粉体への配向性、炭化水素基及び炭化水素鎖による凝集阻害性(分散性)等のバランスに基づき、3次元的に適切な親水性と疎水性のバランスによる各種粉体への分散性を発揮することが可能なポリウレタンを得ることができる。さらには、使用時の塗布性や塗膜形成性に優れる粉体分散体及び化粧料組成物を得ることができる。
本発明に用いるポリエチレングリコール基含有化合物(B)は、下記の一般式(2)で表される化合物である:
一般式(2)のnは5~50の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、nは10~40であることが好ましく、10~30であることがより好ましく、15~25であることが更により好ましい。
一般式(2)のdは0~4の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、dは0~2であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、1であることが更により好ましい。
一般式(2)のeは0~2の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、eは0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。
一般式(2)のfは1~3の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、fは1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
一般式(2)のrは0~2の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、rは0又は1であることが好ましく、1であることがより好ましい。
一般式(2)のsは1~3の数を表す。ウレタンプレポリマー及びポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、sは2又は3であることが好ましく、2であることがより好ましい。なお、一般式(2)において、rとsの数の合計は3である。
一般式(2)で表されるポリエチレングリコール基含有化合物(B)の具体例としては、一般式(2)において、nは20~22であり、dは1であり、eは1であり、fは1であり、rは1であり、sは2である化合物が挙げられる。
一般式(2)で表されるポリエチレングリコール基含有化合物(B)の具体例としては、一般式(2)において、nは20~22であり、dは1であり、eは1であり、fは1であり、rは1であり、sは2である化合物が挙げられる。
本発明のウレタンプレポリマーは、上述したようなポリエチレングリコール基含有化合物(B)を用いることで、メチル末端ポリエチレングリコール基による凝集阻害性(分散性)をウレタンプレポリマー及びポリウレタンへ適切な程度で付与することができ、よって3次元的な適切な親水性と疎水性のバランスにより各種粉体への分散性を発揮することが可能なポリウレタンを得ることができる。さらには、使用時の塗布性や塗膜形成性に優れる粉体分散体及び化粧料組成物を得ることができる。
本発明に用いるポリイソシアネート化合物(C)としては、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物であれば制限されず、例えば、分子内に2個のイソシアネート基を有するジイソシアネートであってもよく、分子内に3個以上のイソシアネート基を有する化合物であってもよい。ジイソシアネートとしては、例えば、メチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジプロピルエーテルジイソシアネート、2,2-ジメチルペンタンジイソシアネート、3-メトキシヘキサンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルペンタンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、3-ブトキシヘキサンジイソシアネート、1,4-ブチレングリコールジプロピルエーテルジイソシアネート、チオジヘキシルジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、パラキシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;2,4-及び/又は2,6-トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、2,2'-ジメチルジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、ジフェニルジメチルメタン-4,4'-ジイソシアネート、2,5,2',5'-テトラメチルジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、シクロヘキシルビス(4-イソシアントリフェニル)メタン、3,3'-ジメトキシジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、4,4'-ジメトキシジフェニルメタン-3,3'-ジイソシアネート、4,4'-ジエトキシジフェニルメタン-3,3'-ジイソシアネート、2,2'-ジメチル-5,5'-ジメトキシジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネート、3,3'-ジクロロジフェニルジメチルメタン-4,4'-ジイソシアネート、ベンゾフェノン-3,3'-ジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、3,3'-ジメチルビフェニルジイソシアネート、3,3'-ジメトキシビフェニルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、トランス-1,4-シクロヘキシルジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。また、ジイソシアネートは、カルボジイミド変性、ビウレット変性等の変性物の形で用いてもよく、各種のブロッキング剤によってブロックされたブロックイソシアネートの形で用いてもよい。
分子内にイソシアネート基を3個以上有する化合物としては、例えば、1-メチルベンゼン-2,4,6-トリイソシアネート、1,3,5-トリメチルベンゼン-2,4,6-トリイソシアネート、1,3,7-ナフタレントリイソシアネート、ビフェニル-2,4,4'-トリイソシアネート、ジフェニルメタン-2,4,4'-トリイソシアネート、3-メチルジフェニルメタン-4,6,4'-トリイソシアネート、トリフェニルメタン-4,4',4"-トリイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシアネートメチルオクタン、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオホスフェート及びジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネート、並びに前記例示のジイソシアネートのイソシアヌレート三量化物、ビューレット三量化物、及びトリメチロールプロパンアダクト化物;等が挙げられ、これらの化合物はカルボジイミド変性、ビウレット変性等の変性物の形で用いてもよく、各種のブロッキング剤によってブロックされたブロックイソシアネートの形で用いてもよい。
ポリイソシアネート化合物(C)としては、これらの1種又は2種以上を用いることができるが、ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、ポリイソシアネート化合物(C)として、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及びジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネートからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネートを少なくとも含むことがより好ましく、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネートのみを用いることが更により好ましい。
本発明のウレタンプレポリマーでは、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率が、ウレタンプレポリマーの全質量に対して、16質量%~55質量%である。ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの各種粉体への分散性、及び得られる粉体分散体の使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率は17質量%~45質量%であることが好ましく、18質量%~35質量%であることがより好ましく、18質量%~25質量%であることが更により好ましい。
本発明のウレタンプレポリマーでは、ウレタンプレポリマー中のカルボン酸基の含有率が、ウレタンプレポリマーの全質量に対して、1.0質量%~6.2質量%である。ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの各種粉体への分散性、及び得られる粉体分散体の使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、ウレタンプレポリマー中のカルボン酸基の含有率は1.8質量%~6.1質量%であることが好ましく、3.0質量%~6.0質量%であることがより好ましく、4.5質量%~6.0質量%であることが更により好ましい。
