(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024115389
(43)【公開日】2024-08-26
(54)【発明の名称】ポリアルキレンオキシド含有化合物
(51)【国際特許分類】
C08G 65/48 20060101AFI20240819BHJP
C11D 3/37 20060101ALI20240819BHJP
C08F 291/12 20060101ALI20240819BHJP
【FI】
C08G65/48
C11D3/37 ZBP
C08F291/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023021060
(22)【出願日】2023-02-14
(71)【出願人】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人WisePlus
(72)【発明者】
【氏名】岡山 陽一
(72)【発明者】
【氏名】細谷 務
【テーマコード(参考)】
4H003
4J005
4J026
【Fターム(参考)】
4H003AC08
4H003BA12
4H003DA01
4H003DB01
4H003DC01
4H003EB34
4H003EB38
4H003ED02
4H003FA04
4H003FA06
4J005AA14
4J005BD00
4J005BD02
4J005BD05
4J026AB37
4J026AB38
4J026BA19
4J026BA27
4J026BB03
4J026BB09
4J026DB05
4J026DB32
4J026GA01
4J026GA06
4J026GA09
(57)【要約】 (修正有)
【課題】良好なソイルリリース性を有するポリアルキレンオキシド含有化合物、その製造方法、当該化合物を含有する洗剤組成物を提供する。
【解決手段】下記一般式(1)で表される置換基(A)
(一般式(1)中、R
1は、炭素数2~6の炭化水素基。Xは、エステル基、アミド基を好例とする群から選ばれる基。sは、1~300の整数。Yは、直接結合、炭素数1~10の直鎖もしくは分岐の炭化水素基等の置換基。Zは、直接結合、又は、-(CH
2)
n-α
2-基。α
2はヘテロ原子、又は、ヘテロ原子に水素原子が結合した基。nは1~10の整数。Tは、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基を表す。)と、二つ以上の窒素原子を有するカチオン基(C)と、疎水性基含有基(B)とを有し、該置換基(A)及び該疎水性基含有基(B)がそれぞれ、該カチオン基(C)に含まれる窒素原子の少なくとも一つと結合している、ポリアルキレンオキシド含有化合物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表される置換基(A)と、
【化1】
(一般式(1)中、R
1は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。Xは、-C(=α
1)-β
1-基、-β
1-C(=α
1)-基、及び、>C=α
1基から選ばれる1種以上を表し、α
1、β
1は、同一又は異なって、ヘテロ原子、又は、ヘテロ原子に水素原子が結合した基を表す。sは、1~300の整数である。Yは、直接結合、炭素数1~10の直鎖もしくは分岐の炭化水素基、又は、下記一般式(2)で表される置換基を表す。Zは、直接結合、又は、-(CH
2)
n-α
2-基を表す。α
2はヘテロ原子、又は、ヘテロ原子に水素原子が結合した基を表す。nは1~10の整数である。Tは、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基を表す。)
【化2】
(一般式(2)中、qは、1~300の整数である。R
2、R
3は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。)
二つ以上の窒素原子を有するカチオン基(C)と、疎水性基含有基(B)とを有し、
該置換基(A)及び該疎水性基含有基(B)がそれぞれ、該カチオン基(C)に含まれる窒素原子の少なくとも一つと結合している、ポリアルキレンオキシド含有化合物。
【請求項2】
前記一般式(1)に記載の置換基(A)中のXのα1、β1のヘテロ原子が、酸素原子、もしくは、窒素原子である請求項1に記載のポリアルキレンオキシド含有化合物。
【請求項3】
前記一般式(1)に記載の置換基(A)中のYが、炭素数2~4の炭化水素基である請求項1に記載のポリアルキレンオキシド含有化合物。
【請求項4】
請求項1~3のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法であって、
前記製造方法は、ポリアルキレンオキシド鎖を有するα,β-不飽和カルボニル化合物及び疎水性基を有するα,β-不飽和カルボニル化合物を、ポリアルキレンアミンにおけるアミノ基にマイケル付加する工程を含む、ポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法。
【請求項5】
請求項1~3のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド含有化合物を含む洗剤又は洗剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ソイルリリース性に優れるポリアルキレンオキシド含有化合物、その製造方法、当該化合物を含有する洗剤組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリアルキレンイミンを主鎖とし、エチレンオキシド等がポリアルキレンイミン中の窒素原子に付加した重合体は、ポリアルキレンイミンポリアルキレンオキシドとして知られている。この重合体は、高分子系ビルダーとして作用することが知られており、液体洗剤中に溶けるという性質を有することから、液体洗剤を構成する成分として使用されている。ポリアルキレンイミンポリアルキレンオキシドを活性剤と共に洗剤中に含有させると、洗濯により取り除かれた汚れによる再汚染を防止して、高い洗浄力を発揮することになる。
【0003】
ポリアルキレンイミンポリアルキレンオキシドについては、従来より様々な研究がされており、例えば、特許文献1では、ポリアルキレンオキシドをもつアルキレンイミン単量体単位を有するポリアルキレンイミンアルキレンオキシド共重合体のポリアルキレンオキシドの末端基に、無水マレイン酸を付加反応させた構造の共重合体が開示されている。
【0004】
また、特許文献2では、ポリアルキレンオキシド鎖を有するアルキレンアミン構造単位を含むポリアルキレンアミンアルキレンオキシド系共重合体であって、ポリアルキレンアミンアルキレンオキシド系共重合体の有するポリアルキレンオキシド鎖の末端基の一部または全部が、ラウリルグリシジルエーテルで付加反応をさせた構造の重合体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006-241372号公報
【特許文献2】特開2012-149185号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、本願発明者らは、これまでの検討により、ポリアルキレンオキシド鎖を有するアルキレンアミン構造単位を含むポリアルキレンオキシド系共重合体のアルキレンオキシドの末端基を修飾した重合体を洗剤組成物に用いて、再汚染防止能を向上することを見出してきた。
【0007】
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の、ポリアルキレンオキシド鎖を有するアルキレンアミン構造単位を含むポリアルキレンアミンアルキレンオキシド系共重合体のアルキレンオキシドの末端基を修飾した重合体は、ソイルリリース性において改良の余地があるという課題があった。
【0008】
本発明は欺かる点に鑑みてなされたものであり、良好なソイルリリース性を有するポリアルキレンオキシド含有化合物、その製造方法、当該化合物を含有する洗剤組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、良好なソイルリリース性を有するポリアルキレンオキシド含有化合物について種々検討したところ、ポリアルキレンオキシド鎖を有する所定の構造の置換基と、二つ以上の窒素原子を有するカチオン基と、疎水性基含有基とを有し、該置換基及び疎水性基含有基がそれぞれ、カチオン基に含まれる窒素原子の少なくとも一つと結合しているポリアルキレンオキシド含有化合物が、ソイルリリース性に優れる重合体であることを見出し、本発明に到達したものである。
【0010】
本発明は、以下のポリアルキレンオキシド含有化合物等を包含する。
〔1〕下記一般式(1)で表される置換基(A)と、
【化1】
(一般式(1)中、R
1は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。Xは、-C(=α
1)-β
1-基、-β
1-C(=α
1)-基、及び、>C=α
1基から選ばれる1種以上を表し、α
1、β
1は、同一又は異なって、ヘテロ原子、又は、ヘテロ原子に水素原子が結合した基を表す。sは、1~300の整数である。Yは、直接結合、炭素数1~10の直鎖もしくは分岐の炭化水素基、又は、下記一般式(2)で表される置換基を表す。Zは、直接結合、又は、-(CH
2)
n-α
2-基を表す。α
2はヘテロ原子、又は、ヘテロ原子に水素原子が結合した基を表す。nは1~10の整数である。Tは、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基を表す。)
【化2】
(一般式(2)中、qは、1~300の整数である。R
2、R
3は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。)二つ以上の窒素原子を有するカチオン基(C)と、疎水性基含有基(B)とを有し、該置換基(A)及び該疎水性基含有基(B)がそれぞれ、該カチオン基(C)に含まれる窒素原子の少なくとも一つと結合している、ポリアルキレンオキシド含有化合物。
〔2〕上記一般式(1)に記載の置換基(A)中のXのα
1、β
1のヘテロ原子が、酸素原子、もしくは、窒素原子である上記〔1〕に記載のポリアルキレンオキシド含有化合物。
〔3〕上記一般式(1)に記載の置換基(A)中のYが、炭素数2~4の炭化水素基である上記〔1〕に記載のポリアルキレンオキシド含有化合物。
〔4〕上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法であって、上記製造方法は、ポリアルキレンオキシド鎖を有するα,β-不飽和カルボニル化合物及び疎水性基を有するα,β-不飽和カルボニル化合物を、ポリアルキレンアミンにおけるアミノ基にマイケル付加する工程を含む、ポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法。
