(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-10
(54)【発明の名称】疎水性エンドキャッピング基を有する分岐レオロジー改質剤
(51)【国際特許分類】
C08G 18/48 20060101AFI20231102BHJP
C08G 18/28 20060101ALI20231102BHJP
C08G 18/32 20060101ALI20231102BHJP
C08G 18/72 20060101ALI20231102BHJP
C08L 75/08 20060101ALI20231102BHJP
C08G 18/79 20060101ALI20231102BHJP
【FI】
C08G18/48
C08G18/28 015
C08G18/32 006
C08G18/48 033
C08G18/72
C08L75/08
C08G18/79 010
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023521534
(86)(22)【出願日】2021-09-27
(85)【翻訳文提出日】2023-04-07
(86)【国際出願番号】 US2021052182
(87)【国際公開番号】W WO2022081331
(87)【国際公開日】2022-04-21
(32)【優先日】2020-10-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】590002035
【氏名又は名称】ローム アンド ハース カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ROHM AND HAAS COMPANY
(71)【出願人】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【氏名又は名称】大森 規雄
(72)【発明者】
【氏名】ワン、ウェンチン
(72)【発明者】
【氏名】ラバスコ、ジョン ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】古谷 昌樹
【テーマコード(参考)】
4J002
4J034
【Fターム(参考)】
4J002CH02X
4J002CK04W
4J002ED036
4J002EH056
4J002EN126
4J002EN136
4J002FD312
4J002FD316
4J002GT00
4J002HA04
4J034BA08
4J034CA02
4J034CA04
4J034CB01
4J034CB03
4J034CB07
4J034CC03
4J034CC08
4J034DA01
4J034DB01
4J034DB04
4J034DB07
4J034DE04
4J034DG02
4J034DG03
4J034DG04
4J034DG05
4J034HA01
4J034HA07
4J034HA08
4J034HB17
4J034HC03
4J034HC12
4J034HC13
4J034HC17
4J034HC22
4J034HC35
4J034HC45
4J034HC46
4J034HC52
4J034HC54
4J034HC61
4J034HC64
4J034HC65
4J034HC67
4J034HC71
4J034HC73
4J034JA02
4J034JA14
4J034JA38
4J034KA01
4J034KB02
4J034KC17
4J034KD02
4J034KE02
4J034LB02
4J034LB06
4J034QA03
4J034QA05
4J034QB08
4J034QC05
4J034RA17
(57)【要約】
本発明は、a)ポリアルキレングリコール、b)ポリイソシアネート、及びc)C14~C30-アルキル-O-(CH2CH2O)n-Hアルコールエトキシレートキャッピング剤の構造単位を含む、水性の疎水変性アルキレンオキシドウレタン増粘剤を含む、組成物である。本発明の組成物は、洗剤などの高濃度の界面活性剤を必要とする配合物中の増粘剤として有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
a)ポリアルキレングリコール、b)ポリイソシアネート、及びc)C
14~C
30-アルキル-O-(CH
2CH
2O)
n-Hアルコールエトキシレートキャッピング剤[式中、nは、1~40である]の構造単位を含む、水性の疎水変性アルキレンオキシドウレタン増粘剤を含む、組成物。
【請求項2】
前記疎水変性アルキレンオキシドウレタン増粘剤が疎水変性エチレンオキシドウレタン増粘剤であり、前記ポリアルキレングリコールがポリエチレングリコールである、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記ポリイソシアネートがトリイソシアネートであり、nが5~35である、請求項2に記載の組成物。
【請求項4】
前記ポリイソシアネートと前記ポリアルキレングリコールとの構造単位のモル対モル比が0.3~4.0の範囲であり、nが10~30である、請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
