JP2020157185A - 分散体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の分散体においては、前記マイクロカプセルの壁材の構成成分がポリウレアであることが好ましい。
本発明の一実施形態に係る分散体は、マイクロカプセル、水、一価アルコール及びセルロースナノファイバー(本明細書においては、「CNF」と略記することがある)を含有し、前記分散体において、前記一価アルコールの含有量に対する、前記セルロースナノファイバー(CNF)の含有量の割合が、0.015質量%以上である。
本実施形態の分散体は、例えば、マイクロカプセルの水分散体に対して、アルコール、又はアルコール及び水の混合物(混合溶媒)を添加し、前記水分散体を希釈することにより、製造できる。本実施形態の分散体の製造方法については、後ほど詳しく説明する。
本実施形態の分散体において、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合が、0.015質量%以上であることにより、保管中の前記分散体においては、マイクロカプセルの凝集が抑制され、保管後の前記分散体においては、マイクロカプセルの再分散が容易である。
前記分散体が含有する水は、例えば、分散体の製造時において、単独で配合されたものであってもよいし、他の成分との混合物として配合されたものであってもよい。
例えば、前記分散体が含有する水は、前記マイクロカプセルの製造時に用い、その後に取り除かれることなく、そのまま前記分散体に持ち込まれたものであってもよい。
例えば、前記分散体を噴霧剤として用いる場合には、分散体において、分散体の総質量に対する、水の含有量の割合([分散体中の水の量(質量部)]/[分散体の総質量(質量部)]×100)は、10〜80質量%であることが好ましく、20〜60質量%であることがより好ましい。
本実施形態で用いる一価アルコールは、脂肪族炭化水素中の1個の水素原子(−H)が水酸基(−OH)で置換された構造を有する化合物であれば、特に限定されず、公知のものでよい。
なお、本明細書において、「常温」とは、特に冷やしたり、熱したりしない温度、すなわち平常の温度を意味し、例えば、15〜25℃の温度等が挙げられる。
例えば、前記分散体を噴霧剤として用いる場合など、分散体を乾燥させる用途で用いる場合には、前記分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.2〜10質量倍である(換言すると、[分散体の一価アルコールの含有量(質量部)]/[分散体の水の含有量(質量部)]の値が0.2〜10である)ことが好ましく、0.3〜5質量倍であることがより好ましく、0.4〜2質量倍であることがさらに好ましい。一価アルコールの前記含有量が前記下限値以上であることで、前記分散体を乾燥させることがより容易となる。一価アルコールの前記含有量が前記上限値以下であることで、一価アルコールの過剰使用が抑制される。
本実施形態で用いるCNFは、特に限定されず、公知のものでよい。
CNFとして、より具体的には、例えば、セルロース若しくはその誘導体で、繊維幅が3〜200nmのミクロフィブリル又はミクロフィブリル集合体となっているものが挙げられる。
解繊CNFは、水等の分散媒中で、セルロースナノファイバー前駆体(CNF前駆体)に対して解繊処理を行うことにより、セルロースナノファイバー分散液(CNF分散液)を得る工程を有する製造方法で製造されたCNFである。
TEMPO酸化CNFは、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ,ラジカル(TEMPO)触媒によるセルロースの化学変性法で得られたCNFである。
CNF前駆体としては、例えば、酸化セルロース、すなわちセルロースの酸化処理により、セルロース分子中のグルコピラノース環の少なくとも一部にカルボキシ基が導入されたもの、を用いてもよい。
セルロース源としては、例えば、セルロースIの結晶構造を有する天然由来のセルロースを含むものが挙げられ、より具体的には、例えば、各種木材パルプ、非木材パルプ、バクテリアセルロース、古紙パルプ、コットン、バロニアセルロース、ホヤセルロース等が挙げられる。
セルロース粉末、微結晶セルロース粉末等の各種市販品も、セルロース源として使用できる。
CNF前駆体の解繊処理により得られた処理物が、CNFであることは、例えば、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、前記処理物の繊維を観察することにより確認できる。
本実施形態で用いるマイクロカプセルは、壁材によって芯物質が内包されて構成されている。
前記マイクロカプセルにおいて、壁材の構成成分(本明細書においては、「壁材成分」と略記することがある)と、芯物質とは、いずれも特に限定されず、目的に応じて任意に選択できる。
前記芯物質は、例えば、有機化合物及び無機化合物のいずれであってもよいが、有機化合物であることが好ましい。
芯物質としては、例えば、昆虫忌避剤、殺虫剤、農薬、香料、消臭剤、医薬、殺菌剤、その他の化学反応剤等が挙げられる。前記化学反応剤とは、特定の化学物質と反応することにより、この化学物質の作用を阻害し、かつ、昆虫忌避剤と、農薬、香料、消臭剤、医薬及び殺菌剤、のいずれにも該当しない成分である。