〔5〕上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリアルキレンオキシド含有化合物を含む洗剤又は洗剤組成物。
【発明の効果】
【0011】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、良好なソイルリリース性を有することから、洗剤組成物の成分として好適に用いることができる。
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法は、このようなポリアルキレンオキシド含有化合物を製造するための好適な方法である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に本発明の好ましい形態について具体的に説明するが、本発明は以下の記載のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下に記載される本発明の個々の好ましい形態を2又は3以上組み合わせた形態も、本発明の好ましい形態に該当する。
【0013】
これ以降の説明において特に記載がない限り、「%」は「質量%」を、「部」は「質量部」を、それぞれ意味し、範囲を示す「A~B」は、A以上B以下であることを示す。また、本発明において、「(メタ)アクリレ-ト」は、「アクリレ-ト」または「メタクリレ-ト」を意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。
【0014】
1.ポリアルキレンオキシド含有化合物
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、以下の1)~3)の置換基を有している。
1)二つ以上の窒素原子を有するカチオン基(C)
2)カチオン基(C)に結合するポリアルキレンオキシド鎖を有する上記一般式(1)で表される置換基(A)
3)カチオン基(C)に結合する疎水性基含有基(B)
【0015】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、カチオン基(C)に下記一般式(1)で表される置換基(A)が結合した構造を有する。
【0016】
【0017】
(一般式(1)中、R1は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。Xは、-C(=α1)-β1-基、-β1-C(=α1)-基、及び、>C=α1基から選ばれる1種以上を表し、α1、β1は、同一又は異なって、ヘテロ原子、又は、ヘテロ原子に水素原子が結合した基を表す。sは、1~300の整数である。Yは、直接結合、炭素数1~10の直鎖もしくは分岐の炭化水素基、又は、下記一般式(2)で表される置換基を表す。Zは、直接結合、又は、-(CH2)n-α2-基を表す。α2はヘテロ原子、又は、ヘテロ原子に水素原子が結合した基を表す。nは1~10の整数である。Tは、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基を表す。)
【0018】
【0019】
(一般式(2)中、qは、1~300の整数である。R2、R3は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。)
【0020】
上記一般式(1)で表される置換基は、(-R1-O-)sで表されるポリアルキレンオキシドに由来する構造部位と、-Y-X-Z-で表される連結基とを含む置換基である。
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、このような置換基を有することにより、ソイルリリース性に優れる。
上記連結基が、このような基であると、ポリアルキレンオキシド含有化合物の保存時安定性、使用後の分解性を高めることができるため好ましい。また、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の泥粒子分散能及び再汚染防止能が向上する傾向にあることから好ましい。
近年、洗剤組成物には洗浄能力に優れることに加え、環境への配慮から自然界で分解されやすいものであることが求められる。このため連結基としては、限定されないが、特に加水分解性基、菌体外酵素で分解する官能基であることが好ましく、上記の連結基の中でも、エステル基、アミド基が特に好ましい。
なお、生分解性とは、例えばバクテリア、菌類、その他の生物によって代謝・分解可能なことをいう。
【0021】
上記一般式(1)中のXは、-C(=α1)-β1-基、-β1-C(=α1)-基、及び、>C=α1基から選ばれる1種以上であれば好ましい。また、α1、β1は、ヘテロ原子を表す。Xは好ましくは、エステル基、チオエステル基、アミド基であり、より好ましくは、エステル基、アミド基であり、更に好ましくはエステル基である。
また、α1、β1がヘテロ原子である場合、ヘテロ原子であれば特に限定はなく、好ましくは、酸素原子、及び、硫黄原子から選ばれる1種以上である。より好ましくは酸素原子である。
α1、β1がヘテロ原子に水素原子が結合した基である場合、NH基であることが好ましい。
ポリアルキレンオキシド化合物の保存安定性の向上と分解促進の両立の観点から、前述した置換基及び原子であることが好ましい。
【0022】
上記一般式(1)中のR1は、炭素数2~6の炭化水素基であれば、特に限定はない。好ましくは、炭素数2~4の炭化水素基である。上記一般式(1)中にs個存在するR1は同一の炭素数の炭化水素基でもよいし、また、異なる炭素数の炭化水素基の組み合わせであってもよい。好ましいR1の炭素数は、前述した通り、炭素数2~4である。
また、上記一般式(1)中の-R1-O-基は、オキシエチレン基、オキシプロプレン基、オキシブチレン基から選ばれる1種以上であってもよい。
ポリアルキレンオキシド化合物へ水溶性を付与し、泥分散性と液体洗剤との相溶性により優れたものとする観点から、前述した置換基及び原子であることが好ましい。
【0023】
上記一般式(1)中のsは、1~300の整数であれば特に限定はない。好ましくは、1~200であり、より好ましくは、2~100であり、更に好ましくは3~50である。
ポリアルキレンオキシド化合物の泥分散性、再汚染防止性能をより向上させる観点から、前述の範囲であることが好ましい。
一般式(1)中のsは1~300であればよいが、本発明のポリアルキレンオキシド化合物において、ポリアルキレンオキシドの平均鎖長が1~300であることが好ましい。より好ましくは1~200であり、更に好ましくは2~100であり、特に好ましくは3~50である。
本明細書において、ポリアルキレンオキシドの平均鎖長は、同一の置換基(A)に含まれるオキシアルキレン基のモル数の平均値を意味する。
【0024】
上記一般式(1)における(R1-O)sは、一態様において、下記一般式(3);
(R1’-O)t-(R1-O)s-t (3)
(式中、R1’は、炭素数3~6の分岐アルキレン基を表す。tは、1~20の整数である。R1及びsは、一般式(1)におけるR1及びsと同様である。)で表される構造であることが好ましい。
この場合、R1’における立体障害と疎水性により、一般式(1)中の-Y-X-Z-で表される連結基がより加水分解されにくくなり、ポリアルキレンオキシド化合物の安定性がより向上する。
R1’として好ましくは炭素数3~4の分岐アルキレン基であり、より好ましくはイソプロピレン基、イソブチレン基である。
tとして好ましくは1~10であり、より好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3である。
上記一般式(3)におけるR1として好ましくはエチレン基である。
【0025】
上記一般式(1)中のYは、直接結合、炭素数1~10の直鎖もしくは分岐鎖の炭化水素基、又は、上記一般式(2)で表される基である。一般式(1)中のYが、炭素数1~10の炭化水素基である場合、好ましくは炭素数2~6の炭化水素基であり、より好ましくは2~4の炭化水素基である。また、炭化水素基はアルキレン基が好ましい。Yがエチレン基又はイソプロピレン基である形態は本発明の好ましい実施形態の1つである。
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物において第1級アミノ基(NH2基)、第2級アミノ基(NH基)が多い場合に、Yがイソプロピレン基であると、ポリアルキレンオキシド含有化合物の加水分解をより充分に抑制することができる。
【0026】
上記一般式(2)中のqは、1~300の整数であり、好ましい範囲は一般式(1)中のsと同様である。
一般式(2)中のR2、R3は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基であり、好ましい炭化水素基は一般式(1)中のR1と同様である。
【0027】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、連結基部分で分解されるものであることが好ましい。この場合、カチオン基とポリアルキレンオキシド由来の構造単位を結合させる連結基の分解部分は、カチオン基に直接結合するのではなく、上記の範囲のカチオン基からある程度離れた位置に結合しているほうが、ポリアルキレンオキシド化合物の分解性確保の観点から好ましい。
【0028】
上記一般式(1)中のZは、直接結合、又は、-(CH2)n-α2-基であれば特に制限されない。
α2はヘテロ原子である。nは1~10の整数を表す。
α2がヘテロ原子である場合、特に限定はないが、好ましくは、酸素原子、硫黄原子である。
α2がヘテロ原子に水素原子が結合した基である場合、NH基であることが好ましい。
nは1~10の整数であれば特に限定はなく、好ましくは1~5であり、更に好ましくは1~3である。
ポリアルキレンオキシドに連結基を導入するための合成の容易さの観点から、前述の置換基及び範囲であることが好ましい。
【0029】
上記一般式(1)中のTは、同一又は異なって、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基であれば、特に限定はなく、親水性、疎水性を調整するために、適宜、構造を選択すればよい。有機基としては、炭化水素基が好ましい。より好ましくは、直鎖又は分岐アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基である。
また上記炭化水素基にカルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、1~4級アミノ基又はその中和塩のいずれかが結合した構造の有機基も好ましい。
【0030】
上記Tにおける有機基の炭素数として好ましくは1~20であり、より好ましくは1~15であり、更に好ましくは1~10であり、一層好ましくは1~8であり、より一層好ましくは1~6であり、特に好ましくは1~4である。
【0031】