前記トリイソシアネートと前記ポリエチレングリコールとの構造単位のモル対モル比が0.5~3.0の範囲であり、前記トリイソシアネートが、IPDIイソシアヌレートトリマー、HDIイソシアヌレートトリマー、1,3,5-トリイソシアナト-2-メチルベンゼン、又はトリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネートである、請求項3に記載の組成物。
【請求項6】
前記C
14~C
30-アルキル-O-(CH
2CH
2O)
n-Hアルコールエトキシレートキャッピング剤が、C
16~C
28-アルキル-O-(CH
2CH
2O)
n-Hアルコールエトキシレートであり、nが16~30の範囲である、請求項5に記載の組成物。
【請求項7】
nが18~26の範囲である、請求項6に記載の組成物。
【請求項8】
前記疎水変性エチレンオキシドウレタン増粘剤が、ジイソシアネートの構造単位を更に含む、請求項7に記載の組成物。
【請求項9】
前記組成物の重量に基づいて5~20重量パーセントの、第四級アンモニウム塩であるカチオン性界面活性剤、又はアミンオキシドエトキシレート、メチルエステルエトキシレート、アルキルアミンアルコキシレート、若しくは式:C
8~C
20-アルキル-O-(CH
2CH
2O)
p-H[式中、pは5~25の範囲である]で表される化合物である非イオン性界面活性剤を更に含み、前記疎水変性エチレンオキシドウレタン増粘剤の濃度が、前記組成物の重量に基づいて0.5~5重量パーセントの範囲である、請求項1に記載の組成物。
【請求項10】
前記界面活性剤が、C
8~C
20-アルキル-O-(CH
2CH
2O)
p-H非イオン性界面活性剤[式中、pは7~11の範囲である]であり、前記疎水変性エチレンオキシドウレタン増粘剤の濃度が、前記組成物の重量に基づいて1~3重量パーセントの範囲である、請求項9に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
本発明は、疎水性エンドキャッピング基を有する分岐レオロジー改質剤、より詳細には、ポリマー骨格中に分岐を有し、また長鎖アルキルアルコキシレートを含む疎水性エンドキャッピング基を有する疎水変性エチレンオキシドウレタン(HEUR)レオロジー改質剤を含む、組成物に関する。本発明の組成物は、洗剤などの比較的多量の界面活性剤を必要とする系において有用である。
【0002】
HEURなどの従来の非イオン性会合性レオロジー改質剤は、不透明である傾向がある(例えば、塗料配合物)、低濃度の界面活性剤を必要とする水性系のための増粘剤として有用である。しかし、シャンプー、ローション及び食器洗浄液などの透明な配合物及び高い界面活性剤濃度(少なくとも5重量パーセント)を必要とする用途では、これらのHEURは非常に非効率的である。界面活性剤の濃度を高くすると、許容できないほど高いHEURの添加量が必要になり、これは濁りを悪化させ、コストを増加させる。
【0003】
現在、前述の透明な配合物は、疎水変性アルカリ膨潤性エマルジョン(HASE)などのアニオン性非会合性増粘剤で増粘されている。しかし、これらの非会合性増粘剤は、洗濯洗剤用途において「再汚染(re-soiling)」を促進することが知られており、布地から除去された汚れが洗浄サイクル中に再び現れる。したがって、洗剤の分野において、低濃度で有効であり、配合物中で濁った外観を生じさせない増粘剤を見出すことは有利である。
【発明の概要】
【0004】
本発明は、a)ポリアルキレングリコール、b)ポリイソシアネート、及びc)C14~C30-アルキル-O-(CH2CH2O)n-Hアルコールエトキシレートキャッピング剤[式中、nは、1~40である]の構造単位を含む、水性の疎水変性アルキレンオキシドウレタン増粘剤を含む、組成物を提供することによって、当該技術分野における必要性に対処する。本発明の組成物は、高い界面活性剤濃度を必要とする用途のための増粘剤として有用である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
本発明は、a)ポリアルキレングリコール、b)ポリイソシアネート、及びc)C14~C30-アルキル-O-(CH2CH2O)n-Hアルコールエトキシレートキャッピング剤[式中、nは、1~40である]の構造単位を含む、水性の疎水変性アルキレンオキシドウレタン増粘剤を含む、組成物である。
【0006】
「構造単位」という用語は、反応後の列挙された化合物の残部を指す。したがって、C14~C30-アルキル-O-(CH2CH2O)n-Hの構造単位は、C14~C30-アルキル-O-(CH2CH2O)n-である。
【0007】
「ポリアルキレングリコール」という用語は、水溶性ポリエチレンオキシド、水溶性ポリエチレンオキシド/ポリプロピレンオキシドコポリマー、及び水溶性ポリエチレンオキシド/ポリブチレンオキシドコポリマーを指す。好ましい水溶性ポリアルキレンオキシドは、ポリエチレンオキシド(すなわち、ポリエチレングリコール)、特に、4000g/molから、より好ましくは6000g/molから、最も好ましくは7000g/molから、20,000g/molまで、より好ましくは12,000g/molまで、最も好ましくは9000g/molまでの範囲のMwを有するポリエチレングリコールである。市販のポリエチレングリコールは、CARBOWAX(商標)8000ポリエチレングリコール(PEG 8000、The Dow Chemical Company又はその関連会社の商標)である。