本発明のウレタンプレポリマーでは、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率とカルボン酸基の含有率の合計は特に限定されないが、ウレタンプレポリマーの全質量に対して、18質量%~56質量%であることが好ましい。本発明のウレタンプレポリマーは、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率とカルボン酸基の含有率の合計がこの範囲であることで、各種粉体への分散性をより発揮することが可能なポリウレタンを得ることができ、さらには使用時の塗布性及び塗膜形成性により優れる粉体分散体並びに化粧料組成物を得ることができる。使用時の塗布性及び塗膜形成性により優れる粉体分散体を得られる観点からは、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率とカルボン酸基の含有率の合計が22質量%~45質量%であることがより好ましく、24質量%~36質量%であることが更により好ましい。
本発明のウレタンプレポリマーでは、各種粉体への分散性をより発揮することができるポリウレタンを得ることができる観点、さらには使用時の塗布性及び塗膜形成性により優れる粉体分散体並びに化粧料組成物を得ることができる観点から、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有量とカルボン酸基の含有量との、カルボン酸基の含有量を1としたときの質量比が、40:1~2.5:1であることが好ましく、20:1~3:1であることがより好ましく、10:1~3:1であることが更により好ましい。本発明において、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有量とカルボン酸基の含有量との比は、原料として用いるヒドロキシカルボン酸化合物(A)とポリエチレングリコール系化合物(B)の使用比率を変更することで調整することができる。
本発明のウレタンプレポリマーは、前述したヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、ポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)とを、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率がウレタンプレポリマーの全質量に対して16質量%~55質量%となり、カルボン酸基の含有率がウレタンプレポリマーの全質量に対して1.0質量%~6.2質量%となる量で用いて反応させることで製造することができる。このとき、用いるヒドロキシカルボン酸化合物(A)の使用量は、得られるウレタンプレポリマー中のカルボン酸基の含有率がウレタンプレポリマーの全質量に対して1.0質量%~6.2質量%となる範囲内で適宜調節することができる。ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの粉体分散性の観点からは、反応に用いる全原料中のヒドロキシカルボン酸化合物(A)の比率が10モル%~60モル%となる量であることが好ましく、15モル%~50モル%となる量であることがより好ましい。
本発明のウレタンプレポリマーの製造に用いるポリエチレングリコール基含有化合物(B)の使用量は、得られるウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率がウレタンプレポリマーの全質量に対して16質量%~55質量%となる範囲内で適宜調節することができる。ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの粉体分散性の観点からは、反応に用いる全原料中のポリエチレングリコール系化合物(B)の比率が5モル%~40モル%となる量であることが好ましく、6モル%~30モル%となる量であることがより好ましく、7モル%~25モル%となる量であることが更により好ましい。
本発明のウレタンプレポリマーに用いるポリイソシアネート化合物(C)の使用量は適宜調節することができる。ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの粉体分散性の観点からは、反応に用いる全原料中のポリイソシアネート化合物(C)のの比率が30モル%~70モル%となる量であることが好ましく、35モル%~65モル%となる量であることがより好ましく、40モル%~65モル%となる量であることが更により好ましい。
本発明において、ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点からは、反応に用いるヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、ポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)との合計量が、反応に用いる全化合物の合計量(その他の反応性化合物を含む)に対して、60モル%~100モル%であることが好ましく、80モル%~100モル%であることがより好ましく、100モル%であることが更により好ましい。つまり、本発明のウレタンプレポリマーは、一般式(1)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物(A)、一般式(2)で表されるポリエチレングリコール基含有化合物(B)及びポリイソシアネート化合物(C)からなることが好ましい。
また、本発明のウレタンプレポリマーを製造する際の、反応系中のポリイソシアネート化合物(C)由来のイソシアネート基の数と、ヒドロキシカルボン酸化合物(A)由来の水酸基とポリエチレングリコール系化合物(B)由来の水酸基の合計数との比NCO:OHは、ウレタンプレポリマーから得られるポリウレタンの粉体分散性の観点から、3:1~1:1であることが好ましく、2:1~1.05:1であることがより好ましく、1.8:1~1.1:1であることが更により好ましい。
本発明のウレタンプレポリマーでは、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率が16質量%~55質量%となり、カルボン酸基の含有率がウレタンプレポリマーの全質量に対して1.0質量%~6.2質量%となる範囲内であれば、その他の反応性化合物を反応に用いてもよい。用いてもよいその他の反応性化合物としては、例えば、水酸基含有化合物(一般式(1)及び(2)で表される化合物を除く)、アミン基含有化合物、モノイソシアネート化合物等が挙げられる。
本発明において用いてもよい水酸基含有化合物としては、例えば、脂肪族モノアルコール、芳香族モノアルコール、脂環族モノアルコール、芳香脂肪族モノアルコール、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル等のモノオール化合物;脂肪族ジオール、脂環式ジオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリカーボネートポリオール等のポリオール化合物(但し、一般式(1)及び(2)で表される化合物を除く)が挙げられる。
脂肪族モノアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1-及び2-プロパノール、1-及び2-ブタノール、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、2-メチル-1-ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、2-エチル-1-ブタノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、2-エチルヘキサノール、3,5-ジメチル-1-ヘキサノール、2,2,4-トリメチル-1-ペンタノール、1-ノナノール、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、1-デカノール、1-ウンデカノール、1-ドデカノール、1-トリデカノール、1-テトラデカノール、1-ペンタデカノール、1-ヘキサデカノール、1-ヘプタデカノール、1-オクタデカノール、1-ノナデカノール、1-エイコサノール、1-ヘキサコサノール、1-ヘプタトリコンタノール、1-オレイルアルコール、2-オクチルドデカノール等が挙げられる。芳香族モノアルコールとしては、例えば、フェノール、クレゾール等が挙げられる。脂環族モノアルコールとしては、例えば、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール等が挙げられる。芳香脂肪族モノアルコールとしては、例えば、ベンジルアルコール等が挙げられる。
ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノペンチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノペンチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノペンチルエーテル、ポリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ポリプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノヘキシルエーテル、ポリエチレングリコールモノヘプチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノヘプチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノヘプチルエーテル、ポリエチレングリコールモノオクチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノオクチルエーテル、ポリテトラメチレングリコールモノオクチルエーテル等が挙げられる。
脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、3,5-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール及び1,10-デカンジオール並びに、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。脂環式ジオールとしては、例えば、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、低分子ポリオールのエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子ポリオール等のポリオールと、その化学量論量より少ない量の多価カルボン酸又はそのエステル、無水物、ハライド等のエステル形成性誘導体、及び/又は、ラクトン類もしくはその加水分解開環して得られるヒドロキシカルボン酸との直接エステル化反応及び/又はエステル交換反応により得られるものが挙げられる。ポリエステルポリカーボネートポリオールとしては、例えば、エチレンカルボネートとジオール又はグリコールとを反応させて、得られた反応混合物と有機ジカルボン酸とを反応させることによって得られるものが挙げられる。ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ジオール又はポリエーテルジオール化合物とアルキレンカルボネートとのエステル交換反応によって得られるものが挙げられる。
本発明において用いてもよいアミン基含有化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、N-(β-アミノエチル)エタノールアミン、N-(β-アミノエチル)イソプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-N-ブチルエタノールアミン、N-t-ブチルエタノールアミン、2-アミノ-2-メチルプロパノール(2-アミノイソブタノール)、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、2-アミノエチル-3-アミノプロピルアミン等が挙げられる。
本発明において用いてもよいモノイソシアネート化合物としては、例えば、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、n-ブチルイソシアネート、sec-ブチルイソシアネート、ter-ブチルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、2,6-ジイソプロピルフェニルイソシアネート等が挙げられる。
本発明のウレタンプレポリマーを製造する際の化合物を反応させる方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。このような方法としては、例えば、ヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、ポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)を溶媒中で又は溶媒を用いずに反応させてウレタンプレポリマーを製造した後、必要に応じて中和剤、乳化剤を加えて分散させるプレポリマーミキシング法を用いることができる。
上記のヒドロキシカルボン酸化合物(A)とポリエチレングリコール基含有化合物(B)とポリイソシアネート化合物(C)との反応は、各化合物が反応するような条件であれば特に限定されず、また、各化合物の全量を一括で投入して反応させても数回に分割して投入して反応させてもよい。具体的には、例えば、各化合物をそれぞれ一度に又は数回に分割して反応系内に入れて30℃~160℃、好ましくは40℃~160℃の温度、加圧又は減圧もしくは常圧環境下で混合し、反応が完了するまで30分~10時間、温度及び圧力を維持する方法が挙げられる。上記反応においては、ヒドロキシカルボン酸化合物(A)とポリエチレングリコール基含有化合物(B)に含有される各水酸基と、ポリイソシアネート化合物(C)に含有されるイソシアネート基との反応でウレタン結合を形成してプレポリマーが形成される。この際、ポリイソシアネート化合物(C)と水酸基を有する成分が任意に反応するため、ウレタンプレポリマーの構造を一般式により一義的に記載することは不可能であり、同様に得られたウレタンプレポリマーを用いて製造されるポリウレタンの構造を一般式により一義的に記載することも不可能である。また、上記水酸基とイソシアネート基の反応速度が速いため、ヒドロキシカルボン酸化合物(A)中のカルボキシル基と上記水酸基とのエステル反応は考慮する必要はなく、このようなエステル反応は本発明のウレタンプレポリマー及びポリウレタンの構造に影響を及ぼさない。
本発明のウレタンプレポリマーの製造には、必要に応じて中和剤、乳化剤、溶媒をそれぞれ用いてもよい。中和剤としては、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン等の低分子量アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の無機塩基が挙げられ、これらはウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和するのに十分な量を用いることができる。なお、中和剤を使用する場合は、鎖延長剤と反応させる前にウレタンプレポリマーに中和剤を添加してもよいし、ウレタンプレポリマーと鎖延長剤を反応させる際に同時に中和剤を添加してもよいし、ウレタンプレポリマーを鎖延長剤と反応させた後に中和剤を添加してもよい。ポリウレタンの分子量の調整及び諸特性のバランスの観点からは、鎖延長剤と反応させる前又は同時に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩からなる中和剤を添加することが好ましい。
乳化剤としては、例えば、公知の脂肪酸塩、高級アルコールの硫酸エステル塩、液体脂肪油の硫酸エステル塩、脂肪族アマイドの硫酸塩、脂肪族アルコールのリン酸エステル、二塩基酸性脂肪酸エステルのスルホン酸塩、脂肪酸アミドのスルホン酸塩、アルキルアリルスルホン酸、ホルマリン縮合ナフタリンスルホン酸塩等のアニオン性界面活性剤;第一アミン塩、第二アミン塩、第三アミン塩、第四級アミン塩、ピリジニウム塩等のカチオン性界面活性剤;ベタイン型、硫酸エステル型、スルホン酸型等の両性界面活性剤;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン共重合体等のノニオン性界面活性剤、及びこれらの混合物等が挙げられる。
溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル等のエステル系溶媒;ジオキサン、ジブチルエーテル等のエーテル系溶媒;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエステル系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
また、上記の各反応において、反応を促進させるために触媒を用いてもよい。触媒としては、例えば、硫酸及びトルエンスルフォン酸等の強酸;四塩化チタン、塩化ハフニウム、塩化ジルコニウム、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化鉄、塩化スズ、フッ化硼素等の金属ハロゲン化物;ソジウムメチラート、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルコラート物、炭酸塩;酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ナトリウム等の金属酸化物;テトライソプロピルチタネート、ジブチル錫ジクロライド、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(2-エチルヘキシルチオグリコレート)等の有機金属化合物;酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、オクチル酸ナトリウム、オクチル酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム等の石鹸が挙げられる。これらの触媒の配合量は、特に限定されないが、ウレタンプレポリマーの各原料の合計質量に対して0.01~1質量%程度である。なお、触媒を使用しなくても反応は進むが、触媒を使用すると反応速度が上がるので、反応時間を短縮する効果が得られる。
本発明のウレタンプレポリマーは、使用目的に応じて、架橋剤による架橋及び/又は反応停止剤による末端封鎖をしてもよい。
架橋剤としては、例えば、メラミン、モノメチロールメラミン、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、メチル化メチロールメラミン、ブチル化メチロールメラミン、メラミン樹脂等が挙げられる。