上記直鎖又は分岐アルキル基としてはメチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基(アミル基)、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコサニル基、i-プロピル基、sec-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、1-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、2-メチルブチル基、i-アミル基、ネオペンチル基、1,2-ジメチルプロピル基、1,1-ジメチルプロピル基、t-アミル基、1,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、2-エチルブチル基、2-エチル-2-メチルプロピル基、1-メチルヘプチル基、2-エチルヘキシル基、1,5-ジメチルヘキシル基、t-オクチル基、分岐したノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基、イコシル基等が挙げられる。
【0032】
上記アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ドデセニル基、オクタデセニル基、イコセニル基等が挙げられる。
上記アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ドデシニル基、オクタデシニル基、イコシニル基等が挙げられる。
【0033】
アリール基としては、例えば、フェニル基;ナフチル基;ベンジル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ブチルメチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、ジブチルフェニル基、ビフェニル基、メチルビフェニル基、エチルビフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基、シンナミル基(Ph-CH=CHCH2-基)、1-ベンゾシクロブテニル基等のアラルキル基等が挙げられる。
【0034】
上記Tとして好ましくは直鎖又は分岐アルキル基である。中でも好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基である。
【0035】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、カチオン基(C)が少なくとも一つの疎水性基含有基(B)を有する。これにより、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、ソイルリリース性に優れる。
上記のとおり、本発明におけるカチオン基(C)はアミノ基を有するが、カチオン基中に第1級アミノ基(NH2基)、第2級アミノ基(NH基)を有すると、ポリアルキレンオキシド含有化合物の構造にエステル構造が含まれる場合に、洗剤組成物中で当該第1級、第2級アミノ基部分でエステル構造とのエステルアミド交換や加水分解が生じ、重合体の保存安定性を低下させる原因となる。
これに対し、カチオン基中のNH基に疎水性基含有基(B)及び一般式(1)で表される置換基(A)を結合することでこのようなエステルアミド交換や加水分解を抑制することができ、これにより本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は洗剤組成物中での保存安定性に優れたものとなる。
【0036】
上記カチオン基(C)に結合する疎水性基含有基(B)は、疎水性基を有するものであれば特に制限されないが、下記一般式(4);
-Y-X-Z-R4 (4)
(式中、X、Y、Zは、一般式(1)と同様である。R4は、炭素数1~30の有機基を表す。)で表される基であることが好ましい。
一般式(4)におけるX、Y、Zの具体例及び好ましい形態は、一般式(1)と同様である。
【0037】
上記R4における有機基の具体例及び好ましい形態は、上記一般式(1)におけるTの有機基と同様である。
上記R4における有機基の炭素数として好ましくは1~24であり、より好ましくは1~18であり、更に好ましくは1~15であり、一層好ましくは1~10であり、より一層好ましくは2~10であり、特に好ましくは3~10である。
Tにおける上述の有機基の中でも、R4における有機基として好ましくは直鎖又は分岐アルキル基、アリール基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、フェニル基、ベンジル基であり、更に好ましくはエチル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、フェニル基、ベンジル基である。
【0038】
一態様において、R4が炭素数2~18の有機基である形態は、本発明の好ましい実施形態の1つである。一態様において、より好ましくはR4が炭素数2~7の有機基である形態である。
上記R4がメチル基である場合、上記一般式(1)における(R1-O)sが一般式(3)で表される構造であることが好ましい。
一態様において、R4がメチル基であって、上記一般式(1)における(R1-O)sが一般式(3)で表される構造である形態は、本発明の好ましい実施形態の1つである。
【0039】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、更にアミノ基含有基(D)を有していてもよい。
これにより、ポリアルキレンオキシド含有化合物の繊維への吸着力がより向上する。
上記アミノ基含有基(D)としては、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、又は第4級アンモニウム基を有するものであれば特に制限されないが、下記一般式(5);
-Y-X’-W (5)
(式中、Yは、一般式(1)と同様である。X’は、-C(=α1)-β1-基、-β1-C(=α1)-基、>C=α1基又は-C(=α1)-β1-(CH2)n-基を表す。Wは、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基又は第4級アンモニウム基を表す。)で表される基であることが好ましい。
上記一般式(5)におけるα1、β1、は一般式(1)と同様である。
上記一般式(5)におけるnは1~10の整数であり、より好ましくは1~4の整数である。
【0040】
上記第1~3級アミノ基としては、下記式(6);
【0041】
【0042】
(式中、R5及びR6は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1~12の炭化水素基を表す。)で表される構造であることが好ましい。
上記炭化水素基は、鎖状構造であっても、環構造を有していてもよいが、鎖状構造であることが好ましい。炭化水素基が鎖状構造である場合、直鎖状であっても分岐を有していてもよい。
上記炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基が好ましく、より好ましくはアルキル基、アルケニル基であり、更に好ましくはアルキル基である。
上記アルキル基、アルケニル基、アリール基の具体例は、上述のとおりである。
また、上記炭化水素基の炭素数としては、1~10が好ましく、より好ましくは1~8であり、特に好ましくは1~5であり、特に一層好ましくは1~2であり、最も好ましくは1である。
上記R5及びR6のうち少なくともいずれか一方は、炭素数1~12の炭化水素基であることが好ましく、R5及びR6の両方が炭素数1~12の炭化水素基であることがより好ましい。すなわち、第1~3級アミノ基の中でも、第3級アミノ基が好ましい。
【0043】
上記第1~3級アミノ基の酸による中和物としては、下記式(7);
【0044】
【0045】
(式中、R5及びR6は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1~12の炭化水素基を表す。A-は、陰イオンを表す。)で表される構造であることが好ましい。炭化水素基の具体例及び好ましい形態は、上述のとおりである。
上記第4級アンモニウム塩基としては、下記式(8);
【0046】
【0047】
(式中、R7~R9は、同一又は異なって、炭素数1~12の炭化水素基を表す。A-は、陰イオンを表す。)で表される構造であることが好ましい。炭素数1~12の炭化水素基の具体例及び好ましい形態は、上述のとおりである。
上記炭素数1~12の炭化水素基としては、炭素数1~12のアルキル基、炭素数2~12のアルケニル基であることが好ましい。
R7~R9の炭素数としては、より好ましくは1~10であり、更に好ましくは1~7であり、一層好ましくは1~5であり、特に好ましくは1~3である。
R7~R9の炭化水素基としては、メチル基又はエチル基が最も好ましい。
【0048】
上記式(7)及び(8)におけるA-は、特に制限されないが、例えば、塩素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオン等のハロゲン化物イオン;硫酸メチルイオン等の硫酸アルキルイオン;酢酸イオン等の有機酸のイオン等が挙げられる。
上記式(7)におけるA-は、有機酸のイオンが好ましい。
上記式(8)におけるA-は、ハロゲン化物イオン、硫酸アルキルイオンが好ましい。
【0049】
上記アミノ基としては、第1~3級アミノ基、第1~3級アミノ基の酸による中和物及び第4級アンモニウム塩基の中でも、第3級アミノ基、第3級アミノ基の酸による中和物又は第4級アンモニウム塩基が好ましい。より好ましくは第3級アミノ基である。
【0050】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物において、置換基(A)及び疎水性基含有基(B)はそれぞれカチオン基(C)に含まれる窒素原子の少なくとも一つに結合していればよく、1つの窒素原子に1つの置換基(A)又は疎水性基含有基(B)が結合していてもよく、同一の窒素原子に2つの置換基(A)、2つの疎水性基含有基(B)又は置換基(A)及び疎水性基含有基(B)が1つずつ結合していてもよい。
また、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物が更にアミノ基含有基(D)を有する場合、アミノ基含有基(D)は、カチオン基(C)に含まれる窒素原子であって置換基(A)又は疎水性基含有基(B)が結合していない窒素原子に結合していてもよく、置換基(A)又は疎水性基含有基(B)が結合する窒素原子に結合していてもよい。
【0051】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物における一般式(1)で表される置換基(A)の量は特に制限されないが、ポリアルキレンオキシド含有化合物に含まれる窒素原子の総モル数に対して1~200mol%であることが好ましい。より好ましくは、2~170mol%であり、更に好ましくは2~100mol%であり、一層好ましくは3~80mol%であり、特に好ましくは5~50mol%である。
