説明

第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサン、その製造及び使用

一般式QRaSiO(3-a)/2(I)ERbSiO(3-b)/2(II)及びRcSiO(4-c)/2(III)、その際、Rは、同じであるか、又は異なっており、且つ一価の、場合によりハロゲン化された炭素原子1〜18個を有する炭化水素基を意味し、Eは、エポキシ基を含有する、炭素原子3〜18個を有する一価のSiC結合した有機基を意味し、Qは、第四級アンモニウム基が開環エポキシ基によってケイ素原子に結合している、一価のSiC結合した有機基を意味し、aは、0、1又は2であり、bは、0、1又は2であり、且つcは、0、1、2又は3である、の単位を含有する、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンであって、但し、前記オルガノポリシロキサンは、それぞれ式(I)及び(II)の少なくとも1個の単位を含有し、且つ基Q/Eの比率は、平均的に0.2〜100、好ましくは0.5〜20、有利には1〜10の範囲である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサン及びその製造及び使用に関する。
【0002】
US3,389,160(DE1493384Bに対応)は、相応するエポキシアルキルシロキサンと第二級アミンとの反応及びアルキル化剤、例えば塩化メチルによる、得られたtert−アミン基の続く四級化によって製造され得る、側鎖の第四級アンモニウム基を有するシロキサンを記載する。
【0003】
US4,895,964には、US3,389,160に記載された方法(第二級アミンの代わりに第三級アミンの塩がエポキシシロキサンの反応のために使用され、且つ付加的に遊離第三級アミンの触媒量が添加される方法であって、その際、この触媒量は、遊離tert−アミン当量対第三級アンモニウム塩当量の0.0005:1〜0.05:1の比率を有する)の発展形態が記載される。そのため該製造法には二種の試薬:第三級アンモニウム塩及び遊離アミンの使用が必要とされる。通常、より良好な分散性の理由から、まずアミンが、次いで酸が計量供給されることによってアンモニウム塩が中間生成物として製造される場合、要求される遊離アミンの濃度が僅かであっても、工業的な実施において殆ど維持され得ない非常に正確な酸計量供給が不可避とされる。
【0004】
第四級アンモニウム基を有する分枝鎖状オルガノポリシロキサンは、EP1561770A1に開示されている。本発明による分枝鎖状の第四級シロキサンは、側鎖のエポキシ基を有するシロキサンとtert−モノアミン及びジアミンを有するα,ω−エポキシシロキサンの組み合わせによって得られる。この複雑化した多成分法には、出発物質量の非常に正確な微調節が要求され、且つそのエポキシ基の数と濃度に関する側鎖のエポキシシロキサンの品質の僅かな公差しか許容され得ない。この生成物はエポキシ基を有さない。なぜなら、EP1561770Aの段落番号[0038]の記載によれば、前述の有機基Eは、それがまさに第四級窒素原子を有するように定義されているからである。
【0005】
繊維状基材、例えば繊維構造を有する天然又は人工の基材、殊にテキスタイル平面形成物(textile Flaechengebilde)を、柔軟且つ同時に親水性に仕上げ加工することに適している、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンを提供する課題が存在していた。
【0006】
更に、繊維状基材、殊にテキスタイル平面形成物を処理、殊に被覆又は含浸するための方法であって、その際、該処理によって、柔軟な触感及び親水性といった仕上げ加工の良好な持続性も達成される方法を提供する課題が存在していた。該課題は、本発明によって解決される。
【0007】
本発明の対象は、一般式
QRaSiO(3-a)/2 (I)
ERbSiO(3-b)/2 (II)及び
cSiO(4-c)/2 (III)
[式中、
Rは、同じであるか、又は異なっており、且つ一価の、場合によりハロゲン化された炭素原子1〜18個を有する炭化水素基を意味し、
Eは、エポキシ基を含有する、炭素原子3〜18個を有する一価のSiC結合した有機基を意味し、
Qは、第四級アンモニウム基が開環エポキシ基によってケイ素原子に結合している、一価のSiC結合した有機基を意味し、
aは、0、1又は2であり、
bは、0、1又は2であり、且つ
cは、0、1、2又は3である]の単位を含有する、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンであって、但し、該シロキサン(1)は、それぞれ式(I)及び(II)の少なくとも1個の単位を含有し、且つ基Q/Eの比率は、平均的に0.2〜100、好ましくは0.5〜20、有利には1〜10の範囲である。
【0008】
更に本発明の対象は、一般式(II)及び(III)