芯物質は、前記分散体を噴霧剤として用いる場合に適性を有する成分であることが好ましく、例えば、昆虫忌避剤、殺虫剤、農薬、香料又は消臭剤であることがより好ましい。
前記昆虫忌避剤は、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。
昆虫忌避剤の、15〜25℃のいずれかの温度の1Lの水に対する溶解量は、例えば、15g以下であることが好ましい。
前記壁材成分(壁材の構成成分)は、膜形成能を有していれば、特に限定されないが、重縮合物であることが好ましく、オリゴマー又はポリマーであることがより好ましい。
本明細書において、「ポリウレア」とは、式「−NH−C(=O)−NH−」で表される結合(ウレア結合)を有するオリゴマー又はポリマーを意味し、例えば、原料化合物として、2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物と、2個以上のアミノ基を有するアミン化合物と、を重縮合反応させることにより得られる。
「ポリウレタン」とは、式「−NH−C(=O)−O−」で表される結合(ウレタン結合)を有するオリゴマー又はポリマーを意味し、例えば、原料化合物として、2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物と、2個以上の水酸基(−OH)を有するヒドロキシ化合物と、を重縮合反応させることにより得られる。
「ポリアミド」とは、式「−NH−C(=O)−」で表される結合(アミド結合)を有するオリゴマー又はポリマーを意味し、例えば、原料化合物として、2個以上のカルボキシ基(−C(=O)−OH)を有するカルボン酸、又はその1個又は2個以上のカルボキシ基がクロロカルボニル基(−C(=O)−Cl)で置換されてなるカルボン酸クロライドと、2個以上のアミノ基を有するアミン化合物と、を重縮合反応させることにより得られる。
前記分散体は、本発明の効果を損なわない範囲で、マイクロカプセルと、水と、一価アルコールと、CNFと、のいずれにも該当しない他の成分を含有していてもよい。
前記他の成分は、特に限定されず、前記分散体の製造方法や使用目的に応じて、任意に選択できる。
前記他の成分は、前記マイクロカプセルの製造時に用い、その後に取り除かれることなく、そのまま前記分散体に持ち込まれたものであってもよい。
前記有機溶媒は、親水性溶媒及び疎水性溶媒のいずれであってもよい。
前記有機溶媒としては、例えば、一価アルコール以外のアルコール(すなわち、二価アルコール等の多価アルコール)、アミド、ニトリル、ケトン、エステル、エーテル、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、フェノール類(フェノール性水酸基を有する化合物)、硫化炭素、カルボン酸等が挙げられる。
前記乳化剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、カゼイン、アラビアゴム、ゼラチン、ロート油、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレン硫酸塩、エチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を包含する概念とする。
例えば、前記分散体において、分散体の総質量に対する、マイクロカプセルと、水と、一価アルコールと、CNFと、の合計含有量の割合([分散体中のマイクロカプセルと、水と、一価アルコールと、CNFと、の合計量(質量部)]/[分散体の総質量(質量部)]×100)は、80質量%以上であることが好ましく、例えば、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、及び99質量%以上のいずれかであってもよい。前記割合が前記下限値以上であることで、前記分散体の凝集抑制性及び再分散性がより高くなる。
換言すると、前記分散体において、分散体の総質量に対する、前記他の成分の含有量の割合([分散体中の前記他の成分の量(質量部)]/[分散体の総質量(質量部)]×100)は、20質量%以下であることが好ましく、例えば、10質量%以下、5質量%以下、3質量%以下、及び1質量%以下のいずれかであってもよい。
前記マイクロカプセル(A)は、イソシアネート化合物とアミン化合物との重縮合物(すなわちポリウレア)を壁材の構成成分とし、前記壁材に昆虫忌避剤が内包されており、前記イソシアネート化合物が、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(本明細書においては、「ポリメリックMDI」と称することがある)と、イソシアネート基の含有量が20質量%以上であるジイソシアネート変性体と、を含む。
マイクロカプセル(A)は、ホルムアルデヒドの使用が必要なメラミン樹脂を壁材の主要構成成分とはしないため、安全性が高い。また、マイクロカプセル(A)は、壁材成分として特定範囲のポリウレアを選択することで、昆虫忌避剤の内包量が多くなっている。
本明細書においては、後述するジイソシアネート変性体中の、変性されているイソシアネート基は、イソシアネート基には含めない。
本明細書において、「イソシアネート化合物のイソシアネート基の含有量」とは、イソシアネート化合物が、その1分子中に有するイソシアネート基の量を意味しており、下記式により算出される。
[イソシアネート化合物のイソシアネート基の含有量(質量%)]=[1モルのイソシアネート化合物中のイソシアネート基の量(質量部)]/[イソシアネート化合物の分子量]×100