一態様において、ポリアルキレンオキシド含有化合物に含まれる窒素原子の総モル数に対して0.1~99mol%であることが好ましい。より好ましくは、1~80mol%であり、更に好ましくは、2~50mol%であり、一層好ましくは3~30mol%であり、特に好ましくは4~20mol%である。
また、一般式(1)で表される置換基(A)の量は、置換基(A)及び疎水性基含有基(B)の総量に対して1~99mol%であることが好ましい。より好ましくは、5~80mol%であり、更に好ましくは、10~50mol%である。
【0052】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物がポリアミンを原料として合成される場合、カチオン基(C)に結合する一般式(1)で表される置換基(A)の量は原料であるポリアミンの窒素上の活性水素に対して1~99mol%であることが好ましい。より好ましくは、2~80mol%であり、更に好ましくは、5~50mol%である。
【0053】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物におけるカチオン基(C)に結合する疎水性基含有基(B)の量は特に制限されないが、ポリアルキレンオキシド含有化合物に含まれる窒素原子の総モル数に対して1~200mol%であることが好ましい。より好ましくは2~170mol%であり、更に好ましくは2~100mol%であり、一層好ましくは、5~90mol%であり、特に好ましくは10~80mol%である。
一態様において、疎水性基含有基(B)の量は、ポリアルキレンオキシド含有化合物に含まれる窒素原子の総モル数に対して0.1~99mol%であることが好ましい。より好ましくは、1~90mol%であり、更に好ましくは、3~85mol%であり、一層好ましくは10~80mol%であり、特に好ましくは20~75mol%である。
【0054】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物がポリアミンを原料として合成される場合、カチオン基(C)に結合する疎水性基含有基(B)の量は原料であるポリアミンの窒素上の活性水素に対して 1~99mol%であることが好ましい。より好ましくは、2~80mol%であり、更に好ましくは、5~50mol%である。
【0055】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物におけるカチオン基(C)に結合するアミノ基含有基(D)の量は特に制限されないが、ポリアルキレンオキシド含有化合物に含まれる窒素原子の総モル数に対して0~100mol%であることが好ましい。より好ましくは、0~90mol%であり、更に好ましくは、0~80mol%、特に好ましくは0~60mol%である。
【0056】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物がポリアミンを原料として合成される場合、カチオン基(C)に結合するアミノ基含有基(D)の量は原料であるポリアミンの窒素上の活性水素に対して 0~100mol%であることが好ましい。より好ましくは、0~80mol%であり、更に好ましくは、0~60mol%である。
【0057】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物に含まれるNH基の量は特に制限されないが、ポリアルキレンオキシド含有化合物に含まれる窒素原子の総モル数に対して90mol%以下であることが好ましい。より好ましくは、80mol%以下であり、更に好ましくは、70mol%以下である。特に連結基-Y-X-Z-のYがエチレン基、Xがエステル基である場合、NH基の量はより少ない方が好ましく、50mol%以下であることが好ましい。より好ましくは、30mol%以下であり、更に好ましくは、20mol%以下である。一態様において、NH基の量が0mol%であってもよい。
上記のとおり、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物のカチオン基中のNH基は、疎水性基含有基(B)及び一般式(1)で表される置換基(A)を結合することで少なくなる。ポリアルキレンオキシド含有化合物を泥分散性、再汚染防止性能により優れたものとする点からはポリアルキレンオキシド化合物へのポリアルキレンオキシド基の導入量は多いほうが好ましく、NH基の量は少ないほうが好ましい。また上記のとおり、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を洗剤組成物中での保存安定性に優れたものとする点からもNH基の量は少ないほうが好ましい。
【0058】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物が有するカチオン基(C)は、2以上の窒素原子を有するものであり、2以上のアミノ基を有する基であることが好ましい。これにより、ポリアルキレンオキシド含有化合物のソイルリリース性がより向上する。
上記カチオン基(C)に含まれる窒素原子の数として好ましくは2~1,000であり、より好ましくは4~500であり、更に好ましくは5~300である。
上記アミノ基は、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アミンの形態を取りうる。
上記ポリアルキレンオキシド含有化合物におけるカチオン基(C)は、アミノ基を有する構造単位を二つ以上有する重合体の形態であってもよい。
【0059】
上記カチオン基(C)はアミノ基を有する構造単位として表すこともできる。
具体的には、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリエチレンポリアミン(PEA)、テトラブチレンペンタミン、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリアミドアミン等の化合物から由来する構造単位が挙げられる。好ましくはポリエチレンイミンである。
【0060】
上記アミノ基を有する構造単位の原料となる前駆体は、下記一般式(9)のように表すことができる。
【0061】
【0062】
(一般式(9)中、R9は、同一又は異なって、炭素原子数2~6の直鎖アルキレン基、又は、炭素原子数3~6の分岐アルキレン基を表す。Pは、同一又は異なって、水素原子、又は、分岐による別のアミノ基を有する構造単位を表す。a及びbは、同一又は異なって、0又は1以上の整数を表し、a及びbの少なくとも一方は1~100の整数である。なお、アミノ基を有する構造単位には少なくとも二つ以上の-N-R9-単位が存在することになる。)
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物が有するカチオン基(C)(アミノ基を有する構造単位)としては、4以上のアミノ基を有し、少なくとも1つのアミノ基の窒素原子に他のアミノ基が3つ結合する形態が好ましい。
上記a及びbが1以上であって、Pにおいて分岐による別のアミノ基を有する構造単位を有する形態は、本発明の好ましい実施形態の1つである。
上記一般式(9)で表される前駆体を用いた場合、前駆体から窒素原子に結合する水素原子を除いてできる基が、本発明のポリアルキレンオキシド化合物が有するカチオン基(C)になる。
なお、上記アミノ基を有する構造単位の原料となる前駆体について、該前駆体を構成するアミノ基の構造式は、例えば、上記一般式(9)の場合について例示すると、H2N-R9-、-NH-R9-、-N(-)-R9-、が挙げられる。
【0063】
上記一般式(9)のPが別のアミノ基を有する構造単位である場合、該別のアミノ基を有する構造単位は、下記一般式(10)で表されるものであることが好ましく、R9’基を介して一般式(9)で表される構造に結合することが好ましい。
【0064】
【0065】
(一般式(10)中、a’、b’、P’、R9’はそれぞれ一般式(9)のa、b、P、R9と同様である。)
【0066】
上記一般式(9)や(10)で表されるアミノ基を有する構造単位の原料となる前駆体において、R9におけるアルキレン基が1種であってもよく、2種以上であってもよいが、1種であるものが好ましく、エチレン基が好ましい。なお、R9が炭素原子数3~6の分岐アルキレン基である場合には、1,2-プロピレン基が好適である。
上記一般式(9)や(10)におけるa及びbは、同一又は異なって、0又は1以上の整数であればよいが、それぞれ0~100の整数であることが好ましい。。
また、上記一般式(9)や(10)におけるa、b及びPに含まれる窒素原子数の合計が2~1,000であることが好ましい。より好ましくは5~300である。
【0067】
上記1級アミン窒素原子を含むアミノ基単位は、例えば、下記式で表される。
(H2-N-R9)-
R9は一般式(9)と同じである。
場合により下記式で表される構成単位も含む。
-NH2
上記2級アミン窒素原子を含むアミノ基単位は、例えば、下記一般式(11)で表される。
【0068】
【0069】
上記3級アミン窒素原子を含むアミノ基単位は、例えば、下記一般式(12)で表される。
【0070】
【0071】
(一般式(11)、(12)におけるP、R9は、一般式(9)と同じである。)
【0072】
上記アミノ基を有する構造単位において、アミノ基単位の存在形態としては特に限定はなく、例えば、1級アミン窒素原子を含むアミノ基単位、2級アミン窒素原子を含むアミノ基単位及び3級アミン窒素原子を含むアミノ基単位をランダムに有してもよい。なお、アミノ基を構成する窒素原子は、4級化又は酸化されていてもよい。
【0073】
上記ポリアルキレンオキシド含有化合物のカチオン基において、上記アミノ基単位(α)、(β)、(γ)のモル比は、(α):(β):(γ)=10~80/10~80/10~80であることが好ましく、より好ましくは(α):(β):(γ)=20~50/20~50/20~50である。
【0074】
また、上記一般式(9)で表される本発明のカチオン基を有する構造単位の原料となる前駆体の1つの例としては、下記一般式(13)で表されるアミン化合物が挙げられる。
【0075】
【0076】
(一般式(13)中、R9は、同一、もしくは異なって、炭素原子数2~6の直鎖アルキレン基、又は、炭素原子数3~6の分岐アルキレン基を表す。また、rは、0~10の整数を表す。)
以下に、カチオン基を有する構造単位の原料となる前駆体が1級アミンを二つ有するアミン化合物である場合を例に、本発明のポリアルキレンオキシド化合物のカチオン基について下記に具体例を詳細に説明するが、本発明のカチオン基を有する構造単位の原料となる前駆体は、1級アミンを二つ有するアミン化合物に限定されない。
【0077】
本発明のカチオン基(アミノ基を有する構造単位)としては、上記一般式(9)、(11)で表されるアミノ基単位を有するもの以外に、下記一般式(14)で表すことができる。
【0078】
【0079】