ERbSiO(3-b)/2 (II)及び
cSiO(4-c)/2 (III)
[式中、R、E、b及びcは、それらに関して上記の意味を有する]の単位を含有する、エポキシ基を有するオルガノポリシロキサン(1)
と、一般式
12N− (IV)
[式中、R1は、炭素原子1〜6個を有するアルキル基を意味する]の少なくとも1個の構造単位を含有する第三級アミン(2)との反応による、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンの製造法であって、但し、式(IV)の全ての構造単位の合計は、式(II)の全ての構造単位の合計より小さく、且つ
反応混合物の中和のために使用される酸(3)のモル量は、アミン(2)の塩基構造単位のモル量に等しいか又は大きい。
【0009】
本発明によるオルガノポリシロキサンは、線状、分子鎖状、環状又はそれに樹脂状の、多数の三官能性又は/及び四官能性のシロキサン単位を有する構造を有してよい。該オルガノポリシロキサンは、分子1個当たり、好ましくは少なくとも3個のシロキサン単位、有利に少なくとも10個のシロキサン単位を有する。
【0010】
第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンとして有利なのは、一般式
d3-dSiO(SiR2O)o(SiRAO)pSiR3-dd (V)
[式中、Aは、基E又はQのいずれかを意味し、その際、基Q/Eの比率は、平均的に0.2〜100の範囲であり、
dは、0又は1、好ましくは0であり、
oは、0又は1〜3000、好ましくは10〜1000の整数であり、且つ
pは、2〜100、好ましくは2〜20の整数である]のものである。
【0011】
本発明によるオルガノポリシロキサンは、好ましくは、50〜500000mPa・s(25℃)の、有利に200〜50000mPa・s(25℃)の粘度を有する。
【0012】
基Rの例は、アルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、1−n−ブチル基、2−n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、ヘキシル基、例えばn−ヘキシル基、ヘプチル基、例えばn−ヘプチル基、オクチル基、例えばn−オクチル基及びイソオクチル基、例えば2,2,4−トリメチルペンチル基、ノニル基、例えばn−ノニル基、デシル基、例えばn−デシル基、ドデシル基、例えばn−ドデシル基、及びオクタデシル基、例えばn−オクタデシル基;シクロアルキル基、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基及びメチルシクロヘキシル基;アルケニル基、例えばビニル基、5−ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、1−プロペニル基、アリル基、3−ブテニル基及び4−ペンテニル基;アルキニル基、例えばエチニル基、プロパルギル基及び1−プロピニル基;アリール基、例えばフェニル基、ナフチル基、アントリル基及びフェナントリル基;アルカリール基、例えばo−、m−、p−トリル基、キシリル基及びエチルフェニル基;及びアラルキル基、例えばベンジル基、α−及びβ−フェニルエチル基である。
【0013】
ハロゲン化された基Rの例は、ハロゲンアルキル基、例えば3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル基、2,2,2,2’,2’,2’−ヘキサフルオロイソプロピル基及びヘプタフルオロイソプロピル基及びハロゲンアリール基、例えばo−、m−及びp−クロロフェニル基である。
【0014】
アルキル基R1の例は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、1−n−ブチル基、2−n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、ヘキシル基、例えばn−ヘキシル基であり、その際、メチル基及びエチル基が有利であり、且つメチル基が特に有利である。
【0015】
好ましくは、基Eは、式
【化1】

[式中、
2は、エーテル酸素原子によって中断されていてよい、基1個当たり炭素原子1〜10個を有する二価の炭化水素基であり、
3は、水素原子、又は基1個当たり炭素原子1〜10個を有する一価の炭化水素基であり、
4は、基1個当たり炭素原子3〜12個を有する三価の炭化水素基であり、且つ
zは、0又は1である]のものである。
【0016】
基Eの例は、
グリシドキシプロピル基、
3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基、
2−(3,4−エポキシ−4−メチルシクロヘキシル)−2−メチルエチル基、
3,4−エポキシブチル基、
5,6−エポキシヘキシル基、
7,8−エポキシデシル基、