また、マイクロカプセル(A)は、上記のような特定範囲のポリウレアを選択することで、昆虫忌避剤の内包量が多くなっている。
前記壁材の膜又は層の厚さは、特に限定されず、例えば、50〜1000nmであってもよい。
マイクロカプセル(A)の製造原料である前記イソシアネート化合物は、ポリメリックMDI及び前記ジイソシアネート変性体を含む。
前記イソシアネート化合物は、ポリメリックMDI及び前記ジイソシアネート変性体を主要成分とし、ポリメリックMDI及び前記ジイソシアネート変性体のみを含んでいてもよいし、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリメリックMDIと、前記ジイソシアネート変性体と、これらのいずれにも該当せず、かつ、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有する、他のイソシアネート(本明細書においては、「他のイソシアネート」と略記することがある)と、を含んでいてもよい。
前記イソシアネート化合物として、ポリメリックMDI及び前記ジイソシアネート変性体のみを用いた場合には、壁材成分は、そのイソシアネート化合物由来の構成単位として、ポリメリックMDI由来の構成単位と、前記ジイソシアネート変性体由来の構成単位と、のみを有する。一方、前記イソシアネート化合物として、ポリメリックMDI、前記ジイソシアネート変性体、及び前記他のイソシアネートを用いた場合には、壁材成分は、そのイソシアネート化合物由来の構成単位として、ポリメリックMDI由来の構成単位と、前記ジイソシアネート変性体由来の構成単位と、前記他のイソシアネート由来の構成単位と、を有する。
すなわち、前記壁材成分は、より具体的には、ポリメリックMDIとアミン化合物との重縮合構造と、ジイソシアネート変性体とアミン化合物との重縮合構造と、をともに有する。
前記他のイソシアネートを用いた場合には、他のイソシアネートは、アミン化合物との重縮合反応によって、前記壁材成分を形成する可能性があるため、壁材成分は、上記の2種の重縮合構造に加え、前記他のイソシアネートとアミン化合物との重縮合構造も有する可能性がある。しかし、この場合にも、壁材成分は、ポリメリックMDIとアミン化合物との重縮合構造と、ジイソシアネート変性体とアミン化合物との重縮合構造と、を主要構造とする。
ポリメリックMDIは、下記一般式(P1)で表される。
壁材成分の形成時に用いるポリメリックMDI(換言すると、壁材成分が有する、ポリメリックMDI由来の構成単位)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
前記ジイソシアネート変性体のNCO含有量は、20質量%以上である。
昆虫忌避剤の内包量が多いマイクロカプセル(A)をより安定して製造できる点では、前記ジイソシアネート変性体のNCO含有量は、例えば、22質量%以上、及び24質量%以上のいずれかであってもよい。
前記ジイソシアネート変性体は、脂肪族ジイソシアネートの変性体と、芳香族ジイソシアネートの変性体と、のいずれであってもよい。
本明細書において、「脂肪族ジイソシアネート」とは、脂肪族基を有し、かつ芳香族基を有しないジイソシアネートを意味する。また、「芳香族ジイソシアネート」とは、芳香族基を有し、かつ脂肪族基を有しないジイソシアネート、又は、芳香族基と脂肪族基をともに有するジイソシアネート、すなわち、少なくとも芳香族基を有するジイソシアネート、を意味する。
本明細書においては、環状の脂肪族基を「脂肪族環式基」と称することがある。環状の脂肪族基(脂肪族環式基)は、環状構造を有し、かつ鎖状(すなわち、直鎖状又は分岐鎖状)構造を有していなくてもよいし、環状構造及び鎖状構造をともに有していてもよく、すなわち、少なくとも環状構造を有する。脂肪族環式基は、単環状及び多環状のいずれであってもよい。
前記芳香族ジイソシアネート中の芳香族基は、単環状及び多環状のいずれであってもよい。
このような前記ジイソシアネート変性体としては、例えば、ペンタメチレンジイソシアネート(本明細書においては、「PDI」と略記することがある)変性体、ヘキサメチレンジイソシアネート(本明細書においては、「HDI」と略記することがある)変性体等が挙げられる。
なお、本明細書においては、例えば、「ジイソシアネートのビウレット変性体」を「ジイソシアネート−ビウレット変性体」と記載することがある。他の前記ジイソシアネート変性体も同様である。
換言すると、壁材成分は、その前記ジイソシアネート変性体由来の構成単位として、PDI変性体由来の構成単位と、HDI変性体由来の構成単位と、からなる群から選択される1種又は2種以上を有することが好ましく、PDIのイソシアヌレート変性体由来の構成単位と、HDIのビウレット変性体由来の構成単位と、HDIのイソシアヌレート変性体由来の構成単位と、からなる群から選択される1種又は2種以上を有することがより好ましい。
前記他のイソシアネートは、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有し、かつ、ポリメリックMDIと、前記ジイソシアネート変性体と、のいずれにも該当しないものでれば、特に限定されない。
前記アミン化合物は、その1分子中に2個以上のアミノ基を有していれば、特に限定されない。