(一般式(14)中、R9は、同一、もしくは異なって、炭素原子数2~6の直鎖アルキレン基、又は、炭素原子数3~6の分岐アルキレン基を表す。)
ジアミン化合物が、上記一般式(14)の構造単位の前駆体となる。
【0080】
ジアミン化合物に、(メタ)アクリル酸化合物が反応すると、下記一般式(15)で表されるポリアミン化合物となる。
【0081】
【0082】
一般式(15)中のR9は、一般式(13)及び一般式(14)と同一である。R10は、同一、もしくは異なって、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基を表し、R11は、水素原子、又は、メチル基を表す。
【0083】
R10は、同一もしくは異なって、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基であれば、特に限定はない。親水性、疎水性を調整するために、適宜、選択すればよい。有機基として、好ましくは炭化水素基である。
【0084】
上記一般式(15)は、上記一般式(14)の前駆体であるジアミン化合物に、(メタ)アクリル酸化合物がマイケル付加反応することで生成される。
上記一般式(15)で表されるポリアミン化合物に、後述する(アルコキシ)ポリアルキレングリコールを反応させてエステル交換することで、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を得ることができる。
【0085】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、アルカリ加水分解、酵素分解、活性汚泥から選ばれる1種以上の分解方法により分解反応が起こり、分子量を低減させることができる。
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物は、アルカリ加水分解、酵素分解、活性汚泥から選ばれる1種以上の分解方法により分解試験を行った場合に、分解試験後の数平均分子量が、分解試験前の数平均分子量に対して、0.5以下となることが好ましい。より好ましくは0.4以下、更に好ましくは0.2以下となることである。
分解試験後の数平均分子量が、分解試験前の数平均分子量よりも小さくなることで、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を、例えば、洗剤や洗剤組成物として用いた場合、洗濯後に排出された化合物による環境への負荷が低減されるため好ましい。
【0086】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の重量平均分子量は、1,000~1,000,000であることが好ましい。より好ましくは2,000~500,000であり、更に好ましくは5,000~100,000である。
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の重量平均分子量が前述の範囲であると、優れたソイルリリース性を有しつつ、上記の分解反応により環境への負荷が低減されるため好ましい。
一態様において、上記ポリアルキレンオキシド含有化合物の重量平均分子量は、1,000~50,000であることが好ましい。より好ましくは2,000~30,000であり、更に好ましくは3,000~20,000であり、一層好ましくは3,000~10,000である。
ポリアルキレンオキシド含有化合物の重量平均分子量は、GPCにより、以下の測定条件で測定することができる。
<ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)の測定条件>
装置:東ソー社製 EcoSEC HLC-8320GPC
検出器:示差屈折率計(RI)検出器
カラム:東ソー社製 TSKgel α-M、α-2500
カラム温度:40℃
流速:0.8mL/min
注入量:100μL
検量線:ジーエルサイエンス社製 ポリエチレングリコール、Mw=194、410、615、1020、1450、3860、8160、16100、21160、49930、67600、96100、205500、542500、942000、検量線の次数は3次である。
GPCソフト:東ソー社製 EcoSEC-WS
溶離液:0.5M酢酸+0.2M硝酸Na/アセトニトリル=50/50(v/v)
【0087】
2.ポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法(I)としては、ポリアルキレンアミンのアミノ基の水素原子に、カルボキシル基を有するポリアルキレンオキシド化合物及びカルボキシル基を有する疎水性基含有化合物を縮合反応させる、または、カルボン酸ハライド基を有するポリアルキレンオキシド化合物及びカルボン酸ハライド基を有する疎水性基含有化合物をエステル化させることで製造する方法が挙げられる。
【0088】
上記製造方法(I)に用いるポリアルキレンアミンは、上述した一般式(9)で表される構造式を有する化合物である。また、上記製造方法(I)に用いるカルボキシル基を有するポリアルキレンオキシド化合物または、カルボン酸ハライド基を有するポリアルキレンオキシド化合物は、下記一般式(16);
R12-(O-R1)s-R13-CO-Q (16)
(式中、R1、sは、上記一般式(1)と同一である。また、R12は、水素原子、または、炭素数1~20の有機基を表し、R13は、直接結合、又は、炭素数1~6の有機基を表す。Qは、OH、Cl、Br又はIを表す。)で表すことができる。
上記R12として好ましくは水素、炭素数1~20の直鎖又は分岐アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基である。R13として好ましくは炭素数1~6のアルキレン基である。
【0089】
一般式(16)のR12の有機基としては、飽和又は不飽和の炭化水素基が好ましい。
【0090】
上記カルボキシル基を有するポリアルキレンオキシド化合物の具体的例としては、アルコキシポリアルキレングリコールと無水コハク酸、無水マレイン酸等のジカルボン酸無水物とのエステル化反応物;アルコキシポリアルキレングリコールとカルボン酸ハライドとの反応物;アルコキシポリアルキレングリコールの末端水酸基を酸化剤で酸化・カルボキシル化した化合物等が挙げられる。
【0091】
上記製造方法(I)に用いるカルボキシル基を有する疎水性基含有化合物または、カルボン酸ハライド基を有する疎水性基含有化合物は、下記一般式(17);
R4-CO-Q (17)
(一般式(17)中、R4は、上記一般式(3)と同一である。Qは、OH、Cl、Br又はIを表す。)で表すことができる。
【0092】
上記カルボキシル基を有する疎水性基含有化合物または、カルボン酸ハライド基を有する疎水性基含有化合物の具体的例としては、上述の炭素数1~30のアルキル基、アルケニル基、アリール基を有するカルボン酸やカルボン酸ハライドが挙げられる。
【0093】
上記一般式(9)で表されるポリアルキレンアミンとカルボキシル基を有するポリアルキレンオキシド化合物及びカルボキシル基を有する疎水性基含有化合物を反応させる温度は、50~200℃であることが好ましい。より好ましくは100~200℃である。反応温度や反応時間が、上述の範囲であると、ほぼ定量的に反応が進んで反応性が向上し、未反応の原料が少なくなるため、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の泥粒子分散能及び再汚染防止能が向上する傾向にあることから好ましい。
【0094】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物が更にアミノ基含有基(D)を有する場合、上記製造方法(I)において、カルボキシル基を有するポリアルキレンオキシド化合物又はカルボン酸ハライド基を有するポリアルキレンオキシド化合物、及び、カルボキシル基を有する疎水性基含有化合物又はカルボン酸ハライド基を有する疎水性基含有化合物とともに、アミノ基とカルボキシル基又はカルボン酸ハライド基を有する化合物を反応させることにより得ることができる。
【0095】
また、別の製造方法(II)としては、環状ラクトン化合物、環状ラクタム化合物から選ばれる1種以上の化合物を、カチオン基(C)に含まれるアミノ基に、開環付加反応させた後、その開環付加反応させて生成した活性水素に、ポリアルキレンオキシド鎖及び疎水性基を導入することにより、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を得る方法が挙げられる。
より具体的には、ポリアルキレンアミンのアミノ基の水素原子に、カプロラクトン化合物やカプロラクタム化合物を開環付加反応させることで、エステル結合やアミド結合を導入することができる。カプロラクトン化合物やカプロラクタム化合物を開環付加反応させた末端残基は水酸基またはNH2基である。この水酸基またはNH2基に酸化エチレン等のエポキシ化合物及び疎水性基含有エポキシ化合物を開環付加反応させることで、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を製造することができる。
【0096】
上記製造方法(II)に用いるポリアルキレンアミンは、上述した一般式(9)で表される構造式を有する化合物である。
また、上記製造方法(II)に用いるラクトン化合物としては、α-ラクトン(三員環)、β-ラクトン(四員環)、γ-ラクトン(五員環)、δ-ラクトン(六員環)、ε-ラクトン(七員環)及びこれらの誘導体を用いることができる。具体的には、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等が挙げられる。ラクタム化合物としては、α-ラクタム(三員環)、β-ラクタム(四員環)、γ-ラクタム(五員環)、δ-ラクタム(六員環)、ε-ラクタム(七員環)及びこれらの誘導体の1種又は2種以上を用いることができる。
【0097】
上記疎水性基含有エポキシ化合物としては疎水性基とエポキシ基とを有するものであればよく、上述の炭素数1~30のアルキル基、アルケニル基又はアリール基とエポキシ基とを有する化合物が好ましい。好ましくは炭素数1~30のアルキル基を有するアルキルグリシジルエーテル、炭素数6~30のアリール基を有するアリールグリシジルエーテルである。
【0098】
上記製造方法(II)に於いては、上記一般式(9)のポリアルキレンアミンへの上記ラクトン化合物及び/又はラクタム化合物の開環付加反応により、一般式(9)のアミノ基の水素原子にラクトン化合物及び/又はラクタム化合物を結合させると、ポリアルキレンアミン-ラクトン付加物及び/又はポリアルキレンアミン-ラクタム付加物が得られる。下記スキームに、その反応の一例を示す。
【0099】
【0100】
一般式(18)、一般式(19)、及び、一般式(20)中のR9、rは、上記一般式(13)と同一である。
【0101】
