JPWO2020003971A1 - シリコーン組成物及びそれを用いた繊維処理剤 - Google Patents
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Abstract
Description
[1].
下記(A1)成分と、下記(B)成分及び/又は下記(C)成分を含有するシリコーン組成物。
(A1)下記一般式(1−1)で表される窒素原子含有オルガノポリシロキサンと、下記一般式(2−1)又は(2−2)で表されるポリオキシアルキレン基含有エポキシ化合物との反応生成物である、分子内にシロキサン基とポリオキシアルキレン基を有するコポリマー:100質量部、
(B)下記一般式(4)で表されるポリエーテル変性シリコーン:1〜50質量部、
(C)有機酸:0.1〜20質量部。
[2].
下記(A2)成分と、下記(B)成分及び/又は下記(C)成分を含有するシリコーン組成物。
(A2)下記一般式(1−2)又は(1−3)で表されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサンと、下記一般式(2−3)で表されるポリオキシアルキレン基含有アミン化合物との反応生成物である、分子内にシロキサン基とポリオキシアルキレン基を有するコポリマー:100質量部、
(B)下記一般式(4)で表されるポリエーテル変性シリコーン:1〜50質量部、
(C)有機酸:0.1〜20質量部。
[3].
(B)成分において、式(4)のeが0〜50の整数である[1]又は[2]に記載のシリコーン組成物。
[4].
[1]〜[3]のいずれかに記載のシリコーン組成物を含有する繊維処理剤。
[5].
更に、(D)水を含む[4]に記載の繊維処理剤。
本発明のシリコーン組成物は、(A)ポリシロキサンとポリアルキレンオキシドの繰り返し単位からなるコポリマーと、(B)ポリエーテル変性シリコーン及び/又は(C)有機酸を含有するものである。
(A)成分のポリシロキサンとポリアルキレンオキシドの繰り返し単位からなるコポリマーとしては、下記に示す(A1)又は(A2)成分を用いる。
ここで、R10の炭素数1〜10の2価炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基(トリメチレン基、メチルエチレン基)、ブチレン基(テトラメチレン基、メチルプロピレン基)、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等のアルキレン基、フェニレン基等のアリーレン基、これらの基の2種以上の組み合わせ(アルキレン・アリーレン基等)などが挙げられる。
また、R11は水素原子又は炭素数1〜4の1価炭化水素基であり、炭素数1〜4の1価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基などが挙げられる。
R3として、より好ましくはエチレン基、トリメチレン基、メチルエチレン基、−CH2CH2CH2−NH−CH2CH2−である。
aが0では柔軟剤として使用した際の繊維への風合い付与能力が乏しく、1,000より大きいと水への分散性が低下する。
なお、(C2H4O)b(C3H6O)cで表されるポリオキシアルキレン基は、ブロック構造であってもランダム構造であってもよい。
有機溶剤の使用量は特に制限はないが、(A1)成分のコポリマーを製造する場合、式(1−1)で表される窒素原子含有オルガノポリシロキサンと、式(2−1)又は(2−2)で表されるポリオキシアルキレン基含有エポキシ化合物との合計100質量部に対して10〜1,000質量部が好ましく、20〜500質量部が特に好ましい。
また、(A2)成分のコポリマーを製造する場合、式(1−2)又は(1−3)で表されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサンと、式(2−3)で表されるポリオキシアルキレン基含有アミン化合物との合計100質量部に対して10〜1,000質量部が好ましく、20〜500質量部が特に好ましい。
(B)成分は、下記一般式(4)で表されるポリエーテル変性シリコーンである。(B)成分は1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
なお、式(4)において、f=0のとき、R8のうち少なくとも1つがR7であり、また、本発明においては、式(4)中にR7を1〜10個、特に1〜5個有することが好ましい。
(C)成分は有機酸である。これは1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
具体的には、モノカルボン酸、ジカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、芳香族カルボン酸及び酸性アミノ酸等が挙げられる。より具体的には、酢酸、プロピオン酸及びカプリル酸等のモノカルボン酸;マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸及びフマル酸等のジカルボン酸;グリコール酸、乳酸、ヒドロキシアクリル酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸及びクエン酸等のヒドロキシカルボン酸;安息香酸、サリチル酸及びフタル酸から選択される芳香族カルボン酸;グルタミン酸及びアスパラギン酸等の酸性アミノ酸が挙げられる。