【0008】
「ポリイソシアネート」という用語は、3つ以上のイソシアネート基を有する化合物を指す。ポリイソシアネートの例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)イソシアヌレートトリマーなどのトリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)イソシアヌレートトリマー;1,3,5-トリイソシアナト-2-メチルベンゼン;及びトリフェニルメタン-4,4’,4’’-トリイソシアネートが挙げられる。
【0009】
好ましくは、ポリイソシアネート、好ましくはトリイソシアネートと、ポリアルキレングリコール、好ましくはポリエチレングリコールとの構造単位のモル対モル比は、0.3から、より好ましくは0.5から、好ましくは4.0まで、より好ましくは3.0までの範囲である。
【0010】
好ましくは、アルコールエトキシレートキャッピング剤は、C16~C28-アルキル-O-(CH2CH2O)n-Hアルコールエトキシレート[式中、nは、好ましくは5から、より好ましくは10から、より好ましくは15から、最も好ましくは18から、好ましくは35まで、より好ましくは30まで、より好ましくは26までの範囲である]である。
【0011】
好ましくは、疎水変性アルキレンオキシドウレタンは、疎水変性エチレンオキシドウレタン(HEUR)である。HEURは、例えば、ポリエチレングリコールをキャッピング剤と接触させ、続いて反応性条件下でポリイソシアネートと接触させることによって調製することができる。HEURはまた、反応性条件下でポリエチレングリコールをトリイソシアネートと接触させ、続いて反応性条件下でキャッピング剤と接触させることによって調製することもできる。特に代替の手順では、反応器内の粘度を低下させるために、ジイソシアネートを含むことが望ましい場合がある。したがって、増粘剤は、ジイソシアネートの構造単位を更に含み得る。好適なジイソシアネートの例としては、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,2,4-トリメチル-1,6-ジイソシアナトヘキサン、1,10-デカメチレンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(イソシアナトシクロヘキサン)、2,4’-メチレンビス(イソシアナトシクロヘキサン)、1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、1-イソシアナト-3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン(IPDI)、m-及びp-フェニレンジイソシアネート、2,6-及び2,4-トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、4-クロロ-1,3-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、4,4’-メチレンジフェニルイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、並びに1,5-テトラヒドロナフチレンジイソシアネートが挙げられる。
【0012】
比較的低濃度の非イオン性会合性増粘剤で高い界面活性剤要求量を必要とする配合物において、許容可能な粘度及び透明度がここで達成可能である。配合物の重量に基づいて5~20重量パーセントの範囲で界面活性剤を含有する配合物については、増粘剤の要求量は、配合物の重量に基づいて、好ましくは0.5重量パーセントから、より好ましくは1重量パーセントから、5重量パーセントまで、より好ましくは4重量パーセントまで、最も好ましくは3重量パーセントまでの範囲である。優れた結果は、配合物の重量に基づいて、少なくとも5、又は少なくとも8、又は少なくとも10重量パーセントから、20重量パーセントまでの範囲の界面活性剤添加量で達成され得ることが発見された。好適な界面活性剤の例としては、第四級アンモニウム塩などのカチオン性界面活性剤;及びアミンオキシドエトキシレート、メチルエステルエトキシレート、アルキルアミンアルコキシレートなどの非イオン性界面活性剤が挙げられる。別のクラスの界面活性剤は、式C8~C20-アルキル-O-(CH2CH2O)p-H[式中、pは5~25である]によって表される。このクラス内のサブクラスは、6~15個のCH2CH2O(EO)基、より好ましくは7~11個のEO基を有するラウリルアルコールエトキシレートである。
【0013】
以下の実施例が実証するように、本発明の組成物は、透明度及び増粘特性を保持しながら、高い界面活性剤濃度を有する配合物において効率的に使用することができる。
【実施例】
【0014】
実施例1。SA-20、ジイソシアネート、及びトリイソシアネートを用いたHEURの調製