11,12−エポキシドデシル基及び
13,14−エポキシテトラデシル基である。
【0017】
本発明による方法の場合、好ましくは、一般式
d3-dSiO(SiR2O)o(SiREO)pSiR3-dd (VIII)
[式中、E、d、o及びpは、それらに関して上記の意味を有する]のオルガノポリシロキサンが使用される。
【0018】
エポキシシラン(I)と反応される第三級アミン(2)は、有利に一般式(IV)の構造単位1〜3個、特に有利にそのような構造単位1又は2個を含有する。式(IV)のアミノ基が完全に第四級アンモニウム基に変換されることは、酸(3)の存在下での第三級アミン(2)とエポキシシロキサン(1)との反応の本質に属する。それゆえQ基の全体に含まれる第四級窒素原子のモル量は、使用される構造単位R12N−のモル量の反応の終了後に相当する。
【0019】
一般式(IV)の構造単位の例は、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、ジプロピルアミノ基及びブチルメチルアミノ基であり、その際、ジメチルアミノ基及びジエチルアミノ基が有利であり、特に有利なのはジメチルアミノ基である。
【0020】
好ましくは、一般式
12N−B
[式中、Bは、基R5又は式−[Z−NR1s−Z−NR12の基を意味する]の第三級アミン(2)が使用され、その際、
5は、カルビノール基、アミド基、ヒドロキシアルキルアミド基、ヒドロキシアルキルアミン基又は酸基によって置換されていてよい、C原子1〜18個を有するアルキル基を意味し、
Zは、エーテル酸素原子によって中断されていてよい、C原子1〜18個を有する二価の炭化水素基であり、
sは、0であるか又は1〜6の整数であり、好ましくは0、1又は2である。
【0021】
それゆえ第三級アミン(2)の例は、ジメチルエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルドデシルアミン、ジメチルテトラデシルアミン、ジメチルヘキサデシルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメチルアニリン、ジメチルココアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルステアリルアミン、エチルメチルオクチルアミン、ジエチルドデシルアミン、ジエチルステアリルアミン、ジメチルアミノプロピルアセトアミド、ジメチルアミノプロピルココアミド、ジメチルアミノプロピルステアリルアミド、ジメチルエタノールアミン、並びに高級官能性第三級アミン、例えばテトラメチルプロピレンジアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、トリス(2−ジメチルアミノエチル)アミン及びトリス(2−ジメチルアミノプロピル)アミンである。
【0022】
酸(3)として、無機又は有機の酸HXが使用されることができる。
【0023】
酸(3)の例は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸、硫酸、塩化水素酸、臭化水素酸、エタンホスホン酸、リン酸である。
【0024】
本発明による方法の場合、第三級アミン(2)は、好ましくは、オルガノポリシロキサン(1)中のエポキシ基1モル当たり、0.15〜0.99モル、有利に0.3〜0.9モルの量で使用される。
【0025】
本発明による方法は、無機又は有機の酸HXの存在下でもたらされる。その際、酸HXは、そのつど第三級アミン(2)中の塩基構造単位(IV)1モルに対して、好ましくは1〜2モル、有利に1〜1.5モルの量で使用される。
【0026】
基Qの例は、
【化2】

[式中、X-は、無機又は有機の酸HXのアニオンから選択された四級化された窒素基上の正電荷に対する対イオンを意味し、且つR1、R2、R3、R4、B及びzは、それらに関する上記の意味を有する]である。
【0027】
本発明によるオルガノポリシロキサン中の第四級窒素の濃度は、好ましくは0.02〜約1.0mEquiv./g、有利に0.05〜0.50mEquiv./g及び特に有利に0.10〜0.30mEquiv./gの範囲である。それに応じて、本発明によるオルガノポリシロキサン中のエポキシ基の濃度は、好ましくは0.005〜約1.0mEquiv./g、有利に0.02〜約0.5mEquiv./g及び特に有利に0.04〜約0.3mEquiv./gの範囲である。
【0028】
本発明によるオルガノポリシロキサンは、第四級窒素の濃度が十分に高い場合(通常、0.2mEquiv./gより大きい)に自己分散性の水性配合物中で使用されることができる。より簡単な取り扱いのために、このために希釈剤、例えばアルコール、ジオールもしくはそれらのアルコキシレートと混合することが推奨される。
【0029】
代替的に、第四級窒素の濃度が低い場合(<0.2mEquiv./g)特に、市販の乳化剤を用いた水性配合物への乳化が有利である。