本明細書においては、特に断りのない限り、単なる「アミン化合物」との記載は、このような、2個以上のアミノ基を有する化合物を意味する。
前記有機多価アミン化合物は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよいが、直鎖状又は分岐鎖状であることが好ましい。
前記脂肪族多価アミン化合物において、2個以上のアミノ基は、同一の炭素原子に結合していないことが好ましい。
本明細書において、「主鎖」とは、分子中に存在するひと繋がりの鎖状骨格のうち、この鎖状骨格を形成している原子数が最大であるものを意味する。「側鎖」とは、分子中に存在するひと繋がりの鎖状骨格のうち、主鎖に該当しないものを意味する。
前記NH置換脂肪族多価アミン化合物において、式「−NH−」で表される基で置換されているメチレン基の数は、このアミン化合物の炭素数に応じて異なり、例えば、1〜4個、1〜3個、又は1〜2個のいずれであってもよい。
換言すると、前記マイクロカプセル(A)において、壁材成分の総質量に対する、壁材成分中の前記重縮合物の含有量の割合([マイクロカプセル(A)における、壁材成分中の前記重縮合物の含有量(質量部)]/[マイクロカプセル(A)における、壁材成分の総質量(質量部)]×100)は、95質量%以上であることが好ましく、97質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であることが特に好ましい。
これらの割合がこのような範囲であることで、昆虫忌避剤の内包量がより多いマイクロカプセル(A)が得られる。
マイクロカプセル(A)における昆虫忌避剤は、先に説明したものと同じである。
[マイクロカプセルの昆虫忌避剤の内包率(質量%)]=[マイクロカプセルの昆虫忌避剤の含有量(質量部)]/[マイクロカプセル製造時の昆虫忌避剤の使用量(質量部)]×100
例えば、マイクロカプセルの形状は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いることで観測できる。
マイクロカプセル(A)は、昆虫忌避剤の共存下において、前記イソシアネート化合物と前記アミン化合物とを重縮合反応させることにより、製造できる。
ポリメリックMDIは、アミン化合物との反応性が比較的高く、壁材成分の形成に使用可能であるが、目的外の成分とも反応し易く、例えば、水酸基(−OH)等を有する化合物とも反応し易い。このような化合物としては、例えば、乳化剤が挙げられる。したがって、イソシアネート化合物の大部分をポリメリックMDIとしたり、イソシアネート化合物をポリメリックMDIのみとした場合には、重縮合反応時の副反応が抑制されず、目的とするマイクロカプセル(A)がほとんど又は全く得られない。
これに対して、本実施形態においては、ポリメリックMDIに加えて、ポリメリックMDIよりも反応性が低い前記ジイソシアネート変性体を用いることにより、イソシアネート化合物とアミン化合物との反応性が調節され、その結果、目的とするマイクロカプセル(A)が高収率で得られると推測される。
前記他の成分としては、例えば、溶媒、乳化剤等が挙げられる。
例えば、水と疎水性成分の共存下で、重縮合反応を行うことにより、重縮合を界面重縮合として行うことができる。
前記有機溶媒は、親水性溶媒及び疎水性溶媒のいずれであってもよいが、疎水性溶媒であることが好ましい。
前記疎水性溶媒としては、例えば、アルコール、アミド、ニトリル、ケトン、エステル、エーテル、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、フェノール類(フェノール性水酸基を有する化合物)、硫化炭素、カルボン酸等が挙げられる。
前記乳化剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、カゼイン、アラビアゴム、ゼラチン、ロート油、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレン硫酸塩、エチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
例えば、前記他の成分が溶媒である場合には、他の成分(溶媒)の使用量は、昆虫忌避剤、ポリメリックMDI、前記ジイソシアネート変性体、前記他のイソシアネート、及び前記アミン化合物の総使用量100質量部に対して、100〜250質量部であることが好ましく、例えば、100〜210質量部、及び100〜170質量部のいずれかであってもよい。
例えば、重縮合反応時における昆虫忌避剤の使用量が、50〜200gである場合、このような撹拌速度は、特に好適である。ただし、昆虫忌避剤の使用量は、これらに限定されない。
以下、製造方法(I)について説明する。
製造方法(I)の前記乳化工程においては、前記第1溶液に前記第2溶液を加えて、乳化液を得る。
前記第1溶液は、水及び乳化剤を含有しており、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、水と、乳化剤と、のいずれにも該当しない前記他の成分を含有していてもよい。
第1溶液は、水に乳化剤を加えることにより、調製することが好ましい。前記他の成分を用いる場合には、その加えるタイミングと、加える対象は、他の成分の種類に応じて、適宜調節できる。
第1溶液の調製時には、例えば、すべての成分を配合した後、好ましくは80〜100℃で、好ましくは0.5〜3時間、加熱撹拌した後、27℃以下等の常温になるまで冷却することにより、第1溶液を調製してもよい。