上記製造方法(II)において、上記一般式(9)のポリアルキレンアミンと上記ラクトン化合物及び/又はラクタム化合物との開環付加反応の反応温度は、0~100℃であることが好ましい。より好ましくは20~80℃である。
また、反応時間は、1時間以上が好ましい。
【0102】
上記製造方法(II)で中間体として得られるポリアルキレンアミン-ラクトン付加物及びポリアルキレンアミン-ラクタム付加物において、ラクトン化合物及びラクタム化合物が付加反応を行った末端残基は、水酸基となっている。この水酸基に、酸化エチレンや酸化プロピレン等のアルキレンオキシド及び疎水性基含有エポキシ化合物を開環付加反応させることで、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を得ることができる。アルキレンオキシドを開環付加反応させる反応条件は、常法と同様である。
【0103】
また、別の製造方法(III)として、ポリアルキレンオキシド鎖を有するα,β-不飽和カルボニル化合物及び疎水性基を有するα,β-不飽和カルボニル化合物をカチオン基(C)に含まれるアミノ基にマイケル付加することにより、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を得る方法が挙げられる。
ポリアルキレンオキシド鎖を有するα,β-不飽和カルボニル化合物及び疎水性基を有するα,β-不飽和カルボニル化合物を、ポリアルキレンアミンにおけるアミノ基にマイケル付加する工程を含む、ポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法もまた、本発明の1つである。
【0104】
上記ポリアルキレンオキシド鎖を有するα,β-不飽和カルボニル化合物として好ましくは、(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート、(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリルアミドであり、より好ましくは(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートである。
上記疎水性基を有するα,β-不飽和カルボニル化合物として好ましくは、疎水性基含有(メタ)アクリレート又は疎水性基含有(メタ)アクリルアミドであり、より好ましくは疎水性基含有(メタ)アクリレートである。
(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート及び疎水性基含有(メタ)アクリレートの2重結合をポリアルキレンアミンのアミノ基とマイケル付加させることによりエステル結合でポリアミンと、アルキレンオキシド及び疎水性基とを結合させた化合物を製造することができる。
また、ポリアルキレンオキシド含有化合物は、疎水性基含有基(B)の量が少なく、カチオン基中のNH基が多い場合に加水分解がされやすくなるが、疎水性基含有基(B)の原料として疎水性基含有メタアクリレートを用いると、耐加水分解性がより向上するため好ましい。
【0105】
上記製造方法(III)に用いるポリアルキレンアミンとしては、上述した一般式(9)で表される構造式を有する化合物を用いることができる。
また、上記製造方法(III)に用いる(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート化合物、または、(アルコキシ)ポリアルキレングリコール(メタ)アクリルアミドは、下記一般式(21)で表すことができる。
【0106】
【0107】
一般式(21)中、R1、s、Tは、一般式(1)と同じである。R14は、同一もしくは異なって、水素原子またはメチル基である。Gは、O、NH又はNを表す。xは、1又は2であって、GがO又はNHのときxは1であり、GがNのときxは2である。
【0108】
上記一般式(21)は、下記一般式(22)として表すこともできる。
【0109】
【0110】
一般式(22)中、R14、G、T、xは、一般式(21)と同じである。
m1、n1は、それぞれ0~300の整数であり、m1+n1は、一般式(1)のsと同じになる。
R15、R16は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。
【0111】
R15は炭素数2~6の炭化水素基であり、好ましくは炭素数2~4の炭化水素基であり、より好ましくは炭素数2~3の炭化水素基であり、更に好ましくは炭素数2の炭化水素基である。
【0112】
R16は炭素数3~6の炭化水素基であり、好ましくは炭素数3~4の炭化水素基である。
【0113】
R14は、同一もしくは異なって、水素原子またはメチル基である。R14がメチル基である場合、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の耐加水分解性がより向上する。
【0114】
m1は0~300の整数であれば特に限定はなく、好ましくは1~10、より好ましくは1~5、更に好ましくは1~3である。
m1が1以上の場合、R14は水素原子であることが好ましい。
m1が1以上の場合の一般式(22)の具体例は、(アルコキシ)ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリル酸エステル、(アルコキシ)ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール(メタ)アクリル酸エステルなどのエステル結合部分に炭素数3以上のアルキレングリコールが結合した(メタ)アクリル酸エステルである。特に好ましくは(アルコキシ)ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールアクリル酸エステル、(アルコキシ)ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコールアクリル酸エステル、メトキシポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールアクリル酸エステル、メトキシポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコールアクリル酸エステルである。
m1が0の場合は、(アルコキシ)ポリエチレングリコールメタクリル酸エステル、メトキシポリエチレングリコールメタクリル酸エステルが好ましい。
m1の値が前述の範囲であると、エステル結合部分に疎水性と立体障害を付与することができ、水、メタノール、エタノール等のプロトン性溶媒中で保存した時のエステル結合の安定性を向上させることができるという点で好ましい。
【0115】
n1は0~300の整数であれば特に限定はなく、好ましくは1~200、より好ましくは5~100、更に好ましくは10~50である。
n1の値が前述の範囲であると、泥粒子の分散性、泥再汚染防止性能、及び、液体洗剤への配合安定性が向上するため好ましい。
【0116】
また、R15が炭素数2の炭化水素基である場合、上記一般式(22)中の-R16-O-基、-R15-O-基の総量を100モル%とした場合、-R15-O-基の含有量は、70mol以上であることが好ましい。より好ましくは75mol以上であり、更に好ましくは、80mol以上である。
R15が炭素数2の炭化水素基である場合に於ける上記一般式(22)中の-R15-O-基の含有量が、前述の範囲であると、ポリアルキレンオキシド鎖の親水性が向上するため、泥粒子の分散性、泥再汚染防止性能が向上するという点で好ましい。
【0117】
上記製造方法(III)に用いる疎水性基含有(メタ)アクリレート化合物、または、疎水性基含有(メタ)アクリルアミドは、下記一般式(23);
【0118】
【0119】
(一般式(23)中、R4は、一般式(3)と同じである。R14、G、xは、一般式(21)と同じである。)で表される化合物が好ましい。
【0120】
疎水性基含有(メタ)アクリレートとして好ましくは、炭素数1~30のアルキルアルコール又は炭素数6~30のアリールアルコールと(メタ)アクリル酸とのエステルである。
上記炭素数1~30のアルキルアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール等が挙げられる。
炭素数6~30のアリールアルコールとしては、フェノール、ベンジルアルコール、メチルフェニルアルコール(o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール)、エチルフェニルアルコール、プロピルフェニルアルコール、ブチルフェニルアルコール、ブチルメチルフェニルアルコール、ジメチルフェニルアルコール、ジエチルフェニルアルコール、ジブチルフェニルアルコール、ヒドロキシビフェニル、4-ヒドロキシメチルビフェニル、3-ヒドロキシメチルビフェニル、4-ヒドロキシエチルビフェニル、3-ヒドロキシエチルビフェニル、ナフトール、1-ヒドロキシメチル-ナフタレン、1-ヒドロキシエチル-ナフタレン、2-ヒドロキシメチル-ナフタレン、2-ヒドロキシエチル-ナフタレン等が挙げられる。
上記アルコールの炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~15であり、更に好ましくは1~10であり、特に好ましくは1~8である。
【0121】
疎水性基含有(メタ)アクリレートとして特に好ましくは、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートである。
【0122】
上記製造方法(III)に於いては、上記一般式(9)のポリアルキレンアミンと上記一般式(21)、もしくは、上記一般式(22)の(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート及び一般式(23)で表される化合物をマイケル付加反応により、一般式(9)のアミノ基の水素原子に結合させると、ポリアルキレンアミン-(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート付加物が得られる。
【0123】
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物が更にアミノ基含有基(D)を有する場合、上記製造方法(III)において、上記一般式(9)で表されるポリアルキレンアミンに対して、アミノ基を有する(メタ)アクリレート、又は、アミノ基を有する(メタ)アクリルアミドを反応させることにより製造することができる。
【0124】
上記製造方法(III)に用いるアミノ基を有する(メタ)アクリレート化合物、または、アミノ基を有する(メタ)アクリルアミドは、下記一般式(24);
【0125】
【0126】
(一般式(24)中、R14、G、xは、一般式(21)と同じである。Wは、一般式(5)と同じである。dは、1~5の整数である。)で表される化合物が好ましい。
dとして好ましくは1~3であり、より好ましくは1~2である。
【0127】