【0030】
水溶液又はエマルジョンは、本発明によるオルガノポリシロキサンを、好ましくは10〜60質量%、有利に20〜50質量%含有する。
【0031】
本発明の対象は、
(A)少なくとも2個のアミノ基を有するポリアミノ化合物及び
(B)本発明による第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサン
を含有する配合物である。
【0032】
好ましくは、該配合物中の化合物(A)及び(B)は、水溶液又はエマルジョンの形で使用される。
【0033】
樹脂状の基材、好ましくはテキスタイル平面形成物の処理は、好ましくは化合物(A)と(B)とを組み合わせて行われ、且つ二つの異なる変法において行われることができる。
【0034】
好ましくは、本発明による配合物を用いた繊維状基材の処理は、該処理前に化合物(A)と(B)とからの混合物を製造することによって行われる。
【0035】
更なる一変法において、化合物(A)と(B)との組み合わせによる処理は、まず化合物(A)で処理し、それから続けて化合物(B)で処理するように実施される。
【0036】
繊維状基材との概念は、本発明の範囲内で、繊維構造を有する全ての天然又は人工の基材を包含するべきである。
【0037】
繊維状基材の処理との概念は、本発明の範囲内で、繊維状基材の特性を所望の形で変化させるための被覆又は含浸を包含するべきであり、例えば、該繊維状基材は、柔らかく且つ親水性に仕上げ加工されるべきである。
【0038】
本発明による方法に際して使用される化合物(A)は、モノマー、オリゴマー又はポリマーの性質を有してよい。好ましくは、化合物(A)はSi不含の有機ポリアミノ化合物である。化合物(A)は、好ましくは少なくとも2個の第一級アミノ基を含有する。化合物(A)は、好ましくは5〜5000個のアミノ基(−NH2)、有利に10〜1000個のアミノ基(−NH2)、特に有利に20〜200個のアミノ基(−NH2)を含有する。化合物(A)は、好ましくは第一級アミノ基を含有するが、しかし第一級アミノ基以外にも第二級アミノ基又は第三級アミノ基を含有してよい。
【0039】
化合物(A)中のアミノ基の濃度は、好ましくは1〜20mEqu./g、有利に4〜20mEqu./gである(mEqu./g=物質1g当たりのm当量=物質1kg当たりの当量)。
【0040】
ポリアミノ化合物(A)の例は、ビニルホルムアミドの部分加水分解又は完全加水分解された重合体、線状又は分枝鎖状のエチレンイミン重合体及びジエチレントリアミンと、ジカルボン酸を有する同族体、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸及びセバシン酸とからの縮合生成物である。
【0041】
本発明による配合物中で、もしくは有機繊維、好ましくはテキスタイル平面形成物の処理法において、化合物(A)は、そのつど化合物(B)中のエポキシ基1モルに対して、好ましくはアミノ基0.1〜10モル、有利にアミノ基0.3〜3モルの量で使用される。
【0042】
本発明による第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンは、テキスタイル平面形成物、紡織繊維及び皮革の処理のために、被覆及び塗料中の添加剤として、化粧用配合物中の添加物質として及び表面活性剤として使用されることができる。殊にそれらはテキスタイル柔軟剤として、ポリグリコール含有シリコーン柔軟剤の特性より、柔軟な触感及び洗濯耐久性の点ではるかに優れている際立った特性を有している。
【0043】
そのカチオン性に基づき、本発明による第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンは非常に良好に基材上、例えばテキスタイル又は紙上に付着し、且つ有機ケイ素化合物と比較して高い親水性と同時に際立った触感改善によって特徴付けられる。従来技術に相当する、アミノ官能性、グリコール官能性、アミド官能性及びアミノグリコール官能性の仕上げ生成物と比較して、本発明によるオルガノポリシロキサンは、改善された伸縮性、洗濯及び化学的洗浄に対する持続性、剪断力及びpH変化に対する安定性及び相乗作用的な配合物を製造する可能性によって特徴付けられる。
【0044】
それゆえ本発明によるオルガノポリシロキサンは、例えばエマルジョンの構成成分として、溶解状態又はバルク状態で、テキスタイル平面形成物、例えば織物、編物製品(Maschenwaren)又はフリース、紡織繊維調製及びヤーン調製及び−改質並びに皮革処理及び製紙処理に用いられることができる。本発明による第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンを用いた仕上げ加工又は改質によって、所望の特性、例えば柔軟な、流れるような触感、改善された弾性、静電防止特性、深色化、摩擦トルク、表面平滑性、光沢、しわ回復性、色堅牢度、耐洗濯性、親水性、引裂強さ、低減されたピリング傾向性、"Easy−Care(手入れの簡単な)"及び"Soil−Release(防汚)"特性、並びに改善された着心地を付与することができる。更に、本発明によるオルガノポリシロキサンを用いたテキスタイル平面形成物、繊維、ヤーン、紙及び皮革の仕上げ加工又は改質によって、工業作業性、例えば加工速度及び製造速度、調整可能性並びに材料の品質が改善されることができる。