反応停止剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール等のモノアルコール;エチルアミン、プロピルアミン、2-プロピルアミン、ブチルアミン、2-ブチルアミン、第三ブチルアミン、イソブチルアミン等のアルキルアミン;アニリン、メチルアニリン、フェニルナフチルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミン;シクロヘキサンアミン、メチルシクロヘキサンアミン等の脂環式アミン;2-メトキシエチルアミン、3-メトキシプロピルアミン、2-(2-メトキシエトキシ)エチルアミン等のエーテルアミン;エタノールアミン、プロパノールアミン、ブチルエタノールアミン、1-アミノ-2-メチル-2-プロパノール、2-アミノ-2-メチルプロパノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジメチルアミノプロピルエタノールアミン、ジプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン等のアルカノールアミン等のモノアミン等が挙げられる。
<ポリウレタン>
本発明のポリウレタンは、前述したウレタンプレポリマーを、鎖延長剤と反応させることで鎖延長(高分子量化)して得られるポリウレタンである。
本発明のポリウレタンは、前述したウレタンプレポリマーを、鎖延長剤と反応させることで鎖延長(高分子量化)して得られるポリウレタンである。
鎖延長剤としては、例えば、低分子量多価アルコール、低分子量多価アミン、水等が挙げられる。低分子量多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、ジエチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、グリセリン等の脂肪族ポリオール、及び、1,4-ジメチロールベンゼン、ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイド付加物等の芳香族グリコールが挙げられる。低分子量多価アミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等の低分子ジアミン類;ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシエチレンジアミン等のポリエーテルジアミン類;メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルネンジアミン、ビス(4-アミノ-3-メチルジシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン等の脂環式ジアミン類;m-キシレンジアミン、α-(m/pアミノフェニル)エチルアミン、m-フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジエチルジメチルジフェニルメタン、ジアミノジエチルジフェニルメタン、ジメチルチオトルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-p-ジイソプロピルベンゼン等の芳香族ジアミン類等が挙げられる。
上記鎖延長剤の中でもポリウレタンの製造容易性、並びに得られるポリウレタンの粉体分散性等の観点から、水が好ましい。水としては、水道水、イオン交換水、純水、超純水、RO水(逆浸透水)等が挙げられる。
ウレタンプレポリマーと鎖延長剤との反応方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。ただし、鎖延長剤と反応させるためには、ウレタンプレポリマー中にイソシアネート基が残存している必要があるため、反応系中のヒドロキシカルボン酸化合物(A)由来の水酸基とポリエチレングリコール系化合物(B)由来の水酸基の合計数に対するポリイソシアネート化合物(C)由来のイソシアネート基の数の比は、1超とする必要がある。
本発明のポリウレタンの重量平均分子量は、ポリウレタンの各種粉体への分散性、及び得られる粉体分散体の使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、重量平均分子量が2000~1000000であることが好ましく、5000~500000であることがより好ましく、10000~300000であることが更により好ましい。本発明において重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法によって測定され、標準ポリスチレン換算にて求められる。
鎖延長剤の使用量は特に限定されず、目的に応じて任意の量を使用できるが、例えば、本発明のウレタンプレポリマーの製造方法としてプレポリマーミキシング法を選択した場合、プレポリマー中の未反応のイソシアネート基の当量1に対して鎖延長剤の反応基の当量比が0.1以上となる量とすることが好ましく、0.5以上となる量とすることがより好ましく、1.0以上となる量とすることが更により好ましい。また、鎖延長剤として水を用いる場合、水は得られるポリウレタンの溶媒としても用いることができることから、過剰量を用いてもよい。
本発明のポリウレタンは、プラスチック用塗料、自動車外装用塗料、自動車内装用塗料、電気・電子材料用塗料、光学材料用塗料、建材用塗料、ガラスコート塗料、木工塗料、フィルムコーティング塗料、インキ塗料、人工及び合成皮革用塗料、缶用塗料、紙コート塗料、感熱紙コート塗料、筐体(携帯電話、スマートフォン、パソコン、タブレットなど)用塗料、自動車部品用塗料、家庭用電化製品用塗料、ロボット材料用塗料、家具用塗料、文具用塗料、接着材料、インキ、シーラント、成形材料、フォーム及び光学材料、樹脂改質剤、捺染処理剤、繊維処理剤、化粧料用添加剤などの各種分野において用いることができる。
本発明のポリウレタンは、分子内に3次元に分布した親水部及び疎水部を有することから、溶液中で粉体を分散させる粉体分散剤として好適に用いることができる。本発明のポリウレタンが分散性を付与できる様態(本発明のポリウレタンを粉体分散剤として適用可能な様態)は特に限定されず、例えば、溶媒として水、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の有機溶媒を用い、粉体として各種有機粉体、無機粉体を用いる様態等が挙げられる。
有機粉体としては、例えば、ポリアミド微粒子、ポリエステル微粒子、ポリエチレン微粒子、ポリプロピレン微粒子、ポリスチレン微粒子、ポリウレタン微粒子、ビニル樹脂微粒子、尿素樹脂微粒子、フェノール樹脂微粒子、フッ素樹脂微粒子、ケイ素樹脂微粒子、アクリル樹脂微粒子、メラミン樹脂微粒子、エポキシ樹脂微粒子、ポリカーボネート樹脂微粒子、セルロース微粒子、シルク微粒子、ナイロン微粒子、アクリルエラストマー微粒子、シリコーンエラストマー微粒子、有機顔料(アゾ系、ペリレン系、ニトロ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ジオキサン系等)微粒子、有機酸化防止剤(ヒドロキシベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、ベンゾエート類、オキザニリド類、シアノアクリレート類等)微粒子等が挙げられる。
無機粉体としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、スズ、鉄、銅、銀、金、白金、パラジウムなどの金属からなる粒子又はこれらの金属を基とした合金からなる金属粒子;酸化ケイ素粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化チタン粒子、酸化セリウム粒子、酸化コバルト粒子、三酸化タングステン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化アンチモン粒子等の金属酸化物粒子;炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子、炭化アルミニウム粒子、炭化チタン粒子、炭化タングステン粒子等の金属炭化物粒子;窒化アルミニウム粒子、窒化ホウ素粒子、窒化ケイ素粒子、窒化ガリウム粒子、窒化クロム粒子、窒化タングステン粒子、窒化マグネシウム粒子、窒化モリブデン粒子、窒化リチウム粒子等の金属窒化物粒子;水酸化アルミニウム粒子、水酸化マグネシウム粒子、水酸化カルシウム粒子、水酸化鉄粒子等の金属水酸化物粒子;カオリン、ケイ酸アルミニウム、クレー、タルク、マイカ、ケイ酸カルシウム、セリサイト、ベントナイト等のケイ酸塩粒子;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸鉛等の炭酸塩粒子;硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩粒子;ストロンチウムクロメート、ピグメントイエロー等のクロム酸塩粒子;モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カルシウム亜鉛、モリブデン酸マグネシウム等のモリブデン酸塩粒子;カーボンブラック、グラファイト、ダイヤモンドパウダー、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンマイクロコイル等の炭素系粒子等が挙げられる。
本発明で使用される粉体の平均粒径は特に限定されないが、溶媒への分散性及び得られる粉体分散体の諸特性の観点から、平均粒径が1nm~100μmであることが好ましく、5nm~10μmであることがより好ましい。なお、本発明において粉体の平均粒径は、JIS Z 8825:2013に準拠して測定される。