溶剤としては、例えば、ジブチルエーテル、ジオキサン、THF等のエーテル系溶剤、アセトン、MEK等のケトン系溶剤、メタノール、エタノール、2−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、エチレングリコール、ジエチレングルコール、ト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、トリプロピレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、2−メチル−1,2−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチル−2,3−ブタンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−デカンジオール、2,2,4−トリメチルペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール等のアルコール系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
有機溶剤を配合する場合の使用量は特に制限はないが、上記シリコーン組成物100質量部に対して2,000〜200,000質量部が好ましく、10,000〜100,000質量部が特に好ましい。
添加剤としては、例えば、防しわ剤、難燃剤、帯電防止剤、耐熱剤等の繊維用薬剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、金属粉顔料、レオロジーコントロール剤、硬化促進剤、消臭剤、抗菌剤等が挙げられる。これらの添加剤は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
なお、下記の例において、部は質量部を示し、1H−NMRは、重クロロホルム溶媒中、400MHz FT−NMR装置(日本電子株式会社製)にて測定したものであり、分子量は、THFを展開溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算の数平均分子量である。
温度計、撹拌装置、還流冷却器及び窒素ガス導入管のついたセパラブルフラスコに、下記式(X−1)で示されるアミノアルキル基含有オルガノポリシロキサン200g(アミノ基量0.13mоl)、下記式(Y−1)で示されるポリオキシアルキレン基含有エポキシ化合物23.4g(エポキシ基量0.13mоl)、及びイソプロパノール521.3gを仕込み、窒素ガスを導入した後に密閉して、80℃で4時間付加反応を行った。
1H−NMRによりエポキシ基が仕込みの99モル%以上消費されていることを確認した。
下記式(A−1)で示されるコポリマー(分子量15,000)の30質量%イソプロパノール溶液a−1を得た。
温度計、撹拌装置、還流冷却器及び窒素ガス導入管のついたセパラブルフラスコに、下記式(X−2)で示されるアミノアルキル基含有オルガノポリシロキサン111g(アミノ基量0.05mоl)、上記式(Y−1)で示されるポリオキシアルキレン基含有エポキシ化合物8.88g(エポキシ基量0.05mоl)、及びイソプロパノール280gを仕込み、窒素ガスを導入した後に密閉して、80℃で4時間付加反応を行った。
1H−NMRによりエポキシ基が仕込みの99モル%以上消費されていることを確認した。
下記式(A−2)で示されるコポリマー(分子量23,000)の30質量%イソプロパノール溶液a−2を得た。
温度計、撹拌装置、還流冷却器及び窒素ガス導入管のついたセパラブルフラスコに、上記式(X−2)で示されるアミノアルキル基含有オルガノポリシロキサン108g(アミノ基量0.05mоl)、下記式(Y−2)で示されるポリオキシアルキレン基含有エポキシ化合物12g(エポキシ基量0.05mоl)、及びイソプロパノール280gを仕込み、窒素ガスを導入した後に密閉して、80℃で4時間付加反応を行った。
1H−NMRによりエポキシ基が仕込みの99モル%以上消費されていることを確認した。
下記式(A−3)で示されるコポリマー(分子量27,000)の30質量%イソプロパノール溶液a−3を得た。
温度計、撹拌装置、還流冷却器及び窒素ガス導入管のついたセパラブルフラスコに、下記式(X−3)で示されるアミノアルキル基含有オルガノポリシロキサン110g(アミノ基量0.04mоl)、上記式(Y−2)で示されるポリオキシアルキレン基含有エポキシ化合物10g(エポキシ基量0.04mоl)、及びイソプロパノール280gを仕込み、窒素ガスを導入した後に密閉して、80℃で4時間付加反応を行った。
1H−NMRによりエポキシ基が仕込みの99モル%以上消費されていることを確認した。