【0045】
テキスタイル平面形成物、繊維及びヤーンは、鉱物繊維、例えばガラス繊維又はシリケート繊維、天然繊維、例えば毛糸、生糸又は綿、合成繊維、例えばポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維又はポリアミド繊維、セルロース繊維、混合ポリマー繊維又は金属繊維から作製されていてよい。上述の基材からのフィラメント繊維又は短繊維が同様に使用されることができる。更に、繊維混合物、例えば綿/ポリエステルからの平面形成物、紙並びに天然の平面形成物、例えば皮革が使用されることができる。
【0046】
仕上げ加工、被覆又は含浸は、ドクターブレード法、浸漬(クェッチ)(ディップ)法、押出法、噴射−フロック法又は噴霧法、フーラード(Foulard)法、引き抜き法又は浸漬−遠心法においてもたらされ得る。それに全種類のロール被覆、例えばグラビアロール塗工、パジング又は多ロール系による塗布、並びに印刷機、例えば(回転)スクリーン印刷が可能である。更に、カレンダー又は溶融カレンダーによる、発泡塗布及び後続のカレンダー処理による仕上げ加工又は被覆を行ってよい。
【0047】
更に、本発明による第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンは被覆及び塗料中での添加剤として見出されることができる。例えば放射線硬化性又は付加硬化型の塗料への本発明によるオルガノポリシロキサンの添加は、表面粗さを低減し、それに従って該塗料の滑り抵抗を低減することにつながる。
【0048】
更に、本発明による第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンは、化粧用配合物中の添加剤として、例えば洗髪剤中のコンディショナーとして、及び建築物保護剤として用いられることができる。
【0049】
付加的に、本発明による第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンは表面活性剤であり、そして洗剤、界面活性剤、乳化剤、消泡剤及び起泡安定剤として使用されることができる。
【0050】
製造例:
実施例1:
0.49mEquiv./gの濃度におけるグリシドキシプロピル末端基を有する82mPa.s(25℃)の粘度を有する線状ポリジメチルシロキサン254gを、25℃にてビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル6.64g及び酢酸7.5gと混合し、且つ80℃に加熱する。該反応混合物は20分後に透明となり、更なる4時間後に冷却する。1H−NMR−スペクトルは、tert−アミノ基が定量的に四級化されていることを示す。グリシドキシプロピル末端基を有するポリ四級シロキサンへの鎖延長によって、使用されるシロキサンの粘度は20400mPa.s(25℃)へと数百倍になった。得られた油性ポリマーは、0.31mEquiv./gの第四級窒素の濃度を含有し、且つ2.02のエポキシ基に対する第四級基の比率を有する。
【0051】
実施例2:
グリシドキシプロピルメチルシロキシ−、ジメチルシロキシ−及びトリメチルシロキシ単位から成り、350mm2/s(25℃)の粘度及び0.251mEquiv./gのエポキシ含有量を有するポリシロキサン200gを、ジメチルブチルアミン4.24g及び酢酸3.8gと混合し、且つ5時間80℃に加熱する。該反応混合物中に遊離アミンはもはや検出され得ない;粘度は2470mm2/s(25℃)に上昇する。このシリコーン油は、0.20mEquiv./gの第四級窒素の濃度を含有し、且つ5.2のエポキシ基に対する第四級基の比率を有する。
【0052】
実施例3:
0.251mEquiv./gのエポキシ含有量を有する、実施例2からのエポキシシロキサン200gを、ジメチルブチルアミン1.52g、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル1.60g及び酢酸3.2gと混合し、且つ80℃に加熱する。30分後に該混合物は透明となり、そのうえで更に3時間、同じ温度に保ち、そして遊離アミンはもはや検出され得ない。0.17mEquiv./gの第四級窒素の含有量及び2.3のエポキシ基に対する第四級基の比率を有する、有機第四級基によって橋かけ結合され、且つそれにより高粘度のポリシロキサンが得られる。
【0053】
実施例4:
