JP4749677B2 - シリコーンエマルション組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、シリコーンエマルション組成物に関し、特に希釈安定性、貯蔵安定性に優れたシリコーンエマルションに関する。
シリコーンは従来、撥水性、離型性、潤滑性、消泡性などの優れた効果を発揮することからポリッシュ用途、離型用途、繊維用途、消泡剤用途で広く用いられており、近年、処方中へ配合のしやすさや環境への配慮からエマルションの形態での使用が増加している。そのため様々な方法でシリコーンのエマルション化がなされており、例えば、非イオン系の界面活性剤では、長鎖アルキル基とポリエチレンオキサイド基を含有する界面活性がシリコーンのエマルション化に用いられ、特許文献1及び2には、ポリオキシエチレンラウリルエーテルを用いてエマルション化することに関する発明が開示されている。
特開平9−291215号公報 特開平11−12286号公報
しかしながら、シリコーンエマルションは使用時に水で希釈し使用されることが多いため、エマルションの希釈後の安定性が強く望まれている。エマルションの希釈安定性が悪いとシリコーンのオイル浮きが起こってしまい、製品としての価値が無くなるだけでなく、使用場面によっては浮いたオイルが非水性表面に吸着してしまい、表面を汚染するという問題があった。従来、界面活性剤で乳化されたシリコーンエマルションでは、希釈後の安定性が十分でないという問題があった。また貯蔵時に液性が変化するという問題があった。
本発明は、上記従来の技術の欠点に鑑み、希釈安定性に優れ、かつ、貯蔵安定性に優れたシリコーンエマルション組成物を提供することを目的とするものである。
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、シリコーンエマルション作製用に特定の界面活性剤を用いることにより課題を達成できることを見出し、本発明をなすに至った。
本発明の第1は、(A)ジメチルシリコーンおよびまたはアミノ変性シリコーン1〜98.9重量%、(B)界面活性剤0.1〜50重量%、(C)水1〜98.9重量%からなるシリコーンエマルション組成物であり、(B)界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルであって、アルキル鎖の炭素数が12〜14であり、ポリオキシアルキレン鎖は、オキシエチレンユニットを1〜20、オキシプロピレンユニットを1〜10含み、オキシエチレンユニットの数はオキシプロピレンのユニット数以上である。
本発明の第2は、本発明の第1記載のポリッシュ用シリコーン組成物である。
本発明の第3は、本発明の第1記載の離型剤用シリコーン組成物である。
本発明の第4は、本発明の第1記載の繊維用シリコーン組成物である。
本発明の第5は、本発明の第1記載の消泡剤用シリコーン組成物である。
本発明の特定の界面活性剤でシリコーンを乳化することにより、希釈安定性に優れ、かつ貯蔵安定性に優れた効果を発現することが出来る。
以下、本願発明について具体的に説明する。
本発明の(A)成分であるジメチルシリコーンおよびまたはアミノ変性シリコーンは、オルガノポリシロキサンであって、水を添加してエマルション化する場合の添加量は1〜98.9重量%であり、好ましい添加量は1〜70重量%、さらに好ましくは3〜60重量%である。
オルガノポリシロキサンの具体例を化学式で表せば、一般式(RSiO2/2・(RSiO1/2・(RSiO3/2・(SiO4/2 の構成ユニットからなるものとして表すことができる。但し、D/(M+D+T+Q)=0〜1、M/(M+D+T+Q)=0〜0.5、T/(M+D+T+Q)=0〜1、Q/(M+D+T+Q)=0〜1、M+D+T+Q>0である。より好ましくはD/(M+D+T+Q)=0.5〜1、M/(M+D+T+Q)=0〜0.1、T/(M+D+T+Q)=0〜0.4、Q/(M+D+T+Q)=0〜1である。これらのオルガノポリシロキサンの好ましい粘度は25℃において1〜10,000,000cStである。これらのオルガノポリシロキサンは単独でまたは数種類組み合せて用いることができる。
さらにR〜Rは、それぞれ同一または異なるもののなから選択される。これらの選択の方法は、同一構造ユニットの中で、異なる基を同時に選択することを妨げるものでない。また、各ユニットをつなぐ為の構造が各ユニット構造と異なる形態を取っていても構わない。
〜Rの例を挙げれば、直鎖状または分岐状の炭素数1〜20のアルキル基、アミノ基の炭化水素置換体より選択することができる。
好ましい例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖又は分岐状のアルキル基等を挙げることができる。本発明のオルガノポリシロキサンは、SILICONES&INDUSTRY(Andreas Tomanek、Published by Wacker Chemie GmbH、Munich)に記載されるような、当業者にとって公知の方法で製造することができる。
好ましいシリコーンの具体例として、ジメチルシリコーン、アミノ変性シリコーン、アミノメチルアミノプロピルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、等を挙げることができる。
本発明における(B)界面活性剤は、アルキル鎖の炭素数が12〜14であり、−CHCHO−で表されるオキシエチレンユニットを1〜100、好ましくは1〜50、更に好ましくは1〜20含み、オキシプロピレンユニットを1〜100、好ましくは1〜50、更に好ましくは1〜10含む構造を持つ非イオン系界面活性剤である。また各ユニットの数は親水性基のバランスを取る上で重要であり、オキシプロピレンユニットはオキシエチレンユニットと比較してより疎水性でありこれが多くなると親水性基としての役割を果たさなくなる為、オキシエチレンユニット数はオキシプロピレンユニット数以上である必要がある。
本発明で使用される界面活性剤は、これらの条件を持ったものであれば良く、アルキル基とポリオキシアルキレン基との結合状態は特に限定されないが、好ましい界面活性剤を例示すれば、式(1)で示されるようなものである。
−O−(RO)−(CHCHO)−H (1)
ここで、Rは炭素数12〜14の直鎖または分岐のアルキル基であり、Rはプロピレン基を示す。
なお、これらの一般式および本発明の明細書に示す化学式においては、ポリオキシアルキレン鎖部分は、オキシエチレンユニットおよびオキシプロピレンユニットがランダムあるいはブロックで結合していることを示している。また、式の上では便宜上、上記のように表すが、例えば最初に例示した化学式すなわち、R−O−(RO)−(CHCHO)−Hにおいては、R−O−に必ず直接オキシプロピレンユニットが結合していることを示しているのではないく、オキシエチレンユニットであってもよいし、同様に末端が必ずオキシエチレンユニットであることを示すものでもない。
好ましい界面活性剤の具体例を以下に例示する。
一般式()R−O−(RO)−(CHCHO)−Hの具体例としては、
1225−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1225−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1225−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1225−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1225−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1225−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)10−H、
