JP5523319B2 - 紙又はフィルムの処理用コーティング塗料のための、vocに乏しいアミノアルキル官能性ケイ素化合物を含有する組成物 - Google Patents
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Description
(A)一般式I
(B)一般式II
(C)一般式III
(D)一般式I、II及びIIIの少なくとも2種の前記シリル化アルキルアミンを、特定量の水と一緒に、かつ場合によっては酸の添加下で、加水分解並びに縮合又は共縮合し、かつ遊離アルコールを本質的に系から除去することによる。
(A)一般式I
(B)一般式II
(C)一般式III
(D)一般式I、II及びIIIの少なくとも2種の前記シリル化アルキルアミンの反応、すなわち、部分又は完全加水分解、並びに場合によっては縮合又は共縮合からの反応生成物を示し、かつ、組成物中の遊離アルコールの含量は、組成物に対して1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下である。
(A)一般式I
(B)一般式II
(C)一般式III
(D)一般式I、II及びIIIの少なくとも2種の前記シリル化アルキルアミンの反応、すなわち、部分又は完全加水分解並びに場合によっては縮合又は共縮合からの反応生成物を示す、組成物を使用する。
前記組成物を製造するために、先ず、(A)、(B)または(C)による少なくとも1種の前記アミノシランを提供し、場合によってはアルコールおよび/または酸の使用下で混合し、適切な水を添加し、かつ、温度制御下及び良好な混合下で存在するアルコキシシランを少なくとも部分的に加水分解するか、あるいは、縮合又は共縮合することができる。有利には、引き続いてVOCの割合、特にアルコールを、本発明により使用すべき組成物から蒸留により除去する。
アルコール測定は、GCを用いて実施した。
カラム:RTX200(60m)
温度プログラム:80−10−25−240−0
検出器:FID
注入量:1.0μl
内部標準:2−ブタノール。
水性シラン系の固体含量は以下のようにして測定した:
1gの試料を小さい陶器皿に計量供給し、かつ105℃で恒量になるまで乾燥キャビネット中で乾燥させた。
1.0〜5.0gの試料を、400mlのビーカー中でケルダールタブレット及び20mlの硫酸と一緒に混合し、かつ先ずはゆっくりと加熱した。その際、このビーカーは時計皿で蓋をされていた。温度を硫酸が激しく煙るまで上昇させ、かつすべての有機成分を分解し、かつ溶液は明色透明のままであった。冷却された加水分解溶液(Aufschlussloesung)を蒸留水で約200mlまで希釈し、かつ短時間加熱した(水はビーカーの周縁部において、酸の中に混ざり流れた)。残留物を錫ストリップフィルタ(Weissbandfilter)で濾過し、かつ加熱した水で洗浄水がpH値>4を示すまで(pH値)洗浄した。このフィルタを白金るつぼ中で乾燥させ、灰化させ、かつ1時間に亘って800℃で、マッフル炉中で赤熱した。この残留物は、秤量後にフッ化水素と一緒に蒸散させ、このるつぼはファンバーナーを用いて赤熱させ、かつ場合によっては再度800℃に赤熱し、かつ冷却後に計量した。双方の秤量の差は、SiO2の含量に相当した。
評価:D×100/E=質量% SiO2
D=弗化処理前および後における質量の差異(mg)
100=%換算
E=最初に計量供給した量(Einwaage)(mg)。
約5gの試料を、500mlの研磨されたエルレンマイヤーフラスコ中に正確に計量供給し、かつ25mlの硫酸(w=20%)を用いて、振とうしながら透明な溶液になるまで加水分解した。
アルコール測定は、GCを用いて実施した。
カラム:RTX200(60m)
温度プログラム:90−10−25−240−0
検出器:FID
注入量:1.0μl
内部標準:2−ブタノール。
減少したVOC含量を有する組成物
計量供給装置および還流冷却器を備えた攪拌装置中に、窒素雰囲気下で、470.6gのDynasylan(登録商標)1189[N−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、製造元:Degussa GmbH]および80.0gのメタノールを装入した。引き続いて、28.8gのH2Oおよび28.8gのメタノールから成る混合物を、計量供給装置を介して10分以内に計量供給した(加水分解モル比Si:H2O=1:0.8)。その際、温度は28℃から50℃に上昇した。これを3時間に亘って60℃で攪拌した。その後に約200mbarで、208.89gのメタノールを留去した。残留物/生成物の最終的な量(Auswaage)は394.87gであった。