0.251mEquiv./gのエポキシ含有量を有する、実施例2からのエポキシシロキサン200gを、モノ−tert−アミンの更なる添加なしに、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル1.60g及び酢酸1.8gと混合し、且つ80℃に加熱する。薄くしか濁っていない反応混合物は、10時間後には透明であり、更なる4時間後に遊離アミンはもはや検出され得ない。得られた高粘度のポリシロキサンは、有機第四級基により橋かけ結合されており、且つエポキシ基に対する第四級基の0.66の比率を有する。
【0054】
比較試験1:
同じ使用物質を用いて実施例1を繰り返すが、しかし、アミン過剰量とシロキサンの全てのエポキシ基とを反応させるという変更を伴う。それゆえ二官能性tert−アミン6.64gの代わりに、この場合14.88gと、一緒に相応してより多量の酢酸11.2gも使用した。バッチを3.5時間80℃に保ち、そのうえでエポキシ基はもはや検出され得ない。遊離ジアミンの含有量は4600ppmである。
【0055】
高粘度のシロキサンポリマーは、0.46mEquiv./gの濃度における第四級窒素を含有し、且つ1000を上回るエポキシ基に対する第四級基の比率を有する。
【0056】
比較試験2:
同じ使用物質を用いて実施例2を繰り返すが、しかし、僅かなアミン過剰量とシロキサンの全てのエポキシ基とを反応させるという変更を伴う。それゆえ、混入されるジメチルブチルアミンの量を4.24gから5.60gに高め、酢酸のそれは3.8から4.5gに高める。80℃での5時間の開環処理により、エポキシ基の定量的変換及び4260mm2/s(25℃)の高められた油粘度が生じる。得られたポリマーは、0.24mEquiv./gの第四級窒素の濃度及び遊離ジメチルブチルアミン2400ppmを有する。エポキシ基に対する第四級基の比率は1000より高い。
【0057】
比較試験3:
同じ使用物質を用いて実施例3を繰り返すが、しかし、アミンの全体量をエポキシ基に対して過剰量で使用するという変更を伴う。1.60gの二官能性tert−アミンの量が保持される場合、ジメチルブチルアミンの使用量は1.52から3.55gに高められ、酢酸のそれは3.2から5.2gに高められる。80℃で5時間後、エポキシ基はもはや検出され得ない。有機基により橋かけ結合された高粘度油は、遊離ジメチルブチルアミン2200ppm及び0.24mEquiv./gの第四級基濃度を含有する。エポキシ基に対する第四級基の比率は1000より高い。
【0058】
使用例:
マイクロエマルジョン:
柔軟な触感、疎水性並びに持続性における適用試験を、水性塗布によって仕上げ加工された綿サンプルを用いて行った。このために全ての実施例のポリマーからマイクロエマルジョンを製造し、それらの標準配合物は以下の原料量を含有する:
シロキサンポリマー 66.8g
ブチルジグリコール 10.0g
イソトリデシルエトキシレート(HLB値:10.5) 22.2g
Marlipal ST 1618 2.0g
水 233.0g
該マイクロエマルジョンは、そのつど作用物質20.0%を含有する。
【0059】
実施例1〜4及び比較試験1〜3によるフーラード法:
実施例1〜4及び比較試験1〜3からの、本発明による、及びまた本発明によらない第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンを、以下に述べるようにテキスタイル平面形成物に塗布した:
230g/m2の坪量を有する、漂白された、仕上げ加工されなかった編物製品 CO Cretone(クレトン)100%並びに460g/m2の坪量を有するタオル製品(Flottierware) CO 100%を使用した。基準物質として、完全脱塩水でパディングされ、且つ乾燥された製品を用いた。
【0060】
この生地をそのつど、1リットル当たり上述のマイクロエマルジョン30gを含有する水性溶液中に浸した。必要な場合、該溶液のpH値を予め酢酸で5に調整した。浸漬された生地を、2本ロール型フーラード(Zweiwalzenfoulard)により溶液吸収率70%にまで絞り出し、引き伸ばし、且つMathis社の実験室用幅出し機(Laborspannrahmen)で150℃にて5分間乾燥した。引き続き、該製品を少なくとも12時間、空調室内で23℃及び湿度60%にて空気調節した。仕上げ加工例のナンバリングは、製造例のナンバリングに等しい。
【0061】
実施例5:化合物(A)と(B)の組み合わせによるフーラード法