前記第2溶液は、ポリメリックMDIと、前記ジイソシアネート変性体と、昆虫忌避剤と、必要に応じて前記他のイソシアネートと、を含有しており、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに、これら成分(ポリメリックMDI、前記ジイソシアネート変性体、昆虫忌避剤、前記他のイソシアネート)のいずれにも該当しない前記他の成分と、を含有していてもよい。
前記溶媒を用いることで、第2溶液において、その含有成分の溶解性を調節できる。
第2溶液における前記溶媒としては、水、有機溶媒等が挙げられ、前記有機溶媒は、先に説明したものと同じである。
昆虫忌避剤が常温で液状である場合、第2溶液は、昆虫忌避剤に、ポリメリックMDIと、前記ジイソシアネート変性体と、必要に応じて前記他のイソシアネートと、必要に応じて他の成分と、を加えることにより、調製することが好ましい。
第2溶液の調製時には、例えば、原料(ポリメリックMDI、前記ジイソシアネート変性体、昆虫忌避剤、他のイソシアネート、他の成分)の配合から、すべての成分を配合した後の撹拌までを、好ましくは15〜28℃で行うことができる。すべての成分を配合した後の撹拌時間は、例えば、1〜60分であってもよい。
例えば、乳化時における昆虫忌避剤の使用量が、50〜200gである場合、このような撹拌速度は、特に好適である。ただし、昆虫忌避剤の使用量は、これらに限定されない。
前記重縮合工程においては、前記乳化工程で得られた前記乳化液に、前記第3溶液を加えて、重縮合反応を行う。
前記第3溶液は、水及びアミン化合物を含有しており、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、水以外の前記他の成分を含有していてもよい。
第3溶液は、例えば、アミン化合物に水を加えることにより、調製してもよいし、水にアミン化合物を加えることにより、調製してもよい。前記他の成分を用いる場合には、その加えるタイミングと、加える対象は、他の成分の種類に応じて、適宜調節できる。
第3溶液の調製時には、例えば、すべての成分を配合した後、好ましくは15〜28℃で、好ましくは1〜60分、撹拌することにより、第3溶液を調製してもよい。
例えば、マイクロカプセル(A)を含有する液状組成物を調製するか、又は、上述の製造方法で得られた、重縮合反応の生成物をそのまま用いることで、液状の防虫剤が得られる。さらに、これら液状の防虫剤を塗工し、乾燥させることで、層状(例えばフィルム状)の防虫剤が得られる。
また、前記マイクロカプセルを含有する樹脂組成物を調製し、この樹脂組成物を成形することで、シート状等の固形の防虫剤が得られる。
すなわち、分散体中においてマイクロカプセルは、当初、良好に分散した状態にある。これは、前記分散体の十分な混合によりもたらされ、例えば、分散体が乳化剤等の、マイクロカプセル以外の何らかの成分を含有する場合には、この成分によって、より安定してもたらされることがある。
ところが、分散体の保管中には、マイクロカプセルは、沈降し易いなど、偏在した状態となり易い。その場合、当初良好に分散していたマイクロカプセルは、凝集が進行していく。これは、マイクロカプセルの凝集を抑制していた何らかの要因に、一価アルコールが影響を及ぼすためである。例えば、たとえ、乳化剤等の何らかの成分によって、当初はマイクロカプセルの凝集が抑制されていたとしても、一価アルコールがこのような成分に作用を及ぼすことによって、マイクロカプセルの凝集が進行していく。
これに対して、本実施形態の分散体は、特定量のCNFを含有していることにより、上記の一価アルコールの影響(作用)が低減され、その結果、保管中の前記分散体において、マイクロカプセルの沈降が生じたとしても、凝集の進行は抑制されると推測される。
そして、このようにマイクロカプセルの凝集が抑制されることによって、さらに、保管後の前記分散体においては、マイクロカプセルの再分散が容易になると推測される。
本実施形態の分散体は、例えば、その製造過程における、一価アルコールの配合のタイミングによらず、上記のような優れた効果を奏する。
前記分散体は、マイクロカプセルと、水と、一価アルコールと、CNFと、必要に応じて前記他の成分と、を配合し、このとき、一価アルコールの配合量に対する、CNFの配合量の割合を、0.015質量%以上とし、配合物を分散させることにより。製造できる。
マイクロカプセル、水、一価アルコール、CNF及び前記他の成分の配合時において、これらの配合成分は、各成分ごとに単独で、全量を一括添加してもよいし、一部若しくは全量を少量ずつ又は分割して添加してもよい。また、前記配合成分は、その2種以上が混合した状態の混合物として、その全量を一括添加してもよいし、一部若しくは全量を少量ずつ又は分割して添加してもよい。
配合物を分散させるときの時間は、特に限定されず、例えば、5分〜2時間であってもよい。
分散体の製造時に用いた添加剤を以下に示す。
<<分散体の製造>>
<マイクロカプセルの製造>
蒸留水(174.4g)にポリビニルアルコール(クラレ社製「PVA420」)(5.6g)を添加し、90℃で1時間撹拌して溶液とし、これを25℃まで冷却することにより、ポリビニルアルコール水溶液(前記第1溶液に相当)を得た。