本発明のポリウレタンを粉体分散剤として用いる際の、粉体とポリウレタンの使用量の比率は特に限定されないが、粉体への分散性の付与の観点から、粉体100質量部に対するポリウレタンの使用量が、1質量部~500質量部であることが好ましく、5質量部~300質量部であることがより好ましく、10質量部~200質量部であることが更により好ましい。
本発明のポリウレタンを粉体分散剤として使用する方法は特に限定されず、公知の方法により溶液中にポリウレタンと粉体を配合すればよく、例えば、粉体を含む溶液中にポリウレタンを一度に又は数回に分けて常温~120℃の環境下で添加し、必要に応じて1分~10時間混合する方法等が挙げられる。
<粉体分散体>
本発明の粉体分散体は、前述したポリウレタンと、粉体と、水とを含有する粉体分散体である。ポリウレタン及び粉体としては、それぞれ前述したものを用いることができる。粉体分散体の使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、粉体として、有機酸化防止剤微粒子、金属酸化物粒子、金属炭化物粒子、珪酸塩粒子、及び炭素系粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種の粉体を用いることが好ましい。また、粉体の分散安定性に優れることから、粉体として疎水性粉体(疎水性材料からなる粉体、又は表面を疎水性材料で被覆処理した各種粉体)を用いることが好ましい。このうち表面を疎水性材料で被覆処理した各種粉体としては、フッ素化合物、シリコーンオイル、アルキルシラン、シラザン化合物、アルキルチタネート、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、油剤、アシル化リジン、ポリアクリル酸、金属石鹸、アミノ酸等で被覆処理した粉体等が挙げられ、これらの中でも、シリコーンオイル、アルキルシラン、シラザン化合物、アルキルチタネート、シランカップリング剤、又はチタンカップリング剤で被覆処理した粉体を用いることが好ましい。
本発明の粉体分散体は、前述したポリウレタンと、粉体と、水とを含有する粉体分散体である。ポリウレタン及び粉体としては、それぞれ前述したものを用いることができる。粉体分散体の使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、粉体として、有機酸化防止剤微粒子、金属酸化物粒子、金属炭化物粒子、珪酸塩粒子、及び炭素系粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種の粉体を用いることが好ましい。また、粉体の分散安定性に優れることから、粉体として疎水性粉体(疎水性材料からなる粉体、又は表面を疎水性材料で被覆処理した各種粉体)を用いることが好ましい。このうち表面を疎水性材料で被覆処理した各種粉体としては、フッ素化合物、シリコーンオイル、アルキルシラン、シラザン化合物、アルキルチタネート、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、油剤、アシル化リジン、ポリアクリル酸、金属石鹸、アミノ酸等で被覆処理した粉体等が挙げられ、これらの中でも、シリコーンオイル、アルキルシラン、シラザン化合物、アルキルチタネート、シランカップリング剤、又はチタンカップリング剤で被覆処理した粉体を用いることが好ましい。
本発明の粉体分散体中の、ポリウレタンの含有量は特に限定されないが、粉体分散性及び使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、粉体分散体全量に対するポリウレタンの含有量が、0.01質量%~40質量%であることが好ましく、0.1質量%~30質量%であることがより好ましく、0.5質量%~25質量%であることが更により好ましい。
本発明の粉体分散体中の、粉体の含有量は特に限定されないが、粉体分散性及び使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、粉体分散体全量に対する粉体の含有量が、0.1質量%~70質量%であることが好ましく、0.5質量%~60質量%であることがより好ましく、1質量%~50質量%であることが更により好ましい。
本発明の粉体分散体中の、水の含有量は特に限定されないが、粉体分散性及び使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、粉体分散体全量に対する水の含有量が、10質量%~95質量%であることが好ましく、15質量%~80質量%であることがより好ましく、20質量%~75質量%であることが更により好ましい。
本発明の粉体分散体中の、ポリウレタンと粉体の含有量の比は特に限定されないが、粉体分散性及び使用時の塗布性及び塗膜形成性の観点からは、粉体分散体中の粉体100質量部に対するポリウレタンの含有量が、1質量部~500質量部であることが好ましく、5質量部~300質量部であることがより好ましく、10質量部~200質量部であることが更により好ましい。
本発明の粉体分散体の使用態様としては、各種粉体を含有する溶液に用いることができ、例えば、コーティング剤、塗料、化粧料、接着剤、表面改質剤等が挙げられる。これらの中でも、本発明の粉体分散体は、使用時の塗布性及び塗膜形成性に優れることから、化粧料に用いることが好ましい。本発明の粉体分散体を適用可能な化粧料は特に限定されず、酸化防止剤、被膜剤、顔料等の粉体を用いる化粧料に広く利用することができ、例えば、ファンデーション、白粉、口紅、アイシャドウ、チーク、マスカラ、アイライナー、サンスクリーン剤、下地クリーム、ヘアクリーム、プレスドパウダー、デオドラントパウダー、ボディパウダー等が挙げられる。本発明の粉体分散体を適用可能な化粧料の性状も、使用目的及び使用態様によって適宜調整すればよく、例えば、液状、乳液状、ジェル状、クリーム状、固形粉末、泡状、霧状等であってもよい。
本発明の粉体分散体の化粧料への配合量は特に限定されず、配合される化粧料の種類などの状況に応じて調整することができるが、例えば、化粧料組成物全量に対して0.01質量%~50質量%であってもよい。このとき、得られる化粧料組成物の諸特性の観点から、化粧料組成物全量に対する粉体分散体中の粉体の含有量は、0.01質量%~30質量%であることが好ましく、0.1質量%~20質量%であることがより好ましく、0.5質量%~10質量%であることが更により好ましい。
また、化粧料に本発明の粉体分散体を添加する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、化粧料組成物の他の成分の一部又はすべてを混合した配合物に対して、常温又は温度制御下にて添加し、必要に応じ撹拌等を行う方法が挙げられる。本発明のポリウレタンは上述した構造を有するため、化粧料に添加した際に諸特性を同時に改善することができる。
本発明の粉体分散体を含有する化粧料組成物は、前述の粉体分散体以外に、使用目的及び使用態様に応じて保存時、使用時、使用後における各種特性(溶解性、分散性、安定性、使用感、塗布性、浸透性、保湿性、安全性、意匠性、光学特性、芳香性、美白性等)を向上改質させるために化粧料組成物で一般に使用される成分を使用することができる。このような成分としては、例えば、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、炭化水素油、シリコーン油、エステル油、高級アルコール、多価アルコール、糖類及びその誘導体類、保湿剤、防腐剤、金属イオン封鎖剤、pH調整剤、香料、血行促進剤、消炎剤、賦活剤、美白剤、抗脂漏剤、抗炎症剤、各種抽出物及び植物海藻エキス、溶剤、及び前述した化粧料組成物で一般に使用される成分等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用することができる。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウムサッカリン、セチルトリメチルアンモニウムサッカリン、メチル硫酸ベヘニルトリメチルアンモニウム、ベヘニルジメチルアミン、ベヘニン酸ジエチルアミノエチルアミド、ベヘニン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ベヘニン酸ジメチルアミノエチルアミド、ステアリルジメチルアミン、パルミトキシプロピルジメチルアミン、ステアロキシプロピルジメチルアミン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記カチオン性界面活性剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.001質量%~10質量%であることが好ましく、0.01質量%~5質量%であることがより好ましい。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、飽和又は不飽和脂肪酸塩、アルキル又はアルケニルエーテルカルボン酸塩、α-スルホン脂肪酸塩、N-アシルアミノ酸型界面活性剤、リン酸モノ又はジエステル型界面活性剤、スルホコハク酸エステル、N-アルキロイルメチルタウリン塩、それらの誘導体等が挙げられ、またアニオン基の対イオンの具体例としては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、トリエタノールアミン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記アニオン性界面活性剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.001質量%~10質量%であることが好ましく、0.01質量%~5質量%であることがより好ましい。