PEG 8000(100g)及びトルエン(400g)の混合物を容器に添加し、共沸蒸留によって乾燥させた。溶液を90℃に冷却した。その後、Desmodur W脂環式ジイソシアネート(5.42g)及びDesmodur N3600 HDIイソシアヌレートトリマー(2.84g)を容器に添加した。混合物を5分間撹拌し、その後ジブチルスズジラウレート(0.21g)を添加した。混合物を1時間撹拌し、次いで80℃に冷却した。次いで、Ethal SA-20乳化剤(20個のEO基を有するステアリルアルコール、44.29g)を添加し、撹拌を1時間続けた。混合物を60℃に冷却し、ポリマーを真空中で単離した。
【0015】
実施例2。BA-25、ジイソシアネート、及びトリイソシアネートを用いたHEURの調製
Ethal SA-20乳化剤の代わりにEthal BA-25乳化剤(25個のEO基を有するベヘニルアルコール、56.05g)を使用した以外は、実施例1の調製を繰り返した。
【0016】
実施例3。SA-20及びトリイソシアネートを用いたHEURの調製
PEG 8000(150g)、Ethal SA-20乳化剤(51.33g)及びトルエン(400g)の混合物を容器に添加し、共沸蒸留によって乾燥させた。混合物を90℃に冷却し、その後、Desmodur N3600 HDIイソシアヌレートトリマー(13.88g)を容器に添加した。混合物を5分間撹拌し、その後ジブチルスズジラウレート(0.21g)を添加した。混合物を1時間撹拌し、次いで60℃に冷却し、ポリマーを真空中で単離した。
【0017】
実施例4。BA-25及びトリイソシアネートを用いたHEURの調製
Ethal SA-20乳化剤の代わりにEthal BA-25乳化剤(64.82g)を使用した以外は、実施例3の手順に実質的に従った。
【0018】
比較例1。ジイソシアネート及びBA-25を用いたHEURの調製
PEG 8000(100g)及びトルエン(400g)の混合物を容器に添加し、共沸蒸留によって乾燥させた。混合物を90℃に冷却し、その後、Desmodur W(7.45g)を容器に添加した。混合物を5分間撹拌し、その後ジブチルスズジラウレート(0.21g)を添加した。混合物を1時間撹拌し、次いで80℃に冷却した。Ethal BA-25(56.05g)を添加し、撹拌を1時間続けた。混合物を60℃に冷却し、ポリマーを真空中で単離した。
【0019】
比較例2。C18-アルキル疎水性物質を用いたHEURの調製
PEG 8000(1318.5g)を真空中で加熱し、バッチ溶融反応器内で、110℃で2時間混合した。反応器を90℃に冷却した後、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT、0.16g)及びDesmodur W(55.2g)を反応器に添加し、溶融混合物をN2下90℃で5分間混合した。ジブチルスズジラウレート(3.3g)を反応器に添加し、反応混合物を10分間混合した。n-オクタデカノール(80.8g)及びメトキシポリエチレングリコール(2000g/mol、237.4g)を反応器に添加し、撹拌を90℃で更に10分間続けた。得られた溶融ポリマーを反応器から取り出し、室温に冷却した。界面活性剤配合物中で試験する前に、ポリマーをシクロデキストリンと共に水に溶解して、15重量%のポリマー、4重量%のシクロデキストリン及び81%の水からなる水溶液を得た。
【0020】
比較例3。C10-アルキル疎水性物質を用いたHEURの調製
PEG 8000(1700.0g)をバッチ溶融反応器で2時間、真空下で110℃に加熱した。反応器の内容物を90℃に冷却した後、BHT(0.18g)及びn-デカノール(15.3g)を反応器に添加し、反応混合物を5分間撹拌した。次いで、Desmodur W(94.6g)を5分間撹拌しながら反応器に添加した。次いで、ジブチルスズジラウレート(4.25g)を反応器に添加し、得られた混合物を90℃で10分間撹拌した。続いて、n-デカノール(48.1g)を反応器に添加し、混合を90℃で更に10分間続けた。得られた溶融ポリマーを反応器から取り出し、冷却した。次いで、この固体ポリマーを水に溶解して、35重量%のポリマー、38重量%のプロピレングリコール及び27重量%の水を含有する溶液を形成した。
【0021】
表1に、HEURの有効性を試験するために調製された2つの洗剤配合を示す。AE(9EO)は、1分子当たり9個のエチレンオキシド単位を有するラウリルアルコールエトキシレートである(Emulgen 109P界面活性剤として供給される)。
【0022】
【0023】
配合物のブルックフィールド粘度(MPa・s)は、配合物を25℃に平衡化した後、20RPMでRVスピンドルを使用して測定した。目視検査により、透明度を主観測定した。表2に、各配合物の透明度及び粘度を示す。少なくとも400mPa・sの粘度が許容範囲と見なされた。
【0024】
【0025】
表2は、分岐もEO基も含有しない比較例2及び3が、ラウリルアルコールエトキシレート水溶液の粘度を上昇させるのに全く効果がないことを示す。長鎖アルキルエトキシレート疎水性物質を有するが、分岐を有していない比較例1も、効果がないことが分かった。分岐及び長鎖アルキルエトキシレート疎水性物質を有するHEURのみが増粘剤として有効であり、透明な溶液を与えた。
【国際調査報告】