下記式(A−4)で示されるコポリマー(分子量38,000)の30質量%イソプロパノール溶液a−4を得た。
特許第3859723号公報の実施例における表2、コポリマーAB−20−18の製造方法に倣い、下記式(Y−3)で示されるアミン化合物30.5g(アミノ基量0.06mоl)、イソプロパノール80.5gを温度計、撹拌装置、還流冷却器、滴下漏斗及び窒素ガス導入管のついたセパラブルフラスコに仕込み、混合した。混合液の温度を80℃に調整し、下記式(X−4)で示されるポリシロキサン50g(エポキシ基量0.05mоl)を滴下漏斗から滴下した。80℃で6時間の加熱撹拌後、1H−NMRによりエポキシ基が仕込みの99モル%以上消費されていることを確認し、シリコーン生成物a−5を得た。
a−5中ブロックコポリマーの構造式は、下記式(A−5)で示されるものと推定される(分子量11,000)。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、下記式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン10部を混合し、シリコーン組成物(1)を得た。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、下記式(B−2)で示されるポリエーテル変性シリコーン10部を混合し、シリコーン組成物(2)を得た。
合成例2で得られた式(A−2)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−2を100部、上記式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン10部を混合し、シリコーン組成物(3)を得た。
合成例3で得られた式(A−3)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−3を100部、上記式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン10部を混合し、シリコーン組成物(4)を得た。
合成例4で得られた式(A−4)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−4を100部、上記式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン10部を混合し、シリコーン組成物(5)を得た。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、乳酸2部を混合し、シリコーン組成物(6)を得た。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、酢酸2部を混合し、シリコーン組成物(7)を得た。
合成例3で得られた式(A−3)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−3を100部、乳酸2部を混合し、シリコーン組成物(8)を得た。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、上記式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン5部、乳酸2部を混合し、シリコーン組成物(9)を得た。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、上記式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン5部、酢酸2部を混合し、シリコーン組成物(10)を得た。
合成例3で得られた式(A−3)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−3を100部、上記式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン5部、乳酸2部を混合し、シリコーン組成物(11)を得た。
合成例5で得られたシリコーン生成物a−5を単独で使用した。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を単独で使用した。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン0.1部を混合し、シリコーン組成物(12)を得た。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、乳酸0.01部を混合し、シリコーン組成物(13)を得た。
合成例1で得られた式(A−1)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−1を100部、式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン0.1部、乳酸0.01部を混合し、シリコーン組成物(14)を得た。