両性界面活性剤としては、例えば、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチル酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酸ベタイン、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシメチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、ラウロイルアミドエチルヒドロキシエチルカルボキシメチルベタイン、ヒドロキシプロピルリン酸の金属塩等のベタイン型両性界面活性剤、β-ラウリルアミノプロピオン酸の金属塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、硫酸エステル型両性界面活性剤及びスルホン酸型両性界面活性剤等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記両性界面活性剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.001質量%~10質量%であることが好ましく、0.01質量%~5質量%であることがより好ましい。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、POEセチルエーテル(セテス)、POEステアリルエーテル(ステアレス)、POEベヘニルエーテル、POEオレイルエーテル(オレス)、POEラウリルエーテル(ラウレス)、POEオクチルドデシルエーテル、POEヘキシルデシルエーテル、POEイソステアリルエーテル、POEノニルフェニルエーテル、POEオクチルフェニルエーテル、POEポリオキシプロピレンセチルエーテル、POEポリオキシプロピレンデシルテトラデシルエーテル、モノオレイン酸POEソルビタン、モノステアリン酸POEソルビタン、モノパルミチン酸POEソルビタン、モノラウリン酸POEソルビタン、トリオレイン酸POEソルビタン、モノステアリン酸POEグリセリン、モノミリスチン酸POEグリセリン、テトラオレイン酸POEソルビット、ヘキサステアリン酸POEソルビット、モノラウリン酸POEソルビット、POEソルビットミツロウ、モノオレイン酸ポリエチレングリコール、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、モノラウリン酸ポリエチレングリコール、親油型モノオレイン酸グリセリン、親油型モノステアリン酸グリセリン、自己乳化型モノステアリン酸グリセリン、モノオレイン酸ソルビタン、セスキオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、モノラウリン酸ソルビタン、ショ糖脂肪酸エステル、モノラウリン酸デカグリセリル、モノステアリン酸デカグリセリル、モノオレイン酸デカグリセリル、モノミリスチン酸デカグリセリル、アルキルグルコシド、POEメチルグルコシド、POEジオレイン酸メチルグルコシド等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記ノニオン性界面活性剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.001質量%~10質量%であることが好ましく、0.01質量%~5質量%であることがより好ましい。
炭化水素油としては、例えば、流動パラフィン、スクワラン、プリスタン、オゾケライト、パラフィン、セレシン、ワセリン、ポリイソブテン、ポリイソプレン、イソデカン、イソドデカン、イソヘキサデカン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ケロシン、デカリン、テトラリン、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記炭化水素油の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.1質量%~50質量%であることが好ましく、0.5質量%~30質量%であることがより好ましい。
シリコーン油としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、ジフェニルシロキシフェニルトリメチコン、オクタメチルトリシロキサン等の鎖状シリコーン油、デカメチルシクロテトラシロキサン、ドデカメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、シクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロペンタシロキサン、デカメチルシクロヘキサシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、オクタメチルシクロヘキサシロキサン等の環状シリコーン油、アルキル変性ジメチルポリシロキサン、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン、脂肪酸変性ポリシロキサン、高級アルコール変性ポリシロキサン、アミノ変性ポリシロキサン、フッ素変性ポリシロキサン等の変性シリコーン油等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記シリコーン油の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.1質量%~50質量%であることが好ましく、0.5質量%~30質量%であることがより好ましい。
エステル油としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸へキシル、酢酸デシル、プロピオン酸ブチル、オクタン酸セチル、ジメチルオクタン酸へキシルデシル、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸イソトリデシル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸ミリスチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸2-エチルヘキシル、パルミチン酸2-ヘキシルデシル、パルミチン酸2-ヘプチルウンデシル、オレイン酸デシル、オレイン酸オレイル、オレイン酸オクチルドデシル、ステアリン酸イソセチル、ステアリン酸グリセリン、ステアリン酸ブチル、ヒドロキシステアリン酸エチルヘキシル、ステアリン酸エチレングリコール、オキシステアリン酸オクチル、フタル酸ジエチル、クエン酸トリエチル、コハク酸2-エチルヘキシル、セバシン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジ-2-エチルヘキシル、乳酸セチル、乳酸ミリスチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸2-ヘキシルデシル、アジピン酸ジ-2-ヘプチルウンデシル、セチルエチルヘキサノエート、トリエチルヘキサノイン、ポリグリセリル-2トリイソステアレート、ジオクタン酸ネオペンチルグリコール、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリチルテトライソステアレート等の合成エステル油;ラノリン、ミンク油、カカオ脂、ヤシ油、パーム核油、ツバキ油、ゴマ油、ヒマシ油、オリーブ油等の動植物性エステル油等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記エステル油の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.1質量%~50質量%であることが好ましく、0.5質量%~30質量%であることがより好ましい。
高級アルコールとしては、例えば、セチルアルコール、イソステアリルアルコール、ラウリルアルコール、ヘキサデシルアルコール、オクチルドデカノール等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記高級アルコールの濃度は、化粧料組成物全量に対して0.1質量%~30質量%であることが好ましく、0.5質量%~20質量%であることがより好ましい。
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、高重合ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、イソプレングリコール、1,3-ブチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記多価アルコールの濃度は、化粧料組成物全量に対して0.1質量%~30質量%であることが好ましく、0.5質量%~20質量%であることがより好ましい。
糖類及びその誘導体類としては、例えば、キシロース、D-グルコース、スクロース、トレハロース、フルクトース、マルトース、マンノース、シクロデキストリン、β-グルカン、キチン、キトサン、ペクチン、アラビノガラクタン、デキストリン、デキストラン、メタクリル酸グルコシルエチル重合物若しくは共重合物等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記糖類及びその誘導体の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.001質量%~10質量%であることが好ましく、0.01質量%~5質量%であることがより好ましい。