1225−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)12−H、
1327−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1327−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1327−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1327−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1327−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1327−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)10−H、
1327−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)12−H、
1429−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1429−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1429−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1429−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1429−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)−H、
1429−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)10−H、
1429−O−(CHCH(CH)O)−(CHCHO)12−H、
等を挙げることができる。これらは代表例を表したに過ぎない。さらに、各式は異性体も含む。さらにこれらの混合物であっても良く、またR−O−(RO)−(CHCHO)−HのR部分は平均の炭素数が上記に示した式で表される各炭素数の化合物の混合物であっても良い。
本発明における界面活性剤の好ましい添加量は、エマルション組成物については0.1〜50重量%、好ましくは1〜40重量%、より好ましくは3〜35重量%である。
本発明における(C)水は特に限定されないが、イオン交換水を用いることがより好ましく、好ましくはpH2〜12、特に好ましくはpH4〜10である。鉱水を用いることは推奨されないが、用いる時は金属不活性化剤等と合わせて用いることが望ましい。
好ましい水の添加量は特に限定されないが、エマルション組成物の場合は1〜98.9重量%、好ましくは10〜95重量%、さらに好ましくは50〜90重量%用いられる。
本発明のエマルション組成物の製造方法は特に限定されないが公知の方法で作製することができ、エマルションの製造のために適当な常用の混合機、例えばホモジナイザー、コロイドミル、ホモミキサー、高速ステーターローター攪拌装置等を用いて上記成分を混合、乳化することにより製造することが出来る。
本発明の組成物はポリッシュ用途として、例えばカーワックス、洗車機用ワックス、タイヤ・レザーワックス、コーティング剤、バンパーワックスに利用される。離型用途として、例えばタイヤのブラダーとインナライナーとの間の離型用、アルミニウムダイキャスト用、サンダル、紳士靴、婦人靴、運動靴底のウレタンソール用、食品包装用プラスチック用に利用される。繊維用途として、例えば平滑剤、柔軟剤、撥水剤、風合改良剤、抗菌防臭加工剤、コーティング剤として利用される。消泡剤用途として、例えば食品工業用、繊維工業用、石油化学工業用、合成樹脂・ゴム工業用、塗料・インキ工業用、油脂・洗剤工業用、パルプ・製紙工業用、発酵工業用、金属加工用、廃水処理用として利用される。またこれら用途は上記用途に限定されるものではなく、離型紙用、建築用、化粧品用、塗料用に利用することが出来る。本発明の組成物は、上記の様に水で希釈されて使用されることが多い用途では希釈安定性を高め、かつ、貯蔵安定性を高めるため好適である。
本発明の組成物には本発明の趣旨に反しない限り他の添加物を添加することができる。例えば、抗菌剤、防黴剤、pH調整剤、着色剤、他の界面活性剤、シリカ、酸化防止剤、消臭剤、架橋剤、各種触媒、乳化安定剤、各種有機溶剤、キレート剤、等が挙げられる。
以下に、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。例中の「%」は「重量%」を示す。また全ての粘度の数値は特に記載のない限り25℃の温度のものである。実施例中で行うエマルションの希釈安定性及び安定性の評価方法は以下の通りである。
<希釈安定性1>
調整したポリジメチルシロキサンのエマルションを水道水で約0.1%になるように希釈した後、ガラススクリュービン(50ml)に入れて密栓し、50℃の恒温槽中で1週間静置した。1週間後の外観を目視にて測定し、以下の基準にて評価した。
○:希釈水上層部にオイル浮きが認められない。
△:希釈水上層部にオイル浮きが微かに認められた。
×:希釈水上層部にオイル浮きが認められた。
<希釈安定性2>
調整したアミノ変性シリコーンエマルションを水道水で約0.1%になるように希釈した後、ガラススクリュービン(50ml)に入れて密栓し、23℃の恒温槽中で1週間静置した。1週間後の外観を目視にて測定し、以下の基準にて評価した。
○:希釈水上層部にオイル浮きが認められない。
△:希釈水上層部にオイル浮きが微かに認められた。
×:希釈水上層部にオイル浮きが認められた。
<貯蔵安定性1>
調整したポリジメチルシロキサンのエマルションのpHをMERCKpH4.0−7.0試験紙にて測定した(初期液性)。エマルションを、ガラススクリュービン(50ml)に入れて密栓し、40℃の恒温槽中で4週間静置した。4週間後のpHをMERCKpH4.0−7.0試験紙にて測定した(4週間後液性)。液性の変化をエマルションの貯蔵安定性として評価した。
[実施例1]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(8モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン1)4%、イオン交換水61%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[実施例2]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシプロピレン(4モル付加)ポリオキシエチレン(10モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン2)4%、イオン交換水61%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[実施例3]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(8モル付加)トリドデシルエーテル(ノニオン3)4%、イオン交換水61%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[実施例4]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(10モル付加)トリドデシルエーテル(ノニオン4)4%、イオン交換水61%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[実施例5]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