上記一般式(24)の化合物の具体例は、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のN,N-ジアルキルアミノ基含有(メタ)アクリレート類及び上記モノマーに4級化剤を付加させたモノマー若しくはこれらの塩酸、酢酸等の酸による中和物;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキルアミノ基含有(メタ)アクリルアミド類及び上記モノマーに4級化剤を付加させたモノマー若しくはこれらの塩酸等の酸による中和物;モノメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、モノエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2-(tert-ブチルアミノ)エチル等のモノアルキルアミノ基含有(メタ)アクリレート類及びこれらの塩酸等の酸による中和物;モノメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、モノエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、モノメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、モノエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のモノアルキルアミノ基含有(メタ)アクリルアミド類及びこれらの塩酸等の酸による中和物等である。
中でも好ましくはN,N-ジアルキルアミノ基含有(メタ)アクリレート類であり、より好ましくはN,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートである。
【0128】
また、上記製造方法(III)に於いては、上記一般式(9)のポリアルキレンアミンと上記一般式(21)、もしくは、上記一般式(22)の(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート、一般式(23)で表される化合物、一般式(24)で表される化合物のマイケル付加反応の反応温度は、20~100℃であることが好ましい。より好ましくは40~80℃である。
また、反応時間は、1時間以上が好ましい。より好ましくは5時間以上、更に好ましくは10時間以上である。反応温度や反応時間が、上述の範囲であると、ほぼ定量的に反応が進み反応が向上するため、未反応の原料が少なくなるため好ましい。
【0129】
製造方法(III)で使用する(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートの製造工程において、(メタ)アクリル酸と(アルコキシ)ポリアルキレンオキシドによるエステル化の工程を含む場合、(メタ)アクリル酸が残存していてもよい。その場合、(メタ)アクリル酸と比べて、(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートのマイケル付加が進行しやすいため、上記一般式(9)のポリアルキレンアミンと(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートの反応を低温で行うことで(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートを優先して一般式(9)のポリアルキレンアミンに付加することができる。さらに、反応温度を上げることや反応時間を延ばすことで、(メタ)アクリル酸も一般式(9)のポリアルキレンアミンにマイケル付加させることができる。
【0130】
上記製造方法(III)に於いて、上記一般式(9)のポリアルキレンアミンと上記一般式(21)、もしくは、上記一般式(22)の(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート、一般式(23)で表される化合物、一般式(24)で表される化合物を反応させる際は、無溶媒で行ってもよい。また、反応溶媒を使用して反応を行う際は、メタノール、エタノール等のアルコール類;ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等のアルカン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の極性溶媒類;水および水と有機溶媒との混合溶媒を用いてもよい。
【0131】
また、製造方法(III)の類似の製造方法としては、α,β-不飽和カルボニル化合物をカチオン基(C)に含まれるアミノ基にマイケル付加させた後、ポリアルキレンオキシド鎖を導入することにより、本開示のポリアルキレンオキシド含有化合物を得る方法が挙げられる。
【0132】
また、別の製造方法(IV)として、アクリルアミドの二重結合をポリアルキレンアミンのアミノ基にマイケル付加させることで、アミド結合を導入し、次に、マイケル付加反応させた末端残基であるアミノ基や水酸基に酸化エチレン等のエポキシ化合物、疎水性基含有エポキシ化合物を開環付加反応させることで、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を製造する方法が挙げられる。
【0133】
また、別の製造方法(V)として、アルキル(メタ)アクリレートの二重結合をポリアルキレンアミンのアミノ基にマイケル付加させることで得られたエステル含有化合物に(アルコキシ)ポリアルキレンオキシド含有末端アミン化合物及び疎水性基含有末端アミン化合物をエステル-アミド交換することで、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を製造する方法が挙げられる。
【0134】
更に、別の製造方法(VI)として、疎水性基含有(メタ)アクリレートの二重結合をポリアルキレンアミンのアミノ基にマイケル付加させることで得られたエステル含有化合物に、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールを反応させてエステル交換することで、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物を製造する方法が挙げられる。
疎水性基含有(メタ)アクリレートをポリアルキレンアミンにマイケル付加する第一工程と、第一工程で得られた生成物の疎水性基含有(メタ)アクリレート由来の基にポリアルキレンオキシド鎖を導入する第二工程を含む、ポリアルキレンオキシド含有化合物の製造方法もまた、本発明の1つである。
【0135】
上記第一工程で用いられる疎水性基含有(メタ)アクリレートとして好ましくは、上記一般式(23)で表され、Gが酸素原子である化合物である。
【0136】
上記第一工程における疎水性基含有(メタ)アクリレートの使用量は特に制限されないが、ポリアルキレンアミンにおける窒素原子の総モル数100mol%に対して、80~150mol%であることが好ましい。これにより、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物のカチオン基中のNH基量をより充分に低減することができる。疎水性基含有(メタ)アクリレートの使用量としてより好ましくは90~140mol%であり、更に好ましくは100~130mol%である。
【0137】
上記第二工程は、上記第一工程で得られた生成物の疎水性基含有(メタ)アクリレート由来の基の少なくとも一部にポリアルキレンオキシド鎖を導入する限り特に制限されないが、上記疎水性基含有(メタ)アクリレート化合物由来の基に、ポリアルキレンオキシド原料としてポリアルキレングリコール化合物を反応させてエステル交換することでポリアルキレンオキシド鎖を導入することが好ましい。この場合、(メタ)アクリレートに由来する基が、アミノ基の窒素原子に結合する、-Y-X-Z-で表される連結基となる。
【0138】
上記第二工程で用いられるポリアルキレングリコール化合物は、ポリアルキレンオキシド鎖を有し、上記疎水性基含有(メタ)アクリレート化合物由来の基とエステル交換反応するものであることが好ましく、より好ましくは下記一般式(25);
HO-(R1-O)s-T (25)
(一般式(25)中、R1は、同一又は異なって、炭素数2~6の炭化水素基を表す。sは、1~300の整数である。Tは、水素原子、又は、炭素数1~30の有機基を表す。)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(25)におけるR1、s、Tは、一般式(1)と同様である。
一態様において、上記一般式(25)における(R1-O)sは、一般式(3)で表される構造であることが好ましい。
【0139】
上記第二工程におけるポリアルキレングリコール化合物の使用量は、特に制限されないが、ポリアルキレンアミンにおける窒素原子の総モル数100mol%に対して、1~100mol%であることが好ましい。ポリアルキレングリコール化合物の使用量としてより好ましくは5~90mol%であり、更に好ましくは10~80mol%である。
また、上記ポリアルキレングリコール化合物の使用量は、第一工程で得られた生成物の疎水性基含有(メタ)アクリレート化合物由来の基100mol%に対して、1~100mol%であることが好ましい。より好ましくは5~90mol%であり、更に好ましくは10~80mol%である。
【0140】
更に、上記製造方法(I)~(VI)は、上述した工程とは別に、カチオン基(C)に含まれる連結基が結合していない未反応のNH基に対して、マイケル付加反応、アセチル化反応、カルボン酸無水物とのアミド化反応、カルボン酸ハライドとのアミド化反応、エポキシ化合物付加反応のいずれかの1種以上の反応を行って、未反応のNH基を低減させる工程を含んでいてもよい。
より具体的には、カチオン基(C)に含まれる連結基が結合していない未反応のNH基に対して、アクリル酸メチル等のアクリル酸アルキルエステルをマイケル付加させる、又は、無水酢酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等のカルボン酸無水物、酢酸クロライド、プロピオン酸クロライド等のカルボン酸ハライドとのアミド化反応をさせる、又はエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のエポキシ化合物を付加させることにより、未反応のNH基を減少させることができる。
未反応のNH基は、ポリアルキレンオキシド含有化合物の総NHに対して80mol以下、好ましくは50mol%以下、さらに好ましくは20mol%以下とすることが、泥分散性、再汚染防止性能、保存安定性向上の観点から好ましい。
【0141】
上述した製造方法は更に、NH基を低減させる別の方法として、酸化合物により、中和する工程を含んでいてもよい。
より具体的には、カチオン基(C)に含まれる連結基が結合していない未反応のNH基を、酸化合物である、酢酸、クエン酸、塩酸、リン酸、硝酸、硫酸、p-トルエンスルホン酸やその他一般的な酸化合物で、中和処理することで、NH基を低減することが好ましい。