合成例3で得られた式(A−3)で示されるコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液a−3を100部、式(B−1)で示されるポリエーテル変性シリコーン0.1部、乳酸0.01部を混合し、シリコーン組成物(15)を得た。
1.水分散性
上記実施例及び比較例で得たシリコーン組成物(比較例1の場合はシリコーン生成物、比較例2の場合はコポリマーの30質量%イソプロパノール溶液、以下同じ)0.2gと、イオン交換水9.8gをガラス瓶に入れて振とうし、外観を確認、下記基準にて評価した。結果を表1〜3に示す。
○:水にサンプルの分散が可能。
×:水にサンプルの分散が不可。
上記実施例で得たシリコーン組成物6.67gにイオン交換水193.33gを加えて撹拌し、試験液を調製した。また、上記比較例で得たシリコーン組成物6.67gにトルエン193.33gを加えて撹拌し、試験液を調製した。該試験液にポリエステル/綿ブロード布(65%/35%、谷頭商店社製)を1分間浸漬した後、絞り率10%の条件でロールを用いて絞り(試験液に配合されるシリコーン組成物中のコポリマー、又はポリエーテル変性シリコーンを配合する場合はコポリマーとポリエーテル変性シリコーンの合計の付着量として繊維質量の10質量%)、150℃で2分間加熱処理して柔軟性評価用の処理布を作製した。該処理布を三人のパネラーが手触りし、柔軟性を以下の基準により評価した。結果を表1〜3に示す。
A:触り心地が非常に良好である。
B:触り心地が良好である。
C:触り心地が悪い。
上記実施例で得たシリコーン組成物6.67gにイオン交換水193.33gを加えて撹拌し、試験液を調製した。また、上記比較例で得たシリコーン組成物6.67gにトルエン193.33gを加えて撹拌し、試験液を調製した。該試験液にポリエステル/綿ブロード布(65%/35%、谷頭商店社製)を1分間浸漬した後、絞り率10%の条件でロールを用いて絞り(試験液に配合されるシリコーン組成物中のコポリマー、又はポリエーテル変性シリコーンを配合する場合はコポリマーとポリエーテル変性シリコーンの合計の付着量として繊維質量の10質量%)、150℃で2分間加熱処理した。その後、本処理布にスポイトで水道水を一滴(25μL)滴下し、水滴が布に完全に吸収されるまでの時間(秒)を測定した(洗濯前吸水性)。その後、本処理布を、JIS L0217 103に準拠した手法により、洗濯機による洗濯を一回行った。洗濯を行った処理布に対し、スポイトで水道水を一滴(25μL)滴下し、水滴が布に完全に吸収されるまでの時間(秒)を測定した(洗濯後吸水性)。結果を表1〜3に示す。
上記実施例で得たシリコーン組成物6.67gにイオン交換水193.33gを加えて撹拌し、試験液を調製した。また、上記比較例で得たシリコーン組成物6.67gにトルエン193.33gを加えて撹拌し、試験液を調製した。該試験液にポリエステル/綿ブロード布(65%/35%、谷頭商店社製)を1分間浸漬した後、絞り率10%の条件でロールを用いて絞り(試験液に配合されるシリコーン組成物中のコポリマー、又はポリエーテル変性シリコーンを配合する場合はコポリマーとポリエーテル変性シリコーンの合計の付着量として繊維質量の10質量%)、150℃で2分間加熱処理した。その後、本処理布を、JIS L0217 103に準拠した手法により、洗濯機による洗濯を一回行った。洗濯一回後の繊維表面のシリコーン残存量を蛍光X線分析装置(Rigaku社製)にて測定し、洗濯を行っていない場合と比較し、残存率(%)を計算した。結果を表1〜3に示す。
Claims (5)
- 下記(A1)成分と、下記(B)成分及び/又は下記(C)成分を含有するシリコーン組成物。
(A1)下記一般式(1−1)で表される窒素原子含有オルガノポリシロキサンと、下記一般式(2−1)又は(2−2)で表されるポリオキシアルキレン基含有エポキシ化合物との反応生成物である、分子内にシロキサン基とポリオキシアルキレン基を有するコポリマー:100質量部、
(B)下記一般式(4)で表されるポリエーテル変性シリコーン:1〜50質量部、
(C)有機酸:0.1〜20質量部。 - 下記(A2)成分と、下記(B)成分及び/又は下記(C)成分を含有するシリコーン組成物。
(A2)下記一般式(1−2)又は(1−3)で表されるエポキシ基含有オルガノポリシロキサンと、下記一般式(2−3)で表されるポリオキシアルキレン基含有アミン化合物との反応生成物である、分子内にシロキサン基とポリオキシアルキレン基を有するコポリマー:100質量部、
(B)下記一般式(4)で表されるポリエーテル変性シリコーン:1〜50質量部、
(C)有機酸:0.1〜20質量部。 - (B)成分において、式(4)のeが0〜50の整数である請求項1又は2に記載のシリコーン組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリコーン組成物を含有する繊維処理剤。
- 更に、(D)水を含む請求項4に記載の繊維処理剤。
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