(8モル付加)テトラデシルエーテル(ノニオン5)4%、イオン交換水61%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[実施例6]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(6モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン6)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例7]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(8モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン1)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例8]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシプロピレン(4モル付加)ポリオキシエチレン(6モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン7)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例9]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシプロピレン(4モル付加)ポリオキシエチレン(8モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン8)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例10]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(8モル付加)トリデシルエーテル(ノニオン3)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例11]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(10モル付加)トリデシルエーテル(ノニオン4)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[実施例12]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシプロピレン(2モル付加)ポリオキシエチレン(10モル付加)テトラデシルエーテル(ノニオン9)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[比較例1]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシエチレン(8モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン11)4%、イオン交換水61%を加えてエマルションを調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[比較例2]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシエチレン(8モル付加)トリデシルエーテル(ノニオン12)4%、イオン交換水61%を加えてエマルションを調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[比較例3]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシエチレン(10モル付加)トリデシルエーテル(ノニオン13)4%、イオン交換水61%を加えてエマルションを調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[比較例4]
動粘度が350mm/sのトリメチルシリル基末端封鎖ポリジメチルシロキサン(a−1)35%にポリオキシエチレン(8モル付加)テトラデシルエーテル(ノニオン14)4%、イオン交換水61%を加えてエマルションを調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法1に従い評価を行った。評価結果を表1に示す。
[比較例5]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミン変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシエチレン(6モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン11)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[比較例6]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミン変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシエチレン(6モル付加)トリデシルエーテル(ノニオン15)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[比較例7]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミン変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシエチレン(8モル付加)ドデシルエーテル(ノニオン12)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
[比較例8]
動粘度が1,000mm/sでアミン数が0.3のアミノ変性シリコーンオイル(a−2)15%にポリオキシエチレン(8モル付加)テトラデシルエーテル(ノニオン14)3%、イオン交換水82%を加えて調整しエマルションを得た。得られたエマルションを用いて希釈安定性評価方法2に従い評価を行った。評価結果を表2に示す。
貯蔵安定性評価方法1に従い実施例4記載のエマルションの評価を行った。結果は初期液性はpH5.0であり、4週間後の液性はpH5.0であった。同様の評価試験を比較例2記載のエマルションで行った。結果は初期液性はpH5.0であり、4週間後の液性はpH4.2であった。
本発明のシリコーンエマルション組成物に依れば、希釈安定性に優れ、かつ、貯蔵安定性に優れ、希釈後であってもオイル浮きのないエマルションを得ることが出来る。

Claims (5)

  1. (A)ジメチルシリコーンおよびまたはアミノ変性シリコーン1〜98.9重量%、(B)界面活性剤0.1〜50重量%、(C)水1〜98.9重量%からなるシリコーンエマルション組成物。但し、(B)界面活性剤は、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルであって、アルキル鎖の炭素数が12〜14であり、ポリオキシアルキレン鎖は、オキシエチレンユニットを1〜20、オキシプロピレンユニットを1〜10含み、オキシエチレンユニットの数はオキシプロピレンのユニット数以上である。
  2. 請求項1記載のポリシュ用シリコーンエマルション組成物。
  3. 請求項1記載の離型剤用シリコーンエマルション組成物。
  4. 請求項1記載の繊維用シリコーンエマルション組成物。
  5. 請求項1記載の消泡剤用シリコーンエマルション組成物。
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