230g/m2の坪量を有する、漂白された、仕上げ加工されなかった編物製品 CO Cretone100%並びに460g/m2の坪量を有する、仕上げ加工されなかったタオル製品 CO 100%をそれぞれ、BASF社から入手できるLupamin(R)9095(化合物(A))1.93gと、完全脱塩水998gとからの水性希釈液中に浸し、その際、これらの溶液のpH値を酢酸で予め約5に調整した。Lupamin(R)9095は、水中での高分子量ポリビニルアミン(MW 約340.000g/モル)の20%の溶液である。浸漬された生地を、2本ロール型フーラードにより溶液吸収率70%にまで絞り出し、引き伸ばし、且つMathis社の実験室用幅出し機で150℃にて5分間乾燥した。引き続き、この前処理された生地を、本発明によるマイクロエマルジョン(化合物(B))(この製造は上記実施例4に記載されている)30gを1リットル当たりにつき含有する水性溶液中に浸した。浸漬された生地を、再び2本ロール型フーラードにより溶液吸収率70%にまで絞り出し、引き伸ばし、且つMathis社の実験室用幅出し機で150℃にて5分間乾燥した。それに従ってテキスタイル上には、10:1の仕上げ加工からのエポキシ基に対する前処理からのアミノ基の比率が存在していた。引き続き、該製品を少なくとも12時間、空調室内で23℃及び湿度60%にて空気調節した。
【0062】
実施例6:化合物(A)と(B)の混合によるフーラード法
溶液を、Lupamin(R)9095(化合物(A))1.93g、本発明によるマイクロエマルジョン(化合物(B))(この製造は上記実施例4に記載されている)30g、及び完全脱塩水968gとの混合によって製造し、且つ酢酸で約5のpH値に調整した。それに従って、この混合物中には、10:1のエポキシ基に対するアミノ基の比率が存在していた。
230g/m2の坪量を有する、漂白された、仕上げ加工されなかった編物製品 CO Cretone100%並びに460g/m2の坪量を有する、仕上げ加工されなかったタオル製品 CO 100%をそれぞれ、この溶液中に浸した。浸漬された生地を、2本ロール型フーラードにより溶液吸収率70%にまで絞り出し、引き伸ばし、且つMathis社の実験室用幅出し機で150℃にて5分間乾燥した。引き続き、該製品を少なくとも12時間、空調室内で23℃及び湿度60%にて空気調節した。
【0063】
仕上げ加工された生地−それぞれ、実施例1〜4に記載の本発明によるオルガノポリシロキサン(B)で仕上げ加工されたもの、実施例5及び6に記載の本発明による化合物(A)と(B)の組み合わせ、もしくは混合により仕上げ加工されたもの、及び比較試験1〜3に記載の本発明によらない化合物で仕上げ加工されたもの−の空気調節後、洗濯の前に、滴のしみ込み時間及び柔軟な触感比較を測定した。
洗濯堅牢度の試験のために、バラスト成分(Ballaststoff)約3kgを一緒に有する仕上げ加工された全てのテキスタイルを、Siemens社の商品名SIWAMAT 6143の家庭用洗濯機中で同系色洗濯プログラムにより60℃にて洗浄し、且つ1400rpmで脱水機にかけた。洗濯界面活性剤として、その際、Henkel社の商品名"Spee Feincolor"の液状洗剤36gを計量供給した。そのつど90分継続される計2回の洗浄サイクルを、間に乾燥を挟まずに実施した。
引き続き、該製品を少なくとも12時間、空調室内で23℃及び湿度60%にて乾燥且つ空気調節した。
次いで製品サンプルを、新たに、柔軟な触感比較に供した。
【0064】
柔軟な触感の測定(触感評価):
テキスタイルの柔軟な触感は被験者の主観的な感覚に強く支配されるので、周辺条件の標準化しか行えず、該評価の標準化を行うことはできない。それにも関わらず再現性を保証するために、仕上げ加工されたサンプルをその柔軟な触感について判断を下し、且つ序列を付けた。そのために10人の被験者によって、テストされるサンプルの数nに依存する形で1点ないしn点が割り当てられ、その際、n点は最も柔軟なサンプルに与えられ、そして1点は最も柔軟性の低い仕上げ加工されたサンプルに与えられた。仕上げ加工されなかった基準サンプルは0点を含んでいた。従って、サンプルの触感評価は、そのつどこのサンプルに割り当てられた点の平均値として算出される。
【0065】
滴のしみ込み時間(Tropfeneinsinkzeit)の測定:
仕上げ加工されたサンプルを、仕上げ加工後に少なくとも12時間、順応させるために空調室内で23℃の温度及び60%の湿度にて貯蔵し、次いで一滴の脱イオン水を4cmの高さから、張り出した生地表面に加え、該水滴が生地に吸い上げられる時間を測定した。5回測定を実施し、且つ平均値を出した。
【0066】
表中には、フーラード法によって仕上げ加工された生地の結果がまとめられている。
【0067】
【表1】

【0068】
該表中で、V1〜V3はそれぞれの比較試験を意味し、B1〜B6はそれぞれの実施例を意味し、そしてRは基準試験体を意味する。
【0069】
編物製品及びタオル製品にて、柔軟な触感が、本発明によるオルガノポリシロキサンを用いた仕上げ加工によって−比較試験による仕上げ加工と対照的に−吸水度が本質的に悪化することなく著しく改善される。
殊に、改善された柔軟な触感は洗濯後も維持され続ける。柔軟な触感の持続性は、殊に本発明によるオルガノポリシロキサン(B)とポリアミン化合物との組み合わせによって−実施例5及び6による−与えられる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式