SiO2−含量:29.6%(質量)
メタノール(加水分解後):19.5%(質量)
粘度(20℃):26mPas
密度(20℃):0.996g/cm3。
減少したVOC含量を有する組成物
計量供給装置および還流冷却器を備えた攪拌装置中に、窒素雰囲気下で、470.6gのDynasylan(登録商標)1189および80.0gのメタノールを装入した。引き続いて、43.20gのH2Oおよび43.20gのメタノールから成る混合物を、計量供給装置を介して10分に亘って計量供給した(加水分解モル比Si:H2O=1:1.2)。 その際、温度は28℃から56℃に上昇した。これを3時間に亘って60℃で攪拌した。その後に、約200mbarで、263.50gのメタノールを留去した。残留物/生成物の最終的な量は357.77gであった。
SiO2−含量:32.0%(質量)
メタノール(加水分解後):9.2%(質量)
粘度(20℃):187mPas
密度(20℃):1027g/cm3。
本質的にVOC不含の組成物
供給装置及び還流冷却器を備えた攪拌装置中に、窒素雰囲気下で、498.2gの水および55.0gのギ酸(濃HCOOH=85%)を装入した。引き続いて、計量供給装置を介して、235.7gのDynasylan(登録商標)1189を供給した。pH値は4.8であった。これは3時間に亘って60℃で攪拌した。その後に、約130〜200mbarで、メタノール/水−混合物を留去した。残留物の最終的な量は589.0gであった。
SiO2−含量:9.2%(質量)
引火点:>100℃
遊離メタノール:0.5%(質量)
粘度(20℃):11mPas
密度(20℃):1070g/cm3
乾燥残留物105℃:36.2%(質量)。
メタノールを含むDynasylan(登録商標)1189を有する分散液
N−ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、(C7H16N)Si(OCH3)3、235g/モル、加水分解により遊離可能なメタノール:48.5%
装置:
ロータ−ステータ−系(ウルトラターラックス)、
二重ジャケット槽3l
AEROSIL(登録商標)200を攪拌するためのディソルバー
ポリトロン(ロータ−ステータ)分散装置
撹拌機、シラン溶液ならびにHCl溶液を滴加するための
2個の滴加漏斗を備えたもの、
加熱可能な超音波浴(40W超音波性能)
500μmのふるい
1600gのVE水を装入し、かつその中に400gのAEROSIL(登録商標)200を、ディソルバーで攪拌し、その際、5gの18%濃度のHClでpH2.1まで酸性化し、ポリトロンを用いて、15分に亘って10.000rpmで分散させた。固体含量は20.07%まで測定した。
このようにして製造された分散液の粘度は、24時間後にブルックフィールド粘度計を用いて測定した。
例3からの組成物を有する分散液
比較例1と同様に実施したが、例3からの組成物41.3gを水中の40%濃度の溶液として、pH4で、VPS Hydrosil 2930をシラン成分として使用する点で異なる。さらに8gのHClを添加した。
Dynasylan(登録商標)Hydrosil 2627を有する分散液(本質的にアルコール不含、EP0716127A2参照)
比較例1と同様に実施したが、94gのDynasylan(登録商標)Hydrosil 2627(水中で20%濃度の溶液に希釈したもの)をシラン成分として使用する点で異なる。これは13gのHClが必要であった。
例1からの「1189−オリゴマー」を有する分散液
部分的に加水分解されたVPS「1189−オリゴマー」、(C7H16N)SiO0.8(OCH3)1.4、203.4g/モル、加水分解により遊離可能なメタノール 26.1%
比較例1と同様に実施したが、85.3gのオリゴマー(水中20%濃度、pH4.0)をシラン成分として使用する点において異なる。これは7gのHClを使用した。
分散液のメタノール含量:4.45g=0.2%
例6
例2からの「1189−オリゴマー」を有する分散液
部分加水分解されたVPS「1189−オリゴマー」、(C7H16N)SiO1.2(OCH3)0.4、183.4g/モル、加水分解により遊離可能なメタノール8.3%