別途、DEET(昆虫忌避剤)(100g)に、ポリメリックMDI(東ソー社製「ミリオネートMR−200」)(10g)と、HDI−ビウレット変性体(三井化学社製「タケネートD−165N」)(25g)を添加し、25℃で撹拌することにより、これらの成分がすべて溶解している混合溶液(前記第2溶液に相当)を得た。
別途、ジエチレントリアミン(7.5g)に蒸留水(30g)を添加し、25℃で撹拌することにより、ジエチレントリアミン水溶液(前記第3溶液に相当)を得た。
前記ポリビニルアルコール水溶液の全量に、前記混合溶液の全量を添加し、25℃で3分撹拌することにより、乳化液を得た(前記乳化工程に相当)。
得られた乳化液の全量に、前記ジエチレントリアミン水溶液の全量を添加し、80℃で2時間、反応液を撹拌することにより、界面重縮合を行った(前記重縮合工程に相当)。
以上により、ジエチレントリアミンと、ポリメリックMDI及びHDI−ビウレット変性体と、の重縮合物を壁材成分とし、芯物質(昆虫忌避剤)としてDEETを壁材が内包したマイクロカプセルを、水分散体として得た。
上記で得られたマイクロカプセルの水分散体(100g)を、容器中に加えた。
次いで、この容器中にさらに、蒸留水(100g)及びエタノール(100g)を加えた。
次いで、この容器中にさらに、添加剤として、前記機械解繊CNF(0.3g、機械解繊CNF自体として0.03g)を添加し、25℃で10分撹拌することにより、目的とする分散体を得た。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.62質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.03質量%であった。
<凝集抑制性及び再分散性の評価>
上記で得られた分散体(30g)を、直ちに常温下で蓋つきガラス瓶内に測りとり、封入した。
次いで、この分散体を封入した蓋つきガラス瓶を、40℃で1日静置保管した。
次いで、蓋つきガラス瓶を25℃の環境下に置き、封入されている分散体の温度が25℃となるまで静置した。
次いで、直ちに蓋つきガラス瓶の上下を逆にして、蓋つきガラス瓶をひっくり返し、さらにこの操作をもう1回行う(すなわち、蓋つきガラス瓶をひっくり返す操作を2回続けて行う)ことにより、蓋つきガラス瓶の内部の分散体を混和(以下、「転倒混和」と称する)した。そして、封入されている分散体の状態を観察した。
上記の転倒混和後の分散体が、製造直後の分散体と同様の良好な分散状態となっているか否かを目視観察し、良好な分散状態となっている場合には、これ以上転倒混和を行わず、良好な分散状態となっていない場合には、良好な分散状態となるまで転倒混和を繰り返し行った。このとき要した転倒混和の回数を表2に示す。転倒混和の回数が少ないほど、分散体の凝集抑制性及び再分散性が優れていると判断できる。
[実施例2]
前記機械解繊CNFの製品添加量を0.3gに代えて1.5gとした(すなわち、機械解繊CNF自体の添加量を0.03gに代えて0.15gとした)点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.62質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.15質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNFの製品添加量を0.3gに代えて3gとした(すなわち、機械解繊CNF自体の添加量を0.03gに代えて0.3gとした)点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.61質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.3質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNFの製品添加量を0.3gに代えて20gとした(すなわち、機械解繊CNF自体の添加量を0.03gに代えて2gとした)点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.56質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、2質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
エタノール(100g)に代えて2−プロパノール(100g)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.62質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.03質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