QRaSiO(3-a)/2 (I)、
ERbSiO(3-b)/2 (II)及び
cSiO(4-c)/2 (III)
[式中、
Rは、同じであるか、又は異なっており、且つ一価の、ハロゲン化された又はハロゲン化されなかった炭素原子1〜18個を有する炭化水素基を意味し、
Eは、エポキシ基を含有する、炭素原子3〜18個を有する一価のSiC結合した有機基を意味し、
Qは、第四級アンモニウム基が開環エポキシ基によってケイ素原子に結合している、一価のSiC結合した有機基を意味し、
aは、0、1又は2であり、
bは、0、1又は2であり、且つ
cは、0、1、2又は3である]の単位を含有する、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンであって、但し、前記オルガノポリシロキサンは、それぞれ式(I)及び(II)の少なくとも1個の単位を含有し、且つ基Q/Eの比率は、平均的に0.2〜100、好ましくは0.5〜20、有利には1〜10の範囲である、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサン。
【請求項2】
一般式
d3-dSiO(SiR2O)o(SiRAO)pSiR3-dd (V)
[式中、Aは、基E又はQのいずれかを意味し、その際、基Q/Eの比率は、平均的に0.2〜100の範囲であり、
dは、0又は1、好ましくは0であり、
oは、0又は1〜3000、好ましくは10〜1000の整数であり、且つ
pは、2〜100、好ましくは2〜20の整数である]のものである、請求項1記載の第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサン。
【請求項3】

ERbSiO(3-b)/2 (II)及び
cSiO(4-c)/2 (III)
[式中、R、E、b及びcは、それらに関して請求項1に記載された意味を有する]の単位を含有する、エポキシ基を有するオルガノポリシロキサン(1)
と、一般式
12N− (IV)
[式中、R1は、炭素原子1〜6個を有するアルキル基を意味する]の少なくとも1個の構造単位を含有する第三級アミン(2)との反応による、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンの製造法であって、但し、式(IV)の全ての構造単位の合計は、式(II)の全ての単位の合計より小さく、且つ
反応混合物の中和のために使用される酸(3)のモル量は、アミン(2)の塩基構造単位(IV)のモル量に等しいか又は大きい、第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンの製造法。
【請求項4】
第三級アミン(2)は、オルガノポリシロキサン(1)中のエポキシ基1モル当たり0.15〜0.99モルの量で使用することを特徴とする、請求項3記載の方法。
【請求項5】
(A)少なくとも2個のアミノ基を有するポリアミノ化合物及び
(B)請求項1又は2記載の又は請求項3又は4記載の方法によって製造された第四級アンモニウム基を有するオルガノポリシロキサンを含有する配合物。
【請求項6】
化合物(A)及び(B)は、水溶液又は水性エマルジョンの形で使用されることを特徴とする、請求項5記載の配合物。
【請求項7】
請求項5又は6記載の配合物を用いた、繊維状の基材、好ましくはテキスタイル平面形成物の処理法であって、その際、前記処理前に化合物(A)と(B)とからの混合物を製造する方法。
【請求項8】
請求項5又は6記載の配合物を用いた、繊維状の基材、好ましくはテキスタイル平面形成物の処理法において、まず化合物(A)による処理を行い、次いで引き続き化合物(B)による処理を行うことを特徴とする方法。
【請求項9】
化合物(A)を、化合物(B)中のエポキシ基1モルに対して、アミノ基0.1〜10モルの量で使用することを特徴とする、請求項5から8までのいずれか1項記載の方法。

【公表番号】特表2011−504540(P2011−504540A)
【公表日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−535326(P2010−535326)
【出願日】平成20年11月11日(2008.11.11)
【国際出願番号】PCT/EP2008/065328
【国際公開番号】WO2009/068435
【国際公開日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【出願人】(390008969)ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト (417)
【氏名又は名称原語表記】Wacker Chemie AG
【住所又は居所原語表記】Hanns−Seidel−Platz 4, D−81737 Muenchen, Germany
【Fターム(参考)】