保湿剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、キシリトール、ソルビトール、マルチトール、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ムコイチン硫酸、カロニン酸、アテロコラーゲン、コレステリル-12-ヒドロキシステアレート、乳酸ナトリウム、胆汁酸塩、dl-ピロリドンカルボン酸塩、短鎖可溶性コラーゲン、イザヨイバラ抽出物、セイヨウノコギリソウ抽出物、メリロート抽出物等が挙げられる。保湿剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.01質量%~30質量%であることが好ましく、0.1質量%~20質量%であることがより好ましい。
防腐剤としては、例えば、安息香酸、サリチル酸、石炭酸、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、パラオキシ安息香酸エステル、安息香酸ナトリウム、パラクロルメタクレゾール、ヘキサクロロフェン、塩化ベンザルコニウム、塩化クロルヘキシジン、トリクロロカルバニリド、感光素、クロルフェネシン、フェノキシエタノール、メチルパラベン、エチルパラベン、ブチルパラベン、カプリリルグリコール、レゾルシン、トリクロサン、イソプロピルメチルフェノール(IPMP)、ビス(2-ピリジルチオ-1-オキシド)亜鉛、塩酸アルキルジアミノエチルグリシン、ピロクトンオラミン、ヒノキチオール、ビタミンB6塩酸塩(塩酸ピリドキシン)、フェノール、塩化リゾチーム、塩化セチルピリジニウム(CPC)等が挙げられる。防腐剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.01質量%~10質量%であることが好ましく、0.1質量%~5質量%であることがより好ましい。
金属イオン封鎖剤としては、例えば、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジフォスホン酸、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジフォスホン酸四ナトリウム塩、エデト酸二ナトリウム、エデト酸三ナトリウム、エデト酸四ナトリウム、クエン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、グルコン酸、リン酸、クエン酸、アスコルビン酸、コハク酸、エデト酸、エチレンジアミンヒドロキシエチル三酢酸3ナトリウム等が挙げられる。金属イオン封鎖剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.001質量%~5質量%であることが好ましく、0.01質量%~3質量%であることがより好ましい。
pH調整剤としては、例えば、クエン酸、グリコール酸、コハク酸、酒石酸、乳酸、リンゴ酸、レブリン酸、酢酸、酪酸、吉草酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、マンデル酸、リン酸、ピロリン酸、塩酸、硫酸、硝酸等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記pH調整剤は、化粧料組成物のpHが3.0~13.0となるように添加することが好ましい。
香料としては、例えば、アセチルセドレン、アリルアミルグリコレート、β-イオノン、イソブチルキノリン、イリス油、イロン、インドール、ウンデカナール、ウンデセナール、γ-ウンデカラクトン、エストラゴール、オイゲノール、オークモス、オポポナックスレジノイド、オレンジ油、オイゲノール、オーランチオール、ガラクソリッド、カルバクロール、カンファー、キャロットシード油、クローブ油、ケイヒ酸メチル、ゲラニオール、ゲラニルニトリル、酢酸イソボルニル、酢酸ゲラニル、酢酸ジメチルベンジルカルビニル、酢酸スチラリル、酢酸セドリル、酢酸テレピネル、酢酸ベチベリル、酢酸ベンジル、酢酸リナリル、サリチル酸イソペンチル、サリチル酸ベンジル、サンダルウッド油、サンタロール、シクラメンアルデヒド、シクロペンタデカノリド、ジヒドロジャスモン酸メチル、ジヒドロミルセノール、ジャスミンアブソリュート、ジャスミンラクトン、シトラール、シトロネノール、シトロネラール、シナモンバーク油、スチラックスレジノイド、セダーウッド油、セドレン、セドロール、セロリシード油、タイム油、ダマスコン、ダマセノン、チモール、チュベローズアブソリュート、テルピネオール、γ-テルピネン、トリプラール、バニラアブソリュート、バニリン、バジル油、パチョリ油、ヒドロキシシトロネラール、α-ピネン、ピペリトン、ペルーバルサム、ベチバー油、ベチベロール、ペパーミント油、ペパー油、ヘリオトロピン、ベルガモット油、ベンジルベンゾエート、ボルネオール、ミルレジノイド、ムスクケトン、メチルノニルアセトアルデヒド、γ-メチルヨノン、メントール、L-メントール、L-メントン、ユーカリ油、β-ヨノン、ライム油、ラベンダー油、D-リモネン、リナロール、リラール、リリアール、レモン油、ローズアブソリュート、ローズオキシド、ローズ油、ローズマリー油等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記香料の濃度は、化粧料組成物全量に対して0.001質量%~5質量%であることが好ましく、0.01質量%~3質量%であることがより好ましい。
溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルアルコール、アセトン、酢酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテル、水等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。前記溶剤の濃度は、化粧料組成物全量に対して10質量%~99質量%であることが好ましく、20質量%~95質量%であることがより好ましい。
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。なお、以下の実施例等において、%は特に記載がない限り質量基準である。
<使用した化合物>
ヒドロキシカルボン酸化合物
・(A-1):一般式(1)において、aは0であり、bは0であり、cは1であり、pは1であり、qは2である化合物
ポリエチレングリコール基含有化合物
・(B-1):一般式(2)において、nは20~22であり、dは1であり、eは1であり、fは1であり、rは1であり、sは2である化合物
ポリイソシアネート化合物
・(C-1):ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート
ヒドロキシカルボン酸化合物
・(A-1):一般式(1)において、aは0であり、bは0であり、cは1であり、pは1であり、qは2である化合物
ポリエチレングリコール基含有化合物
・(B-1):一般式(2)において、nは20~22であり、dは1であり、eは1であり、fは1であり、rは1であり、sは2である化合物
ポリイソシアネート化合物
・(C-1):ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート
<実施例1:ウレタンプレポリマー1の製造>
撹拌機、冷却管、窒素導入管を有するガラス製反応容器に、ヒドロキシカルボン酸化合物(A-1)174.4g(カルボン酸基含有量58.5g)、ポリエチレングリコール基含有化合物(B-1)231.0g(ポリエチレングリコール基含有量199.5g)、ポリイソシアネート化合物(C-1)594.6gを入れ、75℃で4時間反応させ、ウレタンプレポリマー1(1000g)を製造した。このときのウレタンプレポリマー1中のポリエチレングリコール基の含有率は20質量%であり、カルボン酸基の含有率は5.9質量%であった。
撹拌機、冷却管、窒素導入管を有するガラス製反応容器に、ヒドロキシカルボン酸化合物(A-1)174.4g(カルボン酸基含有量58.5g)、ポリエチレングリコール基含有化合物(B-1)231.0g(ポリエチレングリコール基含有量199.5g)、ポリイソシアネート化合物(C-1)594.6gを入れ、75℃で4時間反応させ、ウレタンプレポリマー1(1000g)を製造した。このときのウレタンプレポリマー1中のポリエチレングリコール基の含有率は20質量%であり、カルボン酸基の含有率は5.9質量%であった。
<実施例2~4:ウレタンプレポリマー2~4の製造>
ヒドロキシカルボン酸化合物、ポリエチレングリコール基含有化合物、ポリイソシアネート化合物の種類及び配合量を表1の記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、ウレタンプレポリマー2~4をそれぞれ製造した。各ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率(質量%)及びカルボン酸基の含有率(質量%)を表1に示す。
ヒドロキシカルボン酸化合物、ポリエチレングリコール基含有化合物、ポリイソシアネート化合物の種類及び配合量を表1の記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、ウレタンプレポリマー2~4をそれぞれ製造した。各ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率(質量%)及びカルボン酸基の含有率(質量%)を表1に示す。
<比較例1~2:ウレタンプレポリマー5~6の製造>