エタノール(100g)に代えて2−プロパノール(100g)を用いた点と、前記機械解繊CNFの製品添加量を0.3gに代えて1.5gとした(すなわち、機械解繊CNF自体の添加量を0.03gに代えて0.15gとした)点、以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.62質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.15質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNF(0.3g、機械解繊CNF自体として0.03g)に代えて、前記TEMPO酸化CNF(7.5g、TEMPO酸化CNF自体として0.15g)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.59質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.15質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNF(0.3g、機械解繊CNF自体として0.03g)に代えて、前記TEMPO酸化CNF(15g、TEMPO酸化CNF自体として0.3g)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.57質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.3質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNF(0.3g、機械解繊CNF自体として0.03g)を用いなかった点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.62質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNFの製品添加量を0.3gに代えて0.05gとした(すなわち、機械解繊CNF自体の添加量を0.03gに代えて0.005gとした)点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.62質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.005質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNFの製品添加量を0.3gに代えて0.1gとした(すなわち、機械解繊CNF自体の添加量を0.03gに代えて0.01gとした)点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.62質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合は、0.01質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNF(0.3g、機械解繊CNF自体として0.03g)に代えて、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル(25g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル自体として15g)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.58質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの含有量の割合は、15質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNF(0.3g、機械解繊CNF自体として0.03g)に代えて、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル(50g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル自体として30g)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.55質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの含有量の割合は、30質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
前記機械解繊CNF(0.3g、機械解繊CNF自体として0.03g)に代えて、前記ポリオキシエチレンアルキルエーテル(75g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル自体として45g)を用いた点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、分散体を製造した。
得られた分散体において、一価アルコールの含有量は、水の含有量に対して、0.52質量倍であり、一価アルコールの含有量に対する、ポリオキシエチレンアルキルエーテルの含有量の割合は、45質量%であった。
得られた分散体について、実施例1の場合と同じ方法で評価した。結果を表2に示す。
実施例1〜8の分散体においては、一価アルコールの含有量に対する、CNFの含有量の割合が、0.03質量%以上(0.03〜2質量%)であった。
Claims (2)
- 分散体であって、
前記分散体は、マイクロカプセル、水、一価アルコール及びセルロースナノファイバーを含有し、
前記分散体において、前記一価アルコールの含有量に対する、前記セルロースナノファイバーの含有量の割合が、0.015質量%以上である、分散体。 - 前記マイクロカプセルの壁材の構成成分がポリウレアである、請求項1に記載の分散体。
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