比較例1と同様に実施したが、77.0gのオリゴマー(水中20%濃度の溶液、pH4.2)をシラン成分として使用する点において異なる。これは7.5gのHClを使用した。
分散液のメタノール含量:1.28g=0.06%
インクジェット用コーティング塗料の製造:
水性分散液(第1表参照)から、インクジェット用コーティング塗料を製造した。
Claims (15)
- 揮発性有機化合物(VOC)の組成物中の含量が1質量%以下である組成物のコーティング塗料中での使用において、その際、当該組成物が、少なくとも部分的に、1個または複数個の部分又は完全加水分解され、かつ場合により縮合又は共縮合されたN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランをベースとし、かつ、アルコールが当該組成物から少なくとも部分的に除去されている、揮発性有機化合物(VOC)の組成物中の含量が1質量%以下である組成物のコーティング塗料中での使用。
- コーティング塗料を、紙又はフィルムの被覆のために使用する、請求項1に記載の使用。
- 組成物が、組成物に対して1質量%以下の遊離アルコールの含量を示す、請求項1または2に記載の使用。
- 組成物が、組成物に対して0.5質量%以下の遊離アルコールの含量を示す、請求項1から3までのいずれか1項に記載の使用。
- 組成物が、組成物に対して0.1〜99.5質量%の、少なくとも部分的に、1個または複数個の部分又は完全加水分解され、かつ場合により縮合又は共縮合されたN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランの含量を示す、請求項1から4までのいずれか1項に記載の使用。
- 組成物が、組成物に対して99.9〜0.5質量%の水の含量を示す、請求項1から5までのいずれか1項に記載の使用。
- 組成物がpH値2〜11を示す、請求項1から6までのいずれか1項に記載の使用。
- コーティング塗料が、平均粒径1μm未満を有する少なくとも1種の金属酸化物を、組成物に対して5〜50質量%の量で含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の使用。
- 金属酸化物が熱分解法シリカである、請求項8に記載の使用。
- コーティング塗料が、少なくとも部分的に、1個または複数個の部分又は完全加水分解され、かつ場合により縮合又は共縮合されたN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランを、ケイ素として換算してかつコーティング塗料に対して1〜10質量%の量で含有する、請求項1から9までのいずれか1項に記載の使用。
- コーティング塗料が、少なくとも部分的に、1個または複数個の部分又は完全加水分解され、かつ場合により縮合又は共縮合されたN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン含有組成物及び少なくとも1種の金属酸化物をベースとし、かつさらに、バインダー、架橋剤、蛍光増白剤及び加工助剤の群からの少なくとも1種の他の成分を含有する、請求項1から10までのいずれか1項に記載の使用。
- コーティング塗料を、フィルム又はPE改質紙上に塗布し、かつ乾燥又は硬化させる、請求項1から11までのいずれか1項に記載の使用。
- 前記組成物又は前記コーティング塗料の使用により得られる紙又はフィルムを、インクジェット適用のため及び/又は写真紙ないしは写真印刷用フィルムとして使用する、請求項1から12までのいずれか1項に記載の使用。
- 少なくとも部分的に、1個または複数個の部分又は完全加水分解され、かつ場合により縮合又は共縮合されたN−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランを含有し、かつ、当該組成物中の遊離アルコールの含量が、組成物に対して1質量%以下である、組成物。
- N−(n−ブチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランを特定量の水を用いて、かつ、場合により酸を添加しながら加水分解し、かつ、縮合又は共縮合し、かつ、遊離アルコールを系から除去する、請求項14に記載の組成物の製造方法。
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