ヒドロキシカルボン酸化合物、ポリエチレングリコール基含有化合物、ポリイソシアネート化合物の種類及び配合量を表1の記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、ウレタンプレポリマー5~6をそれぞれ製造した。各ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率(質量%)及びカルボン酸基の含有率(質量%)を表1に示す。
ヒドロキシカルボン酸化合物、ポリエチレングリコール基含有化合物、ポリイソシアネート化合物の種類及び配合量を表1の記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様の方法により、ウレタンプレポリマー5~6をそれぞれ製造した。各ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率(質量%)及びカルボン酸基の含有率(質量%)を表1に示す。
<ポリウレタンの製造>
ガラス製反応容器中にて、実施例1で製造したウレタンプレポリマー1に、鎖延長剤及び溶媒としてイオン交換水を3233.8g、中和剤として水酸化カリウムを51.1g加え、40℃で2時間反応させ、赤外線吸収スペクトルによりNCOの吸収がないことを確認して反応を終了することで、ポリウレタン1を製造した。また、実施例2~4及び比較例1~2で製造したウレタンプレポリマー2~6についてもそれぞれ、同様の方法により水で鎖延長することで、ポリウレタン2~6を製造した。なお、製造したポリウレタン1~4は本発明のポリウレタンに該当し、製造したポリウレタン5~6は比較例としてのポリウレタンに該当する。
ガラス製反応容器中にて、実施例1で製造したウレタンプレポリマー1に、鎖延長剤及び溶媒としてイオン交換水を3233.8g、中和剤として水酸化カリウムを51.1g加え、40℃で2時間反応させ、赤外線吸収スペクトルによりNCOの吸収がないことを確認して反応を終了することで、ポリウレタン1を製造した。また、実施例2~4及び比較例1~2で製造したウレタンプレポリマー2~6についてもそれぞれ、同様の方法により水で鎖延長することで、ポリウレタン2~6を製造した。なお、製造したポリウレタン1~4は本発明のポリウレタンに該当し、製造したポリウレタン5~6は比較例としてのポリウレタンに該当する。
<実施例5~8、比較例3~4:粉体分散体の製造1>
製造した各ポリウレタン、粉体として酸化亜鉛粒子(アルキルシラン表面被覆、平均一次粒子径25nm)、溶媒としてイオン交換水を、それぞれ常温で表2に記載の量(質量%)でガラス製容器に滴下・撹拌することで実施例5~8及び比較例3~4の粉体分散体をそれぞれ製造した。なお、表中のポリウレタンの配合量は、製造時の溶媒を除く固形分の質量を表す。また、粉体の粒子径は、JIS Z 8825:2013に基づいて測定した。
製造した各ポリウレタン、粉体として酸化亜鉛粒子(アルキルシラン表面被覆、平均一次粒子径25nm)、溶媒としてイオン交換水を、それぞれ常温で表2に記載の量(質量%)でガラス製容器に滴下・撹拌することで実施例5~8及び比較例3~4の粉体分散体をそれぞれ製造した。なお、表中のポリウレタンの配合量は、製造時の溶媒を除く固形分の質量を表す。また、粉体の粒子径は、JIS Z 8825:2013に基づいて測定した。
<粉体分散性の評価>
実施例5~8及び比較例3~4で製造した粉体分散体それぞれについて、常温で10分静置後の状態を目視で観察し、下記評価基準に基づき粉体分散性を評価した。評価結果をそれぞれ表2に示す。
実施例5~8及び比較例3~4で製造した粉体分散体それぞれについて、常温で10分静置後の状態を目視で観察し、下記評価基準に基づき粉体分散性を評価した。評価結果をそれぞれ表2に示す。
粉体分散性の評価基準
○:粉体の凝集体がなく分散状態を保っていた
×:粉体が分散せず凝集していた
○:粉体の凝集体がなく分散状態を保っていた
×:粉体が分散せず凝集していた
<塗布性・塗膜形成性の評価>
実施例5~8及び比較例3~4で製造した粉体分散体それぞれについて、手に塗布した際の塗布性及び塗膜形成性を、下記評価基準に基づき評価した。評価結果をそれぞれ表2に示す。
実施例5~8及び比較例3~4で製造した粉体分散体それぞれについて、手に塗布した際の塗布性及び塗膜形成性を、下記評価基準に基づき評価した。評価結果をそれぞれ表2に示す。
塗布性の評価基準
○:滑らかな塗布感を呈する
×:滑らかでなく、粗い感触を呈する
○:滑らかな塗布感を呈する
×:滑らかでなく、粗い感触を呈する
塗膜形成性の評価基準
○:粉体が均一に分散した塗膜を形成する
×:塗膜を形成できず剥離する
○:粉体が均一に分散した塗膜を形成する
×:塗膜を形成できず剥離する
<実施例9~12:粉体分散体の製造2>
粉体として、酸化亜鉛粒子(アルキルシラン表面被覆、平均一次粒子径25nm)、酸化チタン粒子(アルキルシラン表面被覆、平均一次粒子径100nm)又は紫外線吸収剤粒子(ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、製品名:アデカスタブ LA-31(株式会社ADEKA製))をそれぞれ用いて配合条件を表3の通りに変更した以外は粉体分散体の製造1と同様の方法により、実施例9~12の粉体分散体をそれぞれ製造した。また、製造した粉体分散体について、前述した粉体分散性の評価、塗布性・塗膜形成性の評価と同様の方法・評価基準に基づき各粉体分散性、塗布性、及び塗膜形成性を評価した。評価結果を表3に併せて示す。なお、粉体の粒子径は、JIS Z 8825:2013に基づいて測定した。
粉体として、酸化亜鉛粒子(アルキルシラン表面被覆、平均一次粒子径25nm)、酸化チタン粒子(アルキルシラン表面被覆、平均一次粒子径100nm)又は紫外線吸収剤粒子(ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、製品名:アデカスタブ LA-31(株式会社ADEKA製))をそれぞれ用いて配合条件を表3の通りに変更した以外は粉体分散体の製造1と同様の方法により、実施例9~12の粉体分散体をそれぞれ製造した。また、製造した粉体分散体について、前述した粉体分散性の評価、塗布性・塗膜形成性の評価と同様の方法・評価基準に基づき各粉体分散性、塗布性、及び塗膜形成性を評価した。評価結果を表3に併せて示す。なお、粉体の粒子径は、JIS Z 8825:2013に基づいて測定した。
上記の結果からわかるように、本発明の粉体分散体は、粉体分散性並びに使用時の塗布性及び塗膜形成性に優れていることがわかった。よって、本発明のポリウレタンは、各種粉体の粉体分散剤としての特性に優れており、特に化粧料に用いたときに分散性及び使用性に優れる粉体分散剤として用いることができることが示された。
Claims (13)
- 下記の一般式(1)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、下記の一般式(2)で表されるポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)と、を反応させて得られるウレタンプレポリマーであって、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率が16質量%~55質量%であり、カルボン酸基の含有率が1.0質量%~6.2質量%である、ウレタンプレポリマー。
- ポリイソシアネート化合物(C)がジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネートを含む、請求項1に記載のウレタンプレポリマー。
- ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率とカルボン酸基の含有率の合計が18質量%~56質量%である、請求項1又は2に記載のウレタンプレポリマー。
- ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有量とカルボン酸基の含有量との、カルボン酸基の含有量を1としたときの質量比が40:1~2.5:1である、請求項1~3のいずれか一項に記載のウレタンプレポリマー。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載のウレタンプレポリマーを鎖延長剤と反応させて鎖延長して得られるポリウレタン。
- 前記鎖延長剤が水である、請求項5に記載のポリウレタン。
- 重量平均分子量が2000~1000000である、請求項5又は6に記載のポリウレタン。
- 請求項5~7のいずれか一項に記載のポリウレタンからなる粉体分散剤。
- 請求項5~7のいずれか一項に記載のポリウレタンと、粉体と、水とを含有する粉体分散体。
- 下記の一般式(1)で表されるヒドロキシカルボン酸化合物(A)と、下記の一般式(2)で表されるポリエチレングリコール基含有化合物(B)と、ポリイソシアネート化合物(C)と、を反応させることを含む、ウレタンプレポリマーの製造方法であって、ウレタンプレポリマー中のポリエチレングリコール基の含有率が16質量%~55質量%であり、カルボン酸基の含有率が1.0質量%~6.2質量%である、前記製造方法。
- 請求項10で得られたウレタンプレポリマーを鎖延長剤と反応させて鎖延長することを含む、ポリウレタンの製造方法。
- 粉体と水とを含有する組成物の塗布性及び塗膜形成性を向上させる方法であって、
請求項5~7のいずれか一項に記載のポリウレタンからなる粉体分散剤を前記組成物に配合することを含む、方法。 - 粉体と水とを含有する組成物の塗布性及び塗膜形成性を向上させるための、請求項5~7のいずれか一項に記載のポリウレタンの使用であって、
前記ポリウレタンからなる粉体分散剤を前記組成物に配合する、使用。
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