未反応のNH基はポリアルキレンオキシド含有化合物の総NHに対して80mol以下、好ましくは50mol%以下、さらに好ましくは20mol%以下とすることが、泥分散性、再汚染防止性能、保存安定性向上の観点から好ましい。
また、酸化合物の添加量は、酸化合物を添加する前のカチオン基(C)に含まれるNH基に対して50~300mol%使用することが好ましい。
【0142】
3.ポリアルキレンオキシド含有化合物の用途
本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物(単に「本発明の化合物」とも言う)は、洗剤用ビルダー、洗剤、水処理剤、分散剤、繊維処理剤、スケール防止剤(スケール抑制剤)、セメント添加剤、金属イオン封止剤、増粘剤、各種バインダー等に好適に用いることができる。中でも、洗剤用ビルダー、洗剤、水処理剤、分散剤に好適に用いることができる。
【0143】
本発明は更に、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物、又は、本発明の製造方法により製造されてなるポリアルキレンオキシド含有化合物を必須成分とする洗剤用ビルダー、洗剤、洗剤組成物、水処理剤又は分散剤でもある。
本発明の洗剤、洗剤組成物は、固形であっても、液体であってもよい。また食器用のものであっても、洗濯用のものであってもよい。
【0144】
本発明の洗剤、洗剤組成物における、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物の含有割合は、洗剤又は洗浄組成物の総量に対して、0.1質量%~15質量%であることが好ましい。より好ましくは0.3質量%~10質量%、更に好ましくは、0.5質量%~5質量%である。
【0145】
本発明の洗剤、洗剤組成物は、本発明のポリアルキレンオキシド含有化合物以外に溶剤、界面活性剤、洗浄補助添加剤、カプセル化剤等のその他の成分の1種又は2種以上を含んでいてもよい。
洗浄補助添加剤としては、ビルダー、界面活性剤又は増粘剤、泥汚れ除去/再付着防止剤、ポリマー汚れ遊離剤、ポリマー分散剤、ポリマー油脂クリーニング剤、酵素、酵素安定化系、漂白化合物、漂白剤、漂白活性剤、漂白触媒、増白剤、染料、色相剤、移染防止剤、キレート剤、抑泡剤、柔軟剤、香料等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
【実施例0146】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
【0147】
<ポリマーの反応転化率の測定>
ポリマー合成時の反応転化率は核磁気共鳴分光法(NMR)により測定した。測定条件、装置などは以下の通りである。
装置:VARIAN製 VNRS600
溶媒:重クロロホルム(関東化学社製)
【0148】
<共重合体の重量平均分子量測定>
共重合体の重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー)により測定した。
測定条件、装置などは以下の通りである。
装置:東ソー社製 EcoSEC HLC-8320GPC
検出器:示差屈折率計(RI)検出器
カラム:東ソー社製 TSKgel guardcolumn α、TSKgel α-M、TSKgel α-2500、の順に接続
カラム温度:40℃
流速:0.8mL/min
注入量:100μL(試料濃度0.25wt%の溶離液調製溶液)
検量線:ジーエルサイエンス社製 ポリエチレングリコール、Mw=194、410、615、1020、1450、3860、8160、16100、21160、49930、67600、96100、205500、542500、942000
較正曲線次数:3
GPCソフト:東ソー社製 EcoSEC-WS
溶離液:0.5M酢酸+0.2M硝酸Na/アセトニトリル=50/50(v/v)
【0149】
<ソイルリリース性評価>
実施例で製造したポリマーについて、以下の方法によりソイルリリース性評価を行った。
(布の前処理方法)
(1)-1:硬度母液の調製
塩化カルシウム2水和物8.39g、塩化マグネシウム6水和物2.9gをビーカーに測りとり、イオン交換水を加え1000gとした。
(1)-2:硬水の調製
炭酸水素ナトリウム1.54g、0.1N塩化水素10g、硬度母液(1)-1;200gをビーカーに入れてイオン交換水で希釈して20000gとした。
(1)-3:界面活性剤水溶液の作成
エマルゲン108(花王社製)10gをビーカーに測りとり、イオン交換水を加えて100gとし、10%界面活性剤溶液を調製した。
(1)-4:布の前処理方法1
株式会社色染社製 ポリエステルタフタ(ポリエステル繊維)を5×5cmに裁断したものを用意した。実施例で得られた共重合体をイオン交換水で希釈することにより、ポリマー濃度100ppmに調整した水溶液55gをガラス容器中に準備した。そこへ上記布2.7gを添加し、ローラー型シェーカーで10分間撹拌した。撹拌後、布を取り出して脱水し、1日間風乾した。
(1)-5:布の前処理方法2
株式会社色染社製 ポリエステルタフタ(ポリエステル繊維)を5×5cmに裁断したものを用意した。(1)-3の界面活性剤水溶液、実施例で得られた共重合体をイオン交換水で希釈することにより、界面活性剤濃度1000ppm、ポリマー濃度33ppmに調整した水溶液55gをガラス容器中に準備した。そこへ上記布2.7gを添加し、ローラー型シェーカーで10分間撹拌した。撹拌後、布を取り出して脱水し、ガラス容器中に用意した55gのイオン交換水に脱水後の布を添加し、ローラー型シェーカーで3分間撹拌することですすぎを行った。すすぎ後、布を再度脱水し、1日間風乾した。
【0150】
(汚染布の作成)
(2)-1:汚染液の作成
オリーブオイル61.5g、オレイン酸37g、酸化鉄(III)1g、オイルレッド0.5gを混合し、油脂汚染液を作成した。
(2)-2:汚染布の作成(ポリエステルタフタ)
(2)-1で作成した汚染液を15μL、上記前処理方法1または2で得られたポリマー処理布に滴下し、40℃で1時間放置し汚染布を作成した。
【0151】
(洗浄力評価)
(3):洗浄力試験
ターゴットメーターを25℃にセットし、ポットに(1)-2の硬水を498.8g、(1)-3の界面活性剤水溶液0.85g入れ、ポット中のポリマー濃度が7.3ppmとなるように1%ポリマー水溶液を入れて混合した。予め分光色差計(日本電色工業社製SE6000)でZ値を測定した汚染布5枚、浴比調整布とを合わせて16.7gポットに入れて、120rpmで10分間撹拌して洗浄した。洗浄後、布を脱水し、布及び(1)-2の硬水500gをポットに入れ、すすぎを3分間行った。すすぎ後、布を脱水し1日間風乾させた。
風乾後、色差計にて再度、洗浄後の汚染布のZ値を測定し、下記式により洗浄率を求めた。
【0152】
【0153】
<実施例1>
マグネチックスターラーを備えた50mLガラスバイアルにポリエチレンイミン(日本触媒製、平均分子量1800;以下、PEIと称する)2.15g、メトキシポリエチレングリコール#1000アクリレート(新中村化学製;以下、AM-230Gと称する)10.42g、ベンジルアクリレート(TCI製;以下、BzAと称する)5.82gを加え、室温で3時間攪拌した。この間、反応液が固化した場合は60℃オーブンで適宜溶解し、室温での攪拌を繰り返した。3時間後、反応液を60℃に加熱し、更に39時間撹拌した。GPCから目的のポリマーが生成していることを確認し、ポリマー1を得た。なおアクリレートの転化率はNMRから算出した。
転化率から算出したポリマー1における置換基(A):疎水性基含有基(B):カチオン基(C)における第1級及び第2級アミノ基のモル比は、7:30:5であった。
またGPCにて測定した重量平均分子量は8,800であった。
【0154】
<実施例2>
マグネチックスターラーを備えた50mLガラスバイアルにポリエチレンイミン(PEI、日本触媒製、平均分子量1800)2.15g、メトキシポリエチレングリコール#1000アクリレート(AM-230G、新中村化学製)5.49g、ベンジルアクリレート(BzA、TCI製)3.07g、ジメチルアミノエチルアクリレート(DAA、TCI製;以下、DAAと称する)3.71gを加え、室温で3時間攪拌した。この間、反応液が固化した場合は60℃オーブンで適宜溶解し、室温での攪拌を繰り返した。3時間後、反応液を60℃に加熱し、更に39時間撹拌した。GPCから目的のポリマーが生成していることを確認し、ポリマー2を得た。なおアクリレートの転化率はNMRから算出した。
転化率から算出したポリマー2における置換基(A):疎水性基含有基(B):カチオン基(C)における第1級及び第2級アミノ基:アミノ基含有基(D)のモル比は、4:16:1:21であった。またGPCにて測定した重量平均分子量は7,000であった。
【0155】
<実施例3>
マグネチックスターラーを備えた50mLガラスバイアルにポリエチレンイミン(PEI、日本触媒製、平均分子量1800)1.00g、メトキシポリエチレングリコール#1000メタクリレート(新中村化学製;以下、M-230Gと称する)7.75g、ベンジルメタクリレート(TCI製;以下、BzMAと称する)4.50gを加え、60℃で20時間攪拌した。GPCから目的のポリマーが生成していることを確認し、NMRよりメタクリレートの転化率を算出した。反応液をジクロロメタン中に溶解し、ヘキサン:イソプロパノール=98:2(体積比)中に再沈殿して精製を行った。減圧オーブンで乾燥した後、ポリマー3(純度36.9%、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとの混合物)を得た。なおポリマー3の純度はGPCの面積比から算出した。
転化率から計算したポリマー3における置換基(A):疎水性基含有基(B):カチオン基(C)における第1級及び第2級アミノ基のモル比は、2:11:29であった。またGPCにて測定した重量平均分子量は7,400であった。
【0156】
実施例1~3におけるPEI(原料A)のNH基に対するBzA又はBzMA(原料B)の仕込み当量及び転化率、PEIのNH基に対するAM-230G又はM-230G(原料C)の仕込み当量及び転化率、及び、PEIのNH基に対するDAA(原料D)の仕込み当量及び転化率を表1に示した。
【0157】
【表1】
表1中の記号は、下記の化合物を表す。
PEI:ポリエチレンイミン
BzA:ベンジルアクリレート
BzMA:ベンジルメタクリレート
AM-230G:メトキシポリエチレングリコール#1000アクリレート
M-230G:メトキシポリエチレングリコール#1000メタクリレート
DAA:ジメチルアミノエチルアクリレート
PEIの活性水素量は1/43.07mol/gとして仕込み量を計算した。
【0158】
実施例1~3で得られたポリマー1~3を用いて上述の洗浄力評価を行い、結果を表2に示した。また、比較例1として、ポリマーを用いずに実施例1~3と同様に洗浄力評価を